2022届重庆市第四十二中学物理高一第二学期期末经典模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则()A．P、Q两点处的电荷等量同种B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能减少2、一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中()A．物体的重力势能增加了0.9mgHB．物体的重力势能增加了mgHC．物体的动能损失了0.5mgHD．物体的机械能损失了1.5mgH3、(本题9分)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的角速度之比约为（）A．1:4B．4:1C．1:8D．8:14、某滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功2000J，他克服阻力做功200J。则在这段下滑过程中，该运动员的动能增加了A．1800JB．2000JC．2200JD．200J5、物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服F2做功8J，则F1A．-2J B．2J C．10J D．6、(本题9分)如图所示，曲线AB为一质点的运动轨迹，某人在曲线上P点做出质点在经过该处时其受力的8个可能方向，正确的是A．8个方向都可能B．只有方向1、2、3、4、5可能C．只有方向1、3可能D．只有方向2、3、4可能7、如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是A．M可能为电子，N可能为质子B．N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功C．N在d点的电势能等于它在c点的电势能D．M在b点的动能大于它在a点的动能8、(本题9分)如图所示，某力F=10N作用于半径R=1m的转盘边缘的A点上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周过程()A．这个力F做的总功为0JB．这个力F做的总功为20πJC．A点所受的向心力做的总功为0JD．A点所受的向心力做的总功为20πJ9、某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的电功率达到最大值P，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g，有关此过程下列说法正确的是（）A．升降机的速度由v1增大至v2过程中，钢丝绳的拉力不断减小B．升降机的最大速度v2＝C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功D．钢丝绳的最大拉力为10、(本题9分)如图所示，置于竖直平面内的AB光滑杆，它是以初速为v0，水平射程为s的平抛运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点．现将一质量为m的小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下，重力加速度为g．则当其到达轨道B端时（）A．小球在水平方向的速度大小为v0B．小球运动的时间为C．小球的速率为D．小球重力的功率小于11、某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升的最大高度为H.设上升过程中空气阻力f大小恒定.则在上升过程中A．小球的动能减小了(f+mg)HB．小球机械能减小了fHC．小球重力势能减小了mgHD．小球克服空气阻力做功(f+mg)H12、(本题9分)如图所示，点L1和点L2称为地月连线上的拉格朗日点．在L1点处的物体可与月球同步绕地球转动．在L2点处附近的飞行器无法保持静止平衡，但可在地球引力和月球引力共同作用下围绕L2点绕行．我国中继星鹊桥就是绕L2点转动的卫星，嫦娥四号在月球背面工作时所发出的信号通过鹊桥卫星传回地面，若鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R1、R2，信号传播速度为c．则（）A．鹊桥卫星在地球上发射时的发射速度大于地球的逃逸速度B．处于L1点的绕地球运转的卫星周期接近28天C．嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为D．处于L1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1小于地球同步卫星的加速度a2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用图示装置验证小球摆动过程中机械能守恒，实验中小球摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处（箭头所指处）放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时能被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺．该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度H、桌面到地面的高度h及小球平抛运动的水平位移x即可．（1）测量A位置到桌面的高度H应从_________（填“球的上边沿”“球心”或“球的下边沿”）开始测．（2）实验中多次改变H值并测量与之对应的x值，利用作图象的方法去验证．为了直观地表述H和x的关系（图线为直线），若用横轴表示H，则纵轴应表示________．（填“x”、“x2”或“”）（3）若小球下摆过程中机械能守恒，则h、H和x的关系为H=____________．14、（10分）(本题9分)用如图所示的装置验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B，B与毫秒计时器(图中未画出)相连。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。(1)为了验证机械能守恒定律需要测量或记录下列哪些物理量______。A.小铁球的直径d了B.A点与B点间的距离hC.小铁球的质量mD.小铁球经过光电门的挡光时间t(即毫秒计时器的读数)(2)利用(1)向中的物理量和重力加速率g，写出验证机械能守恒定律的表达式为______。(3)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象？______；图象的斜率k=______。A.h-t图象

B．h-1t图象

(4)经正确的实验操作，发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量，原因是______。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为10m/s，汽车的质量m=1×103kg．如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为1m/s1．运动过程中阻力不变，求：（1）汽车所受的恒定阻力；（1）3s末汽车的瞬时功率；（3）汽车在匀加速运动过程中牵引力所做的功．16、（12分）(本题9分)一个连同装备共100kg的宇航员，在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态．装备中有一个高压气源，能以50m／s的速度喷出气体．宇航员为了能在10min时间返回飞船，则他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出的气体质量是多少？17、（12分）(本题9分)如图所示，半径R=3m的光滑圆弧轨道BC竖直固定在光滑水平地面上，C端切线水平；与C端等高的长木板质量M=4kg靠紧圆弧轨道；A点在圆弧轨道所在竖直面内，与B端的高度差h=0.8m．质量为m=3kg的小物块（可视为质点）从A点以v0=3m/s的水平初速度抛出，运动到B端恰好沿着切线方向进入圆弧轨道BC，最后与长木板相对静止．小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s1．求：（1）小物块运动至B端时的速度大小和方向；（1）小物块滑至C端时，圆弧轨道对它的支持力大小；（3）长木板的最小长度．

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】P、Q两点处的电荷等量异种，选项A错误；a点和b点的电场强度大小相等，方向不同，选项B错误；c点的电势高于d点的电势，选项C错误；负电荷从a到c，电场力做功，电势能减少，选项D正确．2、B【解析】

