河南省创新发展联盟2022年物理高一第二学期期末考试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、小球A沿着光滑的水平面以速度v0（方向向右）与静止的小球B发生弹性正碰。若mA：mB=1：2，则碰撞后（）A．A球的速度大小为13v0B．A球的速度大小为13v0C．B球的速度大小为13v0D．B球的速度大小为13v02、(本题9分)如图所示，半径为R的光滑半圆轨道竖直放置．小球以一定的速度从A点进入半圆轨道．重力加速度为g．若小球恰能通过轨道的最高点B．则A．小球在B点受到重力和向心力的作用B．小球在A点所受支持力大小为mgC．小球通过B点时的速度为gRD．小球在A点时的速度为23、(本题9分)物体做平抛运动时，保持恒定不变的物理量是（）A．速度B．重力势能C．动能D．机械能4、(本题9分)下列说法正确的是A．功率表示力对物体做功多少B．功的单位可以用C．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律D．牛顿由于测出了万有引力常量而被称为第一个“称量地球的质量”的人5、(本题9分)如图所示，一均匀带电荷量为＋Q的细棒．在过中点c垂直于细棒的直线上有、b、d三点，和b，b和c，c和d之间的距离均为L，在处有一电荷量为＋的固定点电荷，已知b点处的电场强度为零，则d点处的电场强度大小为（k为静电力常量）A．B．C．D．6、(本题9分)关于动能的理解，下列说法错误的是A．凡是运动的物体都具有动能B．动能不变的物体，一定处于平衡状态C．重力势能可以为负值，动能不可以为负值D．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化7、(本题9分)地球绕地轴OO′以ω角速度转动，某地A处与赤道上B处如图所示，则（）A．A、B两点的角速度相等 B．A、B两点的线速度相等C．若θ＝30°，则vA∶vB＝∶2 D．若θ＝30°，则vA∶vB＝1∶28、(本题9分)图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬质量为m的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动。则（）A．人对重物做功，功率为mgvB．人对传送带的摩擦力大小等于mg，方向水平向左C．在时间t内人对传送带做功消耗的能量为mgvtD．若使传送带的速度增大，人对传送带做功的功率不变9、(本题9分)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A．两滑块组成系统的机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功10、(本题9分)如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿固定在斜面上，倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（

）A．甲球和乙球运动到地面时的速度相同B．甲乙两球的质量之比为C．甲乙两球的动能均为时，两球重力的瞬时功率之比为D．甲乙两球的动能均为时，两球高度相同11、(本题9分)如图所示，空间有一电场，电场中有a和b两点。设在电场中只受静电力的电子在a、b两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是A．aA＞aB B．aA＜aBC．EpA＞EpB D．EpA＜EpB12、(本题9分)a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是()A．a、b的线速度大小之比是∶1 B．a、b的周期之比是1∶2C．a、b的角速度大小之比是3∶4 D．a、b的向心加速度大小之比是9∶4二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B求静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是垂直所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68cm，OP=8.62cm，ON=11.50cm，并知A、B两球的质量比为2：1，则未放B球时A球落地点是记录纸上的____点，系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量的百分误差=_______%（结果保留一位有效数字）．14、（10分）(本题9分)在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。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，竖直平面内的直角坐标系xOy中有一根表面粗糙的粗细均匀的细杆OMN，它的上端固定在坐标原点O处且与x轴相切．OM和MN段分别为弯曲杆和直杆，它们相切于M点，OM段所对应的曲线方程为.一根套在直杆MN上的轻弹簧下端固定在N点，其原长比杆MN的长度短．可视为质点的开孔小球(孔的直径略大于杆的直径)套在细杆上．现将小球从O处以v0＝3m/s的初速度沿x轴的正方向抛出，过M点后沿杆MN运动压缩弹簧，再经弹簧反弹后恰好到达M点．已知小球的质量0.1kg，M点的纵坐标为0.8m，小球与杆间的动摩擦因数μ＝，g取10m/s2.求：(1)上述整个过程中摩擦力对小球所做的功Wf；(2)小球初次运动至M点时的速度vM的大小和方向；(3)轻质弹簧被压缩至最短时的弹性势能Epm.16、（12分）2018年5月5日，一枚57米高的宇宙神V401型火箭托举着质量为400kg的“洞察号”火星探测器起飞。如果一切顺利，这颗探测器将在2019前后降落到火星表面。已知火星的质量约为地球质量的0.1倍；半径约为3.4×106m，是地球半径的0.5倍，地球表面的重力加速度为10m/s2.。（1）估算火星表面重力加速度的值；（2）已知“洞察号”到达火星表面时，先在高度为5.0×104m的轨道上绕火星做匀速圆周运动，估算“洞察号”此时的机械能。（取火星表面为零势能点，表面到轨道处重力加速度可视为常量）17、（12分）(本题9分)在水平地面的右端B处有一面墙，一小物块放在水平地面上的A点，质量m＝0.5kg，AB间距离s＝5m，如图所示．小物块以初速度v0＝8m/s从A向B运动，刚要与墙壁碰撞时的速度v1＝7m/s，碰撞后以速度v2＝6m/s反向弹回．重力加速度g取10m/s2.求：(1)小物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间t＝0.05s，碰撞过程中墙面对小物块平均作用力F的大小．

