2022年北京市首师附物理高一下期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（）A． B．C． D．2、(本题9分)如图所示，自由下落的小球，从它接触到竖直放置的轻质弹簧开始，一直到弹簧被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是A．小球的动能先增大后减小B．小球在刚接触弹簧时动能最大C．小球的机械能守恒D．小球的动能和弹簧的弹性势能之和不变3、(本题9分)如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，途径A、B、C三点，其中A、B之间的距离，B、C之间的距离．若物体通过这两段位移的时间相等，则O、A之间的距离等于（）A． B． C． D．4、(本题9分)地球的半径为R0，地面的重力加速度为g，一个质量为m的人造卫星，在离地面高度为h＝R0的圆形轨道上绕地球运行，则（）A．人造卫星的角速度为 B．人造卫星的周期C．人造卫星受到地球的引力为 D．人造卫星的速度5、(本题9分)我国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”已于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭成功发射升空.假设该卫星的绕月轨道是圆形的，且距离月球表面高度为h，并已知该卫星的运行周期为T，月球的直径为d，万有引力常量为G，则可求出（）A．月球探测卫星“嫦娥一号”在离月球表面h高度轨道上运行的速度v=πd/TB．月球探测卫星“嫦娥一号”绕月轨道的半径r=d+hC．月球质量D．月球表面的重力加速度6、(本题9分)两颗行星的质量分别是、，它们绕太阳运转的轨道半长轴分别是、，如果，，则它们的运行周期之比等于()A．B．C．D．7、(本题9分)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子的能级示意图如图4所示。在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A．54.4eV(光子)B．42.4eV(光子)C．48.4eV(光子)D．41.8eV(电子)8、甲、乙两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度高于甲的运行高度．两卫星轨道均可视为圆形轨道．以下判断正确的是A．甲的周期小于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度大于乙的加速度 D．甲在运行时，能经过北极正上方9、(本题9分)质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为25A．物体重力做的功为mghB．合外力对物体做功为35C．物体重力势能增加了mghD．物体的机械能减少了3510、(本题9分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小11、(本题9分)如图所示，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长1m，小球质量为1kg。现使小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过轨道最低点A的速度为vA=7m/s，通过轨道最高点B的速度为vB=3m/s，g取10m/sA．在A处为拉力，方向竖直向上，大小为59NB．在A处为推力，方向竖直向下，大小为59NC．在B处为推力，方向竖直向上，大小为1ND．在B处为拉力，方向竖直向下，大小为1N12、对于质量不变的物体，下列关于动量的说法正确的是（）A．若物体的速度不变，动量一定不变B．若物体的速率不变，动量一定不变C．若物体动能变化，动量一定变化D．若物体动量变化，动能一定变化二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)机械能守恒定律：____________________.14、如图，光滑固定斜面的倾角为30°，A、B两物体的质量之比为4∶1．B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连，开始时A、B离地高度相同．在C处剪断轻绳，当B落地前瞬间，A、B的速度大小之比为_______，机械能之比为_________（以地面为零势能面）．15、(本题9分)质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止．则两球第一次碰后m1球的速度大小为_________．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)现有一根长L=0.4m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=1kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，（g=10m/s2，=1.7）．则：（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？（2）在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？（3）小球以速度v2=1m/s水平抛出，试求绳子再次伸直时所经历的时间．17、（10分）(本题9分)如图所示，在竖直平面内有一“”管道装置，它是由两个完全相同的圆弧管道和两直管道组成。直管道和圆弧管道分别相切于、、、，、分别是两圆弧管道的最高点，、分别是两圆弧管道的最低点，、固定在同一水平地面上。两直管道略微错开，其中圆弧管道光滑，直管道粗糙，管道的粗细可忽略。圆弧管道的半径均为R，。一质量为m的小物块以水平向左的速度从点出发沿管道运动，小物块与直管道间的动摩擦因数为。设，m=1kg，R=1.5m，，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）小物块从点出发时对管道的作用力；（2）小物块第一次经过点时的速度大小；（3）小物块在直管道上经过的总路程。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、B【解析】

设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：m=ρV=ρSvt以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：Ft=0-mv，即：F=-=-ρSv1，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．

A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误。2、A【解析】

AB.从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，开始时重力大于弹力，小球向下做加速运动，在下降的过程中弹力增大，加速度减小，当加速度减小到零，速度达到最大，然后重力小于弹力，向下做减速运动，到达最低点速度为零，可知，小球的动能先增大后减小。故A正确，B错误。C.由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能减少，故C错误。D.对于小球和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，可知，小球的重力势能一直减小，则小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增加，故D错误。3、C【解析】

