广东省深圳市南山区2021-2022学年物理高一第二学期期末考试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比A．卫星动能增大，引力势能减小 B．卫星动能增大，引力势能增大C．卫星动能减小，引力势能减小 D．卫星动能减小，引力势能增大2、小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是（）A．小船要用更长的时间才能到达对岸B．小船到达对岸的时间不变，但位移将变大C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化3、(本题9分)如图，甲乙两颗质量相等的卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为r甲、r乙，且r甲<r乙，它们的线速度大小分别为v甲、v乙，地球对它们的引力大小分别为F甲、F乙．下列关系正确的是（）A．B．v甲=v乙C．F甲<F乙D．F甲=F乙4、(本题9分)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是2m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s。求甲、乙两运动员的质量之比（）A． B． C． D．5、(本题9分)现代人们的生活与各类人造卫星应用息息相关，下列关于卫星相关说法正确的是（）A．顺德的正上方可能存在同步卫星B．地球周围卫星的轨道可以在任意平面内C．卫星围绕地球转动的速度不可能大于7.9km/sD．卫星的轨道半径越大运行速度就越大6、(本题9分)己知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列关于卫星运动的说法正确的是（）A．线速度大小为B．角速度为C．加速度大小为D．周期为7、(本题9分)以下说法正确的是A．在导体中有电流通过时，电子定向移动速率即是电场传导速率B．铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1C的电荷，电源把2J的化学能转化为电能C．根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比D．根据电势差可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为8、(本题9分)如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB，是按照从高度为h处以初速度平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点．现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下．已知重力加速度为g，当小球到达轨道B端时A．小球的速率为B．小球的速率为C．小球在水平方向的速度大小为D．小球在水平方向的速度大小为9、(本题9分)已知地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为7.9km/s/11.2km/s和16.7km/s，对于宇宙速度的认识，下列说法正确的是A．飞行器绕地球做匀速圆周运动的线速度不可能大于7.9km/sB．在地球上发射卫星的速度可以小于7.9km/sC．当飞行器的发射速度为13km/s时，飞行器将会脱离地球的引力场D．当飞行器的发射速度为17km/s时，飞行器将会脱离太阳的引力场10、(本题9分)发射卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送人同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点。轨道2、3相切于P点。如图所示。卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度B．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率C．卫星在轨道1上运动一周的时间小于它在轨道2上运动一周的时间D．卫星由轨道2变为轨道3机械能变大11、(本题9分)关于铁轨转弯处内、外轨间的高度关系，下列说法中正确的是（）A．内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B．因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮对铁轨的挤压D．外轨比内轨略高，列车的重力和轨道对列车支持力的合力沿水平方向指向圆心12、(本题9分)要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是()A．已知地球半径RB．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度vC．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期TD．已知地球公转的周期T′及运转半径r′二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系．所用交变电流的频率为50Hz．(1)把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是为了______________________．(1)图乙是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据在图中已标注．则纸带的___________(填“左”或“右”)端与小车相连，小车的加速度是___________m/s1．(3)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示．请在图丙的坐标纸中作出a-图像______．根据a-图像可以得到的实验结论是______________________．14、（10分）(本题9分)某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案你认为该小组选择的方案是___，理由是______________________________________．(1)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.01s，请根据纸带计算出B点的速度大小为________m/s．(结果保留三位有效数字)(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，做出v1－h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s1．(结果保留两位有效数字)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，在光滑水平面上，质量m1=2kg的小球以初速度v0=8m/s向右运动，与静止在水平面上质量m2=4kg的小球发生对心碰撞，碰撞以后小球m1的速度大小为v1=2m/s，方向与初速度方向相反。求：(1)碰撞以后，小球的速度大小；(2)碰撞过程，系统损失的机械能。16、（12分）(本题9分)如图甲所示，在和之间有沿着轴方向的匀强电场，为电场区域的上边界，在轴方向范围足够大，电场强度的变化如图乙所示，取轴正方向为电场正方向．现有一个带负电的粒子，粒子的比荷，在时刻以速度从点沿轴正方向进入电场区域，不计粒子重力作用．求：甲乙（1）粒子通过电场区域的时间；（2）粒子离开电场的位置坐标；（3）粒子通过电场区域后沿轴方向的速度大小．17、（12分）(本题9分)如图所示是公路上的“避险车道”，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险．质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=350m、下降高度h=50m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2=72km/h，设汽车运动过程中所受阻力恒定．(g取值为10m/s2).（1）求汽车在下坡过程中克服阻力做的功；（2）若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移(sin17°≈0.3)．

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】当卫星在圆周轨道上做匀速圆周运动时，万有引力充当向心力，所以环绕周期，环绕速度可以看出，周期越大，轨道半径越大，轨道半径越大，环绕速度越小，动能越小.在变轨过程中，克服引力做功，引力势能增加，所以D选项正确．2、B【解析】

因为静水速垂直于河岸，则渡河时间t=d/vc，水流速增大，渡河时间不变，沿河岸方向的位移增大，则最终渡河的位移变大。故B正确，AD错误。因小船船头始终垂直河岸航行，渡河时间不会随着水流速度增大而变化，故C错误；3、A【解析】