AB．重力做了多少功，重力势能就改变多少，根据题意重力做负功，大小为mgH，故重力势能增加mgH，A错误B正确；C．物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：mgsin解得：f=0.3mg；合力：F合合力做负功，故动能减小量等于克服合力做的功，故动能减少ΔEC错误；D．物体的机械能损失等于克服阻力做的功，故为：f⋅H故D错误．3、C【解析】

：根据题意可得P与Q的轨道半径之比为：rP：rQ=16：1，根据开普勒第三定律有：rp3Tp2=rQ3TQ4、A【解析】重力对他做功2000J，他克服阻力做功200J，则外力对运动员做的总功是1800J，据动能定理可得，运动员动能增加了1800J。故A项正确，BCD三项错误。点睛：重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量；合力对物体所做的功等于物体动能的增加量；除重力（弹簧弹力）其他力对物体所做的功等于物体机械能的增加量。5、A【解析】

力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8W=6A.-2JB.2J与分析不符C.10J与分析不符D.1J与分析不符6、D【解析】当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是：轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向．根据该特点知，只有方向2、3、4可能．故选D．点睛：本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，以及曲线运动轨迹的特点，本题基本上就可以解决了．7、AB【解析】

A．据做曲线运动物体所受合外力指向轨迹内侧知，带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，则带电粒子M带负电；带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，则带电粒子N带正电；所以M可能为电子，N可能为质子．故A项符合题意；BC．带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，N在从c点运动到d点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子N做正功，带电粒子N在d点的电势能小于它在c点的电势能．故B项符合题意，C项不符合题意；D．带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，M在从a点运动到b点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子M做负功，带电粒子M动能减小，则带电粒子M在b点的动能小于它在a点的动能．故D项不符合题意．8、BC【解析】

转一周通过的弧长为：x=2πR=2π(m)；因为F的方向始终与速度方向相同，即与位移方向始终相同，则转动一周，力F做的功为力与转过的弧长的乘积；故F做功为：W=Fx=10×2πJ=20πJ，选项A错误，B正确；A点所受的向心力方向与速度方向垂直，则向心力做的总功为0J，选项C正确，D错误.9、ABD【解析】

A.升降机速度由v1增大至v2的过程中，电动机保持功率不变，由P=Fv知，钢丝绳的拉力不断减小，故A正确；B.升降机的最大速度时，拉力等于重力，故有，故B正确；C.对整个过程运用动能定理得，钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功，故C错误；D.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得，故D正确。10、CD【解析】

A．以初速为v0平抛物体的运动机械能守恒；将一小球套于杆上，由静止开始从轨道A端滑下过程机械能也守恒，由于初位置动能为零，故末位置速度大小小于平抛运动的速度，但方向相同，故水平分量不同，故小球在水平方向的速度大小小于v0，故A错误；B．以初速为v0平抛物体的运动，其水平分运动是匀速直线运动，时间为；将一小球套于杆上，由静止开始从轨道A端滑下过程时间小于；故B错误；C．以初速为v0平抛物体的运动，根据分位移公式，有：h=gt2①s=v0t②vx=v0③vy=gt④解得：h=，v平抛=；静止开始从轨道A端滑下过程机械能守恒，有：mgh=mv2，解得：，故C正确；D．小球落地时重力的功率为：P=mgvsinθ；故P=mgvsinθ＜mgv＜mgv平抛=，故D正确。故选CD。【点睛】本题关键根据平抛运动的分位移公式和分速度公式列式后联立求解，注意小球沿轨道运动不是平抛运动，可以结合平抛运动比较求解．11、AB【解析】

A.小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，根据动能定理得:-mgH-fH=△Ek，则得动能的减小量等于mgH+fH；故A正确.B.根据功能关系知：除重力外其余力做的功等于机械能的变化量；在上升过程中，物体克服阻力做功fH，故机械能减小fH；故B正确.C.小球上升H，故重力势能增加mgH；故C错误.D.在上升的过程中，小球克服空气阻力做功fH；故D错误.12、BD【解析】

A.逃逸速度是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于逃逸速度，故A错误；B.根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B正确；C.鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R1、R2，到地表的距离要小一些，则嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为t要小于，故C错误；D、由a=rω可知处于L1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1小于月球的向心加速度，由可知月球的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，则卫星其向心加速度a1小于地球同步卫星的加速度a2，故D正确.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）球的下边沿；（2）x2；（3）【解析】:(1)测量A位置到桌面的高度H,即球做圆周运动下降的高度,因为到达桌面时是球的下沿与桌面接触,所以测量的高度H应从球的下边沿开始测.

(2)根据得:

则平抛运动的初速度为:,

若机械能守恒,有:

即为:,若用横轴表示H,则纵轴应表示(3)由(2)知,若小球下摆过程中机械能守恒,则h、H和x的关系为:点睛：根据球先做圆周运动,再做平抛运动,结合平抛处理规律,即可求解平抛的初速度,算出对应的动能,再由刻度尺量出高度,算出重力势能,进而得以验证机械能守恒,因球落地时,球下边沿与地面接触,从而可确定结果14、ABDgh=d22【解析】

(1)根据实验的原理，抓住重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，确定所需测量的物理量。

(2)根据机械能守恒得出函数关系式，确定作哪一个图象，以及得出图象斜率的含义。

(3)根据原理，结合能量守恒分析小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量的原因。【详解】(1)小球重力势能的减小量为mgh，动能的增加量为12mv2=12m(dt)2，质量可以约去，不需要测量小球的质量，需要测量小铁球的直径d，A、B两点的高度h，小铁球经过光电门的挡光时间t，故选ABD。

(2)根据mgh=12m(dt【点