甘肃省示范名校2022年物理高一第二学期期末联考试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。史瓦西半径公式R＝是一种估算黑洞大小的方法，公式中万有引力常量G＝6.67×10—11N・m2/kg，光速c＝3.0×108m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6.0×1024kg，假如它变成一个黑洞，则该黑洞的半径约为A．9×10—6m B．9×10—3m C．9m D．9×103m2、(本题9分)质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中()A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为160kWD．所受阻力大小为160N3、(本题9分)汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2末静止，其v－t图象如图所示，图中α<β，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，则A．W1＋W2＜WB．W1＜W2C．P＝P1D．P1＝P24、如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时物体运动速度的大小为A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示为皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径是2r，b点和c点分别位于小轮和大轮的边缘上，在传动过程中皮带不打滑，则

A．a点和c点的向心加速度大小相等 B．b点和c点的线速度大小相等C．a点和c点的线速度大小相等 D．a点和b点的角速度大小相等6、(本题9分)做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是A．动能 B．速度 C．加速度 D．合外力7、起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，当重物上升一定高度时，以下说法中正确的是（）A．起重机拉力对重物所做的功等于重物机械能的增量B．起重机拉力对重物所做的功等于重物动能的增量C．重物克服重力所做的功等于重物重力势能的增量D．外力对重物做功的代数和等于重物动能的增量8、(本题9分)如图所示，1为同步卫星，2为近地卫星，3为赤道上的一个物体，它们都在同一平面内绕地心做圆周运动．关于它们的圆周运动的线速度、角速度、和向心加速度，下列说法正确的是A．> B．<C．< D．>>9、(本题9分)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示．正常骑行自行车时，下列说法正确的是A．A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等B．B、C两点的角速度大小相等，周期也相等C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度D．B点的向心加速度大于C点的向心加速度10、(本题9分)有一个质量为m的小木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为R的圆弧，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则A．它的加速度为零B．它所受合力为零C．它所受的合外力大小一定、方向改变D．它的加速度大小恒定11、发射地球同步卫星并不是直接把卫星送到同步轨道上，而是分为几个过程。如图所示，首先把卫星发射至近地圆轨道1，然后在A点经过短时间点火使其在轨道2上沿椭圆轨道运行，最后在远地点的B点再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。卫星在轨道1和轨道3上的运动都可以看作匀速圆周运动，不计卫星在运动过程中的质量变化，关于该卫星下列说法中正确的是（）A．同步轨道3所在的平面不可能经过南北两极B．在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能C．卫星在B点从轨道2进入轨道3时需要点火使卫星减速D．在轨道1上经过A点时的加速度小于它在轨道2上经过A点的加速度12、(本题9分)如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是()A．A、B两球受到的向心力之比为2∶1B．A、B两球角速度之比为1∶1C．A、B两球运动半径之比为1∶2D．A、B两球向心加速度之比为1∶2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组用图所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力，为探究小车的动能变化规律：（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是____。A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B．实验操作时要先释放小车，后接通电源C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量（2）除实验装置图中的仪器外，还需要的测量仪器有__________________________，（3）如图为实验中打出昀一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，图中已经标明了要测量的物理量。另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出_____________________________________________。14、（10分）用如图所示的装置“研究平抛物体的运动”。其主要实验步骤如下：（a）将弧形斜槽固定在桌面上，让其末端伸出桌面边缘处。（b）用图钉将白纸钉在薄木板上，用支架将木板竖直固定。（c）将小球从斜槽上释放，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑的曲线连接起来，即为小球平抛运动的轨迹（1）在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____________。A．秒表B．天平C．重锤线D．测力计(2)在该实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择_____A．实心小铁球B．空心小铁球C．实心小木球D．塑料小球(3)在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差________?A．斜槽轨道末端切线必须水平B．斜槽轨道必须光滑C．每次要平衡摩擦力D．小球每次应从斜槽同一高度静止释放(4)在该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并用重锤线过O作竖直线，标系的y轴。图1为甲、乙两位同学关于坐标原点及x轴、y轴的确定，其中做法正确的__________(选填“甲”或“乙”)（5）在该实验中，某同学正确地确定了坐标原点及坐标轴后，描绘出小球在同时刻所通过的三个位置A、B、C，相邻的两个位置间的水平距离均为x，测得x=10.00cm，A、B间的竖直距离y1=4.78cm，A、C间的竖直距离y2=19.36cm。如图2所示。（重力加速度g取9.80m/s2）根据以上直接测量的物理量导出小球做平抛运动的初速度的公式为v0=________(用题中所给字母表示。代入数据得到小球的初速度值为________m/s。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）如图所示，R1=R2=2.5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。闭合电键S，移动滑动变阻器的滑片P，当滑片P分别滑到变阻器的两端a和b时，电源输出功率均为4.5W。求(1)电源电动势；(2)滑片P滑动到变阻器b端时，电压表示数。16、（12分）(本题9分)如图所示，用细圆管组成的光滑轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径r<<R．有一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管．（1）若要小球能从C端出来，初速度v0需多大？（2）在小球从C端出来的瞬间，管壁对小球的压力为mg，那么小球的初速度v0应为多少？17、（12分）(本题9分)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟，已知引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，月球的半径为1.74×103km，利用以上数据估算月球的质量（结果保留两位有效数字）