设物体的加速度为a，通过两段位移所用的时间均为T，则有，由，，可得，所以，C正确．4、A【解析】

根据万有引力提供向心力，得：

又在地球表面上，由重力等于万有引力，得：；据题：h=R0；联立解得：，，F=mg，v=，故A正确，BCD错误．故选A．5、C【解析】

A.月球探测卫星“嫦娥一号”在离月球表面h高度轨道上运行的速度为故A项与题意不相符；B.月球探测卫星“嫦娥一号”绕月轨道的半径故B项与题意不相符；C.卫星绕月球做匀速圆周运动万有引力做向心力，即为解得：故C项与题意相符；D.月球表面万有引力即重力，故有所以，重力加速度为故D项与题意不相符．6、D【解析】

根据开普勒第三定律：得：解得：故选D．【点睛】根据开普勒第三定律：，运用比例法求解两行星运行的周期之比．7、ACD【解析】

由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收。氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：

△E1=E∞-E1=0-（-54.4

eV）=54.4

eV

△E2=E4-E1=-3.4

eV-（54.4

eV）=51.0

eV

△E3=E3-E1=-6.0

eV-（-54.4

eV）=48.4

eV

△E4=E2-E1=-13.6

eV-（54.4

eV）=40.8

eV

可见，42.4eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁。故选ACD。8、AC【解析】

卫星的向心力由万有引力提供有，所以有：周期，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的周期小于乙的周期，故A正确；因为第一宇宙速度是近地卫星的运行速度可知，乙的轨道大于地球的半径，故乙的速度小于第一宇宙速度，所以B错误；加速度，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的加速度大于乙的加速度，故C正确；甲是同步卫星，甲的轨道只能在赤道上空，故甲在运行时不能经过北极正上方，所以D错误．9、AD【解析】

AC．质量为m的物体，在物体下落h的过程中，物体重力做的功WG=mgh，物体的重力势能减少B．质量为m的物体，下落的加速度为25F方向竖直向下，合外力对物体做功W故B项错误．D．合外力对物体做功W合=25mgh，物体动能增加2故选AD.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．10、AC【解析】

试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．考点：圆周运动的实例分析【名师点睛】此题是圆周运动的实例分析问题；解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题．11、AC【解析】

AB.在最低点，杆子一定表现为拉力，有：F-mg=m则：F=mg+mυ方向向上，A正确B错误；CD.在最高点，有：F+mg=m则：F=mυ所以杆子表现为支持力，方向向上，大小为1N，C正确D错误．12、AC【解析】

A.因为速度是矢量，速度不变，即大小和方向都不变，由可知，动量是不变的，故A正确。B.因为速度是矢量，速率不变，即速度的大小不变，但是方向可能变化，因为动量是时矢量，速度的方向变化，动量也变化，故B错误。C.因为动能是标量，动能变化了，说明速度的大小变化，所以动量也一定变化，故C正确。D.因为动量是矢量，动量变化，可能是速度的方向变化，而大小不变，因为动能是标量，速度的方向变化而大小不变，动能不变，故D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下）,物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化,但机械能的总量保持不变。【解析】

在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下）,物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化,但机械能的总量保持不变。14、1:24:1【解析】设剪断细线前两物体离地面的高度均为h；剪断细线后，B做自由落体运动，落到地面的时间;B的速度；A沿斜面加速下滑，加速度为，则当B落地时A的速度；则；AB下落过程中机械能守恒，故此时的机械能等于刚开始下落时的重力势能，则机械能之比：点睛：此题要搞清剪断细线后两物体的运动特点，结合牛顿第二定律即运动公式求解；两物体下落时只有重力做功，机械能守恒.15、；【解析】

[1]根据动量守恒定律得，第1次碰撞过程第2次碰撞过程解得三．计算题(22分)16、(1)（2）30N（3）0.34s【解析】

（1）小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，在最高点时至少应该是重力作为所需要的向心力，由重力作为向心力可以求得最小的速度；（2）根据第一问的判断可以知道，故绳中有张力，由向心力的公式可以求得绳的拉力的大小；（3）由于，故绳中没有张力，小球将做平抛运动，根据平抛运动的规律可以求得运动的时间．【详解】