2022年玉溪市第一中学物理高一下期末学业水平测试试题含解析

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、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)关于物体的受力和运动,下列说法正确的是()A．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用2、(本题9分)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，且与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为()A．13mgB．23mg3、(本题9分)在超导托卡马克实验装置中，质量为的与质量为的发生核聚变反应，放出质量为的，并生成质量为的新核。若已知真空中的光速为，则下列说法正确的是（）A．新核的中子数为2，且该新核是的同位素B．该过程属于衰变C．该反应释放的核能为D．核反应前后系统动量不守恒4、(本题9分)甲、乙两物体的质量之比为m甲：m乙=1：2，它们分别在相同力的作用下，沿光滑水平面，从静止开始做匀加速直线运动．当两个物体通过相等的位移时，则甲、乙两物体此时的动能之比为（）A．1：1 B．1：2 C．1：4 D．1：85、(本题9分)如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为6m/s时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为（）A．3m/s B．10m/s C．12m/s D．24m/s6、(本题9分)能源在“两型”社会的建设中有着重要的意义，节约用电应成为现代公民的行为准则．下列用电方式中不属于科学、合理地节约用电的是（）A．家电尽量要长时间待机B．用节能灯替换白炽灯C．楼道、走廊照明灯采用声、光控制D．定期清除冰箱内的冰、霜7、(本题9分)在倾角为30°的斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。那么，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两球落地点到顶端的水平位移之比为2：1B．甲、乙两球落点到顶点的距离之比为2：1C．甲、乙两球落在斜面上的速度方向相同D．甲、乙两球在空中的运动时间之比为2：18、(本题9分)质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度，下列说法中正确的是()A．物体的重力势能减少2mghB．物体的机械能保持不变C．物体的动能增加2mghD．物体的机械能增加mgh9、(本题9分)如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中，(重力加速度大小为g)()A．小环滑到大圆环的最低点时处于失重状态B．小环滑到大圆环的最低点时处于超重状态C．此过程中小环的机械能守恒D．小环滑到大环最低点时，大圆环对杆的拉力大于(m＋M)g10、(本题9分)如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变小，则（）A．电荷将向上加速运动B．电荷将向下加速运动C．电流表中将有从b到a的电流D．电流表中将有从a到b的电流11、(本题9分)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点，若规定无穷远处的电势为零，则在两电荷连线上各点的电势φ随坐标y变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，在ND段中C点电势最高，则A．q1与q2带异种电荷B．A、N两点的电场强度大小为零C．从N点沿y轴正方向到D点，电场强度大小先减小后增大D．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功12、(本题9分)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是A．该卫星距离地面的高度为B．该卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．该卫星运行的线速度大于地球自转的线速度D．该卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动，现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4，则：⑴由以上信息，可知a点______________（填“是”或“不是”）小球的抛出点；⑵由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为__________m/s2⑶由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是_________m/s;⑷由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是_________m/s.14、（10分）某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题。（1）实验中，为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用频率为50Hz的(填“电磁”或“电火花”)________打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带能够做______运动。（2）在______条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制_______不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系。（3）在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据hA、hB、hC如图所示，则小车的加速度为a=________m/s2，打B点时小车的速度为VB=________m/s。（保留2位有效数字）（4）在此实验中，如果忽略摩擦阻力和斜面倾角的影响，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒，实验数据应满足_______关系式（用上题的符号表示，不要求计数结果）。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)如图所示的实验装置，可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。实验器材有：斜面、弹簧(弹簧弹性系数较大)、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下：①用适当仪器测得遮光片的宽度为d；②弹簧放在挡板P和滑块之间，当弹簧为原长时，遮光板中心对准斜面上的A点；③光电门固定于斜面上的B点，并与数字计时器相连；④压缩弹簧，然后用销钉把滑块固定，此时遮光板中心对准斜面上的O点；⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L；⑥拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t；⑦移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。根据实验数据做出的－L图象为如图所示的一条直线，并测得－L图象斜率为k、纵轴截距为b。（1）根据－L图象可求得滑块经过A位置时的速度vA=____，滑块在斜面上运动的加速度a=_____。（2）实验利用光电门及公式v=测量滑块速度时，其测量值____真实值（选填“等于”、“大于”或“小于”）。（3）本实验中，往往使用的弹簧弹性系数较大，使得滑块从O到A恢复原长过程中弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，则弹簧储存的弹性势能Ep=___，Ep的测量值与真实值相比，测量值偏_____(填“大”或“小”)。16、（12分）(本题9分)利用万有引力定律可以测量天体的质量．（1）测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G．若忽略地球自转的影响，求地球的质量．（2）测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．（3）测月球的质量若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．17、（12分）质量为5×103kg的汽车，由静止开始沿平直公路行驶，当速度达到一定值后，关闭发动机滑行，速度图象如图所示，设整个过程阻力不变．则：(1)在汽车行驶的整个过程中，发动机做功多少?(2)在汽车行驶的整个过程中，克服摩擦力做功的功率多大?