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、B【解析】

根据题意知，万有引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，天体的质量为M=6.0×1024kg，则由史瓦西半径公式：R=求出地球变成一个黑洞的半径=9×10-3m.A.9×10-6m，与结论不相符，选项A错误；B.9×10-3m，与结论相符，选项B正确；C.9m，与结论不相符，选项A错误；D.9×103m，与结论不相符，选项A错误；2、C【解析】

由图可知，加速度变化，故做变加速直线运动，速度随时间不是均匀增大故A错误；a-函数方程a＝−4，汽车加速运动，速度增大，加速度减小，故B错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F-f=ma；其中：F=P/v；联立得：，结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道，a=0时，=0.01，v=100m/s，所以最大速度为100m/s；由图象可知：−f/m＝−4，解得：f=4m=4×400=1600N；，解得：P=160kW，故C正确，D错误；故选C．3、D【解析】试题分析：根据动能定理，选项A错误；根据图像，因为α<β，加速阶段的位移大于减速阶段的位移，所以W1＞W2；选项B错误；因为汽车的牵引力F大于摩擦力。0-t1时间内的平均速度为v1/2,所以Fv1/2＞fv1/2，即P＞P1，选项C错误；因为汽车加速阶段的平均速度等于减速阶段的平均速度，所以加速阶段的平均功率等于减速阶段的平均功率，选项D正确。考点：此题考查动能定理及平均功率。4、D【解析】

C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论相符，选项D正确；5、A【解析】

共轴转动的物体上各点具有相同的角速度，靠传送带传动两轮子边缘上的点线速度大小相等．【详解】A项：根据得，c点的向心加速度是b点的2倍，根据知，a的向心加速度是b的2倍，所以a、c两点的向心加速度大小相等,故A正确；B项：b、c角速度相等,根据v=rω，，故B错误；C项：a、b两点的线速度大小相等，b、c两点的角速度相等，根据v=rω，c的线速度大于b的线速度，则a、c两点的线速度不等，故C错误；D项：a、b的线速度大小相等，根据v=rω，知角速度不等，D错误．【点睛】解决本题的关键掌握共轴转动的物体上各点具有相同的角速度，靠传送带传动两轮子边缘上的点线速度大小相等．6、A【解析】

速度、加速度、合外力均为矢量，既有大小又有方向．在匀速圆周运动中，速度、加速度和合外力的方向每时每刻发生变化，但动能为标量，只有大小，因为在匀速圆周运动中，速度大小不变，由Ek=17、ACD【解析】

AB.重物由静止竖直向上加速吊起时，动能和重力势能均增加，机械能增加，根据功能原理知，起重机拉力对重物所做的功等于重物机械能的增量，故A正确，B错误。C.由功能关系可知，重物克服重力所做的功等于重物重力势能的增量，故C正确。D.由动能定理知，外力对重物做功的代数和等于重物动能的增量，故D正确。8、BD【解析】A.物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，根据v=rω，则v1>v3，卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据，解得，知轨道半径越大，线速度越小，则v2>v1.所以v2>v1>v3，故A错误；B.物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，根据，知轨道半径越大，角速度越小，则ω2>ω1.所以ω1=ω3<ω2，故B正确；C.物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，而加速度a=rω2，则a1>a3，卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据，，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a2>a1，所以a2>a1>a3，故C错误，D正确；故选BD.点睛：题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动的物体3、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星1；物体3与近地卫星2转动半径相同，物体3与同步卫星1转动周期相同，近地卫星2与同步卫星1同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．9、BC【解析】

A．AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据v=ω•r，由于半径不同，则角速度不相等，故A错误；B．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，周期也相等，故B正确；C．AB两点的线速度相等，根据可知，A的半径比较大，所以A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C正确；D．BC点的角速度是相等的，根据可知，C点的半径比较大，所以C点的向心加速度大于B点的向心加速度，故D错误．10、CD【解析】A、物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．故AB错误；

C、物块所受合外力提供向心力，合外力的大小不变，向心加速度大小不变，但方向指向圆心，故CD正确．点睛：物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．合外力提供向心力，大小不变，向心加速度大小不变，方向指向圆心，随时间变化．11、AB【解析】

A．同步轨道3所在的平面与赤道共面，不可能经过南北两极，故A正确；BC．要将卫星由轨道1送入轨道2，需要在点点火加速，使卫星做离心运动；要将卫星由轨道2送入圆轨道3，需要在点点火加速，则卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能，故B正确，C错误；D．设点到地心的距离为，地球的质量为，卫星经过点的加速度为，由牛顿第二定律得解得可知在轨道1上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点的加速度，故D错误。故选AB。12、BCD【解析】由绳子的拉力提供向心力，绳子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比为1：1，故A错误；同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有：mAω2rA=mBω2rB，解得：，故BC正确；根据a=ω2r得：，故D正确；故选BCD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AD刻度尺、天平（或弹簧秤）【解析】

第一空.A、实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确．

B、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故B错误．

C、在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误．

D、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故D正确．第二空.由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故需要天平．第三空.小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．由得：，，所以小车动能的改变量为；本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx＝.14、CAAD乙1.0m/s