2022年四川省成都市航天中学校高一物理第二学期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考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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)自然界中某个量D的变化量，与发生这个变化所用时间的比值，叫做这个量D的变化率．下列说法正确的是A．若D表示某质点做平抛运动的速度，则是恒定不变的B．若D表示某质点做匀速圆周运动的动量，则是恒定不变的C．若D表示某质点做竖直上抛运动离抛出点的高度，则一定变大．D．若D表示某质点的动能，则越大，质点所受外力做的总功就越多2、下列列举的事例或事实中正确的是（）A．牛顿运动定律可以适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象B．不同形式的能量之间可以相互转化，能量在转化和转移中有方向性C．开普勒经严密的推理运算，提出了万有引力定律D．若物体间距离接近于零，万有引力定律不成立3、(本题9分)如图所示，AB为1/4圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为A．μmgR B．mgRC．－mgR D．(1－μ)mgR4、(本题9分)在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为的圆周运动，设内外路面高度差为，路基的水平宽度为，路面的宽度为。已知重力加速度为。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（）A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示，质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F到停止运动的过程中，下列说法正确的是()A．撤去外力F的瞬间，弹簧的压缩量为B．撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为C．系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量D．A克服外力所做的总功等于2Ek6、(本题9分)下列物体中，机械能守恒的是A．跳伞运动员匀速下落B．汽车刹车时减速运动C．物体做自由落体运动D．小孩从粗糙滑梯上下滑7、(本题9分)质量为的汽车发动机额定输出功率为P，当它在平直的公路上以加速度由静止开始匀加速启动时，其保持匀加速运动的最长时间为，汽车运动中所受的阻力大小恒定，则()A．若汽车在该平直的路面上从静止开始以加速度匀加速启动，其保持匀加速运动的最长时间为B．若汽车以加速度a由静止开始在该路面上匀加速启动，经过时间发动机输出功率为C．汽车保持功率P在该路面上运动可以达到的最大速度为D．汽车运动中所受的阻力大小为8、(本题9分)如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，它们与盘面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时两物体刚好就要发生滑动，则（）A．细线中的拉力大于B受到的最大静摩擦力B．细线中的拉力小于A受到的最大静摩擦力C．烧断细线，只有物体B相对圆盘发生滑动D．烧断细线，两物体都会相对圆盘发生滑动9、(本题9分)2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（）A．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小B．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变C．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变D．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量10、(本题9分)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10m/s1．由图中数据可得A．物体的质量为1kgB．h=0时，物体的速率为10m/sC．h=1m时，物体的动能Ek=40JD．从地面至h=4m，物体的动能减少100J11、(本题9分)质量为m的物体，在距地面h高处以g3A．物体的重力势能减少了mghB．物体的动能增加mgh3C．物体的机械能减少mghD．重力做功212、(本题9分)如图所示，两个倾角都为30°、足够长的光滑斜面对接在一起并固定在地面上，顶端安装一光滑的定滑轮，质量分别为2m和m的A、B两物体分别放在左右斜面上，不可伸长的轻绳跨过滑轮将A、B两物体连接，B与右边斜面的底端挡板C之间连有橡皮筋．现用手握住A，使橡皮筋刚好无形变，系统处于静止状态．松手后，从A、B开始运动到它们速度再次都为零的过程中（绳和橡皮筋都与斜面平行且橡皮筋伸长在弹性限度内）A．A、B与地球的机械能之和守恒B．A、B、橡皮筋与地球的机械能之和守恒C．A的重力势能减少量大于橡皮筋弹力所做的功D．重力对A做功的平均功率小于橡皮筋弹力对B做功的平均功率二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：（1）下列释放纸带的操作正确的是__________．（2）打点计时器所接电源的频率为50Hz．某次打出的一条纸带如图所示，当打点计时器打到B点时，重锤的速度vB＝________m/s．（结果保留两位小数)（3）实验发现重物重力势能减少量大于其动能增大量，原因可能是_____________．14、（10分）(本题9分)如图所示，是用来研究向心力与转动物体的半径、质量以及角速度之间关系的向心力演示器．(1)这个实验所用的主要研究方法是_____A．控制变量法B．等效代替法C．理想实验法D．假设法(2)观察图中两个相同的钢球位置距各自转轴的距离相等，皮带由此推测出是在研究向心力的大小F与的关系_______．A．质量mB．角速度ωC．半径r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)如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。16、（12分）(本题9分)如图所示，平行板电容器两极板正对且倾斜放置，下极板接地，电容器电容C=10-8F，板间距离d=3cm,两极板分别带等量的异种电荷，电量Q=1x10-6c.一电荷量q=3x10-10C,质量m=8x10-8kg带负电的油滴以vo=0.5m/s的速度自AB板左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从CD板右边缘水平飞出，g取10m/s2,不计空气阻力.求:(1)两极板之间的电压U;(2)油滴运动到AD中点时的电势能Ep:(3)带电粒子从电场中飞出时的速度大小v.17、（12分）(本题9分)质量为m的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为μ，物体在水平力F作用下开始运动，当发生位移x时撤去力F，求物体还能运动的最远距离．

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、A【解析】A、若D表示某质点做平抛运动的速度，则表示加速度，恒定不变．故A正确；B、若D表示某质点做匀速圆周运动的动量，则，表示向心力，大小不变，方向不停改变．故B错误；C、若D表示某质点做竖直上抛运动离抛出点的高度，则表示平均速度，平均速度在减小．故C错误；D、若D表示某质点的动能，则所受外力的功率，表示做功的快慢，不是做功的多少；故D错误．故选A．【点睛】解决本题的关键是知道当D表示不同的量时，表示的物理意义，再根据条件判断是否变化，2、B【解析】