AB．根据得，线速度因为r甲＜r乙则v甲＞v乙，故A正确，B错误．CD．地球对卫星的万有引力因为卫星的质量相等，r甲＜r乙，则F甲＞F乙，故CD错误．故选A．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律公式，知道卫星做圆周运动向心力的来源，得出线速度的表达式是关键．4、B【解析】

甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′代入数据可得m甲×2+m乙×（-2）=m甲×（-1）+m乙×2解得m甲：m乙=4：3故B正确，ACD错误。

故选B。5、C【解析】

A.同步卫星一定位于赤道的正上方，而顺德不再赤道上，所以顺德的正上方不可能存在同步卫星.故选项A不符合题意.B.卫星的向心力是由万有引力提供的，所以地球周围卫星的轨道平面一定经过地心，不是在任意平面内都存在地球卫星.故选项B不符合题意.C.根据v=可知，当r等于地球半径时的速度为7.9km/s，所以7.9km/s是最大的环绕速度，卫星围绕地球转动的速度不可能大于7.9km/s.故选项C符合题意.D、根据v=可知，卫星的轨道半径越大运行速度就越小.故选项D不符合题意.6、B【解析】根据万有引力提供向心力即忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径；

A、线速度大小为，故A错误；

B、角速度为，故B正确；

C、加速度，故C错误；

D、周期，故D错误．点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．7、BD【解析】

A．导体中有电流通过时，电子定向移动速率的数量级为，电场传导速率为光速．故A项错误．B．据知，铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1C的电荷，电源把2J的化学能转化为电能．故B项正确．C．是电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量无关．故C项错误．D．带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差．故D项正确．8、BD【解析】

AB、由于杆AB光滑，小球在整个运动过程中，受重力mg和杆的弹力N作用，又由于弹力N始终与小球运动的速度相垂直，因此一直不做功，根据动能定理有：mgh＝－0，解得小球到达轨道B端时的速率为v＝，故A错误；B正确；CD、由于杆AB是按照从高度为h处以初速度v0平抛的运动轨迹制成的，不妨假设B端的切线方向与水平方向间的夹角为θ，当物体以初速度v0平抛运动至B端时，根据动能定理有：mgh＝－，解得：v′＝，根据几何关系有：cosθ＝＝，所以小球沿杆到达轨道B端在水平方向的速度大小为：vx＝vcosθ＝，故C错误；D正确．9、ACD【解析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是做匀速圆周运动的最大的环绕速度．根据线速度得沿圆轨道绕地球运行的人造卫星的运动速度小于等于7.9km/s，故A正确；B．在地球上发射卫星的速度至少等于7.9km/s，不可以小于7.9km/s，故B错误；C．当飞行器的发射速度为13km/s>11.2km/s时，飞行器将会脱离地球的引力场，故C正确；D．在地面上发射卫星的速度17km/s>16.7km/s，卫星将脱离太阳束缚，故D正确；故选ACD.【点睛】第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，半径越大运行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道；当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/s时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．10、CD【解析】

AB．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，则有解得，可知，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，故AB错误；C．由开普勒第三定律可知由于，所以，卫星在轨道1上运动一周的时间小于它在轨道2上运动一周的时间，故C正确；D．卫星由轨道2变为轨道3，向后喷气加速，即气体对卫星做正功，所以卫星的机械能增大，故D正确。故选CD。11、CD【解析】A项：若内外轨道一样高，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力，火车质量太大，靠这种办法得到的向心力，会导致轮缘与外轨间的作用力太大，使铁轨和车轮容易受损，并不能防止列车倾倒或翻车，故A错误；B项：若内轨高于外轨，轨道给火车的支持力斜向弯道外侧，势必导致轮缘和轨道之间的作用力更大，更容使铁轨和车轮受损，故B错误；C、D项：当外轨高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，在修筑铁路时，根据弯道半径和轨道速度行驶，适当选择内外轨道的高度差，可以使火车的向心力完全由火车的支持力和重力的合力提供，使火车行驶更安全，故C、D正确。点晴：火车轨道外高内低的设计是为了减轻轮缘与轨道之间的挤压，这样火车转弯时，轨道给火车的支持力和其重力的合力提供向心力，保证行车安全。12、ABC【解析】

A．根据，得，仅知道地球的半径，地球表面的重力加速度和引力常量也是已知的常数，可以求出地球的质量，故A正确；B．卫星绕地球做匀速周运动，根据万有引力提供向心力有，得地球质量，故已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v，可以计算出地球质量，故B正确；C．根据得，根据万有引力提供向心力，解得，故已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T可以计算地球的质量，故C正确；D．地球绕太阳公转，中心天体是太阳，根据万有引力提供向心力只能求太阳的质量，故已知地球公转的周期T′及运转半径r′不可以计算地球的质量，故D错误；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、平衡阻力左0.51图像见解析；在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比【解析】

第一空.探究小车的加速度a与质量m的关系实验，由于导轨阻力的存在，实验之前要平衡阻力；

第二空.由于小车做加速运动，则纸带打出的点迹越来越稀，故左端是跟小车相连的；第三空.由运动学公式求加速度，；第四空.根据表格中数据先描点，再