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】

物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不可能一直不变，当速度与力的夹角小于90°时，速度一定增加；当速度与力的夹角大于90°时，速度一定减小，选项A错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，选项B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小不一定改变，例如匀速圆周运动，选项C错误；做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，选项D正确．2、D【解析】试题分析：以相机为研究对象，对相机受力分析，先将各支架的作用力沿着水平和竖直方向正交分解，由共点力的平衡条件可得出各支架的受力．对照相机受力分析，受重力、和三个支架的支持力，根据平衡条件，三根支架的支持力的合力应等于重力，即：3Fcosθ=mg，解得【点睛】本题因是立体图，无法将所有力画出，因三根支架受力相等，故可以由一根支架的受力得出所有支架的合力．3、A【解析】

A．由质量数守恒和电荷数守恒可知新核的质量数和电荷数分别为4和2，新核是，是的同位素，中子数为2，故A正确；B．该过程是核聚变反应，不属于衰变，故B错误；C．该反应释放的核能为故C错误；D．核反应前后系统动量守恒，故D错误。故选A。4、A【解析】

由动能定理知，合外力做功等于物体动能的增量．以物体为研究对象，重力支持力不做功，只有力F做功，合外力功为：，甲乙两物体受力相同，位移相同，所以合外力做功相同，即动能增量相同，且均从静止开始，所以甲乙动能相同，故A正确，BCD错误。5、C【解析】根据牛顿第二定律得：，

即

当支持力为零，有：，

解得：v′=2v=12m/s．故C正确，ABD错误．故选C．点睛：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．知道摩擦力为零时，此时支持力为零．6、A【解析】试题分析：科学、合理地节约用电是现代公民的行为准则，属于科学、合理地节约用电的是：家电尽量不要长时间待机，用节能灯替换白炽灯，楼道、走廊照明灯采用声、光控制等．解：A、家电尽量不要长时间待机，待机浪费电，故不属于科学、合理地节约用电，故A正确；B、用节能灯替换白炽灯，可节约电，故B错误C、楼道、走廊照明灯采用声、光控制，属于科学、合理地节约用电，故C正确；D、定期清除冰箱里的冰、霜可以节约电能；可以节约用电；故D正确本题选择不属于科学、合理地节约用电的；故选A．点评：只本题结合生活中的实际考查物理问题，属于基础问题；明确只要能合理地减小能量消耗即属于节约用电．7、CD【解析】

AD、设小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为θ，，只要落到斜面上，角度不变，t与初速度成正比，甲、乙两小球运动的时间之比为2：1，甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移：x＝v0t，由于初速度之比为2：1，飞行的时间之比为2：1，所以水平方向的位移之比为4：1．A错误，D正确；B、甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移之比为4：1，由于斜面得夹角是相同的，所以甲、乙两球落地点到顶点的距离之比为4：1．B错误；C、设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为α，则tanα＝2tanθ，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，可知，两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，C正确；8、CD【解析】

重力势能的变化量等于重力对物体做的功．只有重力对物体做功，物体的机械能才守恒．根据动能定理研究动能的变化量．根据动能的变化量与重力的变化量之和求解机械能的变化量。【详解】A项：由质量为m的物向下运动h高度，重力做功为mgh，则物体的重力势能减小mgh，故A错误；B、依题物体的加速度为2g，说明除重力做功之外，还有其他力对物体做功，物体的机械能应增加，故B错误；

C项：合力对物体做功W=mah=2mgh，根据动能定理得知，物体的动能增加2mgh，故C正确；D项：由上物体的重力势能减小mgh，动能增加2mgh，则物体的机械能增加mgh，故D正确。故选：CD。【点睛】本题考查分析功能关系的能力．几对功能关系要理解记牢：重力做功与重力势能变化有关，合力做功与动能变化有关，除重力和弹力以外的力做功与机械能变化有关。9、BCD【解析】

AB．小环滑到大环的最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态．故A错误，B正确；C．由于大环固定不动，对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，所以小环的机械能守恒，故C正确；D．小环从最高到最低，由动能定理得：，小环在最低点时，根据牛顿第二定律得：，联立得：F=5mg，对大环分析，有：T=F+Mg=5mg+Mg＞（m+M）g，故D正确．10、AD【解析】

将两极板的间距减小，而电容器的电压不变，板间场强E=U/d增大，电荷q所受的电场力F=Eq增大，电荷将向上加速运动，故A正确，B错误；将两极板的间距变小，根据电容的决定式C=εS【点睛】对于电容器动态变化分析问题，首先要根据电容的决定式C=εS11、AD【解析】

A.由图象可知，M点附近的电势为负值、O点附近的电势为正值，所以，q1与q2带异种电荷，故A项与题意相符合；B．A、N点的电势为零，但场强不为零（φ-y图象的斜率不为零），故B项与题意不相符；C.从N点沿y轴正方向，电场强度的大小先减小后增大再逐渐减小，故C项与题意不相符；D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增后减，所以，电场力先做负功后做正功，故D项与题意相符．12、BCD【解析】

A.万有引力提供向心力且r=R+h，可得，故A错误；B.第一宇宙速度为，r＞R，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B正确；C.同步卫星与地球自转的角速度相同，则由v=ωr可知，该卫星运行的线速度大于地球自转的线速度，选项C正确；D.卫星运行的向心加速度，地表重力加速度为，卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、是，8，0.8，【解析】

（1）[1]因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1：3：5，符合初速度为零的匀变速直线运动特点，因此可知a点的竖直分速度为零，a点为小球的抛出点。（2）[2]由照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4可得乙图中正方形的边长l=4cm，竖直方向上有：解得：（3）[3]水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为：（4）[4]b点竖直方向上的分速度所以：14、电火花匀速（直线）运动M远大于m小车的质量M0.951.0【解析】

（1）[1][2]．两种计时器比较，打点计时器的限位孔对纸带的摩擦力比较大，所以要选择电火花计时器；要平衡摩擦力，需要将长木板的右端垫高，在没有沙桶拖动下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做匀速直线运动即可；（2）[3][4]．根据实验误差的来源，在M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力；根据控制变量法的要求，在控制小车的质量M不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．（3）[5][6]．由题意可知：x1=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x2=（62.00-51.55）cm=10.45cm，计数点之间时间