A.根据根据经典力学的局限性科学，牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象.故选项A不符合题意.B.根据热力学第二定律可知，不同形式的能量之间可以相互转化，能量在转化和转移中有方向性.故选项B符合题意.C.根据物理学史可知，牛顿经严密的推理运算，提出了万有引力定律.故选项C不符合题意.D.万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力，物体间距离接近于零时万有引力定律仍然成立.故选项D不符合题意.3、D【解析】

BC段物体受摩擦力f=μmg，位移为R，故BC段摩擦力对物体做功W=-fR=-μmgR；对全程由动能定理可知，mgR+W1+W=0，解得W1=μmgR-mgR；故AB段克服摩擦力做功为W克=mgR-μmgR。A.μmgR，与结论不相符，选项A错误；B.mgR，与结论不相符，选项B错误；C.－mgR，与结论不相符，选项C错误；D.(1－μ)mgR，与结论相符，选项D正确；4、B【解析】

ABCD.设路面的斜角为θ，作出汽车的受力图，如图根据圆周运动公式得由数学知识得联立解得故B正确ACD错误。故选B。5、D【解析】

根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量；根据动能定理分析A克服外力所做的总功；根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功．【详解】AB．当A与B一起做加速运动的过程中，对整体：F-2f=2ma对小球A：kx-f=ma联立得：x=即撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为．故AB错误；C．根据功能关系可知，整个的过程中，系统克服摩擦力所做的功等于A、B的动能以及弹簧减少的弹性势能的和，即等于系统机械能的减少量．故C错误．D．A克服外力所做的总功等于A的动能，由于是当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，所以A与B开始时的动能都是2Ek，即A克服外力所做的总功等于2Ek．故D正确；故选D．【点睛】此题考查了两个物体被弹簧连接的连接体问题，明白F在拉动B运动时，由于杆的摩擦力，A物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能，是解决此题的关键．6、C【解析】

A、跳伞运动员在空中匀速下降，空气阻力对他做功，其机械能不守恒，故A错误；B、汽车刹车时减速运动，摩擦力做负功，其动能减小，机械能减小，故B错误；C、做自由落体运动的物体，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D、小孩从粗糙滑梯上下滑，摩擦力做负功，机械能减小，故D错误；故选C．【点睛】机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒．7、BC【解析】

当汽车以恒定的加速度启动时，利用牛顿第二定律求的加速度，利用运动学公式求的速度和时间；直到最后牵引力和阻力相等；【详解】A、当以加速度a加速运动时有：F-f=ma，F=f+ma，加速达到的最大速度为：，故所需时间为：，当加速度为2a时，F′-f=2ma，F′=f+2ma，故加速达到最大速度为：，所需时间为：，故A错误．B、时刻速度为，故功率为：，汽车的额定功率为：P=（f+ma）at，则，故B正确．C、根据P=（f+ma）at得：，当牵引力等于阻力时速度最大为：，故C正确，D错误．故选BC．【点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉8、BC【解析】

AB．A、B一起随圆盘做圆周运动，当两物体刚好就要发生滑动时，两物体所受的摩擦力都达到最大静摩擦力。对A根据牛顿第二定律有：fm−T＝mrAω2，可知细线的拉力小于A受到的最大静摩擦力，因为A、B与圆盘间的动摩擦因数相同，质量相等，则最大静摩擦力相等，则细线的拉力也小于B受到的最大静摩擦力，故A错误，B正确。CD．烧断细线，细线拉力消失，对A，由于最大静摩擦力大于向心力，靠静摩擦力提供向心力，所以A不会发生滑动；对B，最大静摩擦力不够提供向心力，B相对圆盘发生滑动，故D错误，C正确。9、AC【解析】根据万有引力提供向心力，距离关系为：，有：，联立解得：，因为双星间的距离减小，则双星相互公转的周期逐渐变小，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力，即m1r1=m2r2，可知轨道半径比等于质量之反比，因质量不变，所以脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变，故C正确；由上可知，不知道双星间的距离，也就无法求出总质量，故D错误．所以AC正确，BD错误．10、AD【解析】

A．Ep-h图像知其斜率为G，故G==10N，解得m=1kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；C．h=1m时，Ep=40J，Ek=E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek-Ek’=100J，故D正确11、AB【解析】

AD.物体在下落过程中，重力做正功为mgh，则重力势能减小也为mgh。故A符合题意D不符合题意。B.物体的合力为13mg，则合力做功为13C.物体除重力做功，阻力做负功，导致机械能减少。根据牛顿第二定律得：Ff=所以阻力做功为：W所以机械能减少为2mgh12、BC【解析】

两物体运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，AB两个物体和弹簧系统机械能守恒，根据能量守恒可判断C选项．平均功率等于功除以时间．【详解】两物体运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，AB两个物体和弹簧系统机械能守恒，但AB的机械能之和不守恒，故A错误，B正确；根据能量守恒可知，A的重力势能减少量等于B的重力势能的增加量和弹簧弹性势能的增加量，所以A的重力势能减少量大于橡皮筋弹力所做的功，故C正确；重力对A做功大于橡皮筋弹力对B做功，而时间相等，重力对A做功的平均功率大于橡皮筋弹力对B做功的平均功率，故D错误．故选BC．【点睛】本题主要考查了机械能守恒的条件和能量守恒定律的直接应用，根据机械能守恒条件分析判断即可．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A1.83阻力造成了机械能损失（意思正确即可）【解析】

(1)[1]由图中可以看出，B和C图中的纸带发生弯曲，阻力太大，故BC选项错误，而D图有可能造成打出的点迹太少，故选项D错误，故选