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】

以向右为正方向，A和B的碰撞满足动量守恒，有：mAA和B发生弹性碰撞，系统的机械能守恒，有：12代入质量关系mA：mB=1：2，可得：vv联立解得：vA=-vA.A球的速度大小为13v0B.A球的速度大小为13v0C.B球的速度大小为13v0D.B球的速度大小为13v02、C【解析】

A、小球在B点受重力作用，靠重力提供向心力;故A错误.B、C、D、根据mg=mv2R，知小球在B点的速度为v=gR，根据动能定理得:-mg⋅2R=12mvB故选C.【点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律和动能定理进行分析．3、D【解析】由于只受到重力的作用，所以机械能守恒；平抛运动的速度的大小是在不断变化的，所以速度要变，物体的动能也要变，平抛运动是只受重力，并沿水平方向抛出的，根据平抛运动的特点即可作出判断．4、C【解析】

A．功率表示力对物体做功的快慢程度，选项A错误；B．功的单位可以用N∙m=J表示，1N=1kg⋅m/s2是力的单位，选项B错误；C．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律，选项C正确；D．卡文迪许由于测出了万有引力常量而被称为第一个“称量地球的质量”的人，选项D错误；故选C.5、D【解析】电荷量为的点电荷在b处产生电场强度为，方向向右．在b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棍与q在b处产生电场强度大小相等，方向相反，则知细棍在b处产生的电场强度大小为，方向向左．根据对称性可知细棍在d处产生的电场强度大小为，方向向右而电荷量为的点电荷在d处产生电场强度为，方向向右，所d点处场强的大小为，方向向右，D正确．6、B【解析】

A．由动能的定义可知，凡是运动的物体都具有动能，故A正确；B．物体做匀速圆周运动时，物体的动能不变，但是物体的合力提供向心力即合力不为零，物体处于非平衡状态，故B错误；C．重力势能可以有负值，其正负取决于所选择的零势能面；而动能没有负值，故C正确；D．由于速度为矢量，当方向变化时，若其速度大小不变，则动能并不改变；而动能变化时，速度大小一定变化；故D正确。7、AC【解析】

A.A、B两点共轴转动，角速度相等，之比为1：1，故A项与题意相符；B.根据可知，由于AB两点的转动半径不同，所以两点的线速度不相等，故B项与题意不相符；CD.A、B转动的半径之比为根据可知，vA∶vB＝∶2，故C项与题意相符，D项与题意不相符。8、BC【解析】

A.由题知，重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误。B.根据人的重心不动知人处于平衡状态，人所受的摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力mg，所以人对传送带的摩擦力大小也等于mg，方向水平向左，故B正确。C.在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于mg。根据，所以人对传送带做功为mgvt，故C正确。D.由于恒力做功，根据功率知：若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率增大，故D错误。9、CD【解析】试题分析：由于“粗糙斜面ab”，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加，故B错误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故D正确考点：机械能守恒定律，动能定理的应用．10、BC【解析】

A．两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，mgh＝mv2，解得，甲球和乙球运动到地面时的速度大小相等，方向不同，故A错误；B．由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；C．两球重力的瞬时功率为：，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为：，故C正确；D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D错误；11、AD【解析】

AB、a点的电场线比b点密，所以a点的场强大于b点的场强。故电子在a点所受的电场力大于b点的电场力，由牛顿第二定律可知，aA＞aB，故A正确，B错误；CD、沿电场线方向电势逐渐降低，知a点的电势大于b点的电势；因电子带负电，故a点的电势能小于b点的电势能，故C错误，D正确。12、CD【解析】

A．根据万有引力提供向心力得：；A.线速度，它们距地面的高度分别是R和2R（R为地球半径）．所以轨道半径是2：3，则a、b的线速度大小之比是，故A错误；B．周期，则a、b的周期之比是，故B错误；C．角速度，则a、b的角速度大小之比是，即，故C正确；D．向心加速度，则a、b的向心加速度大小之比是9:4，故D正确；【点睛】根据万有引力提供向心力表示出线速度、角速度、周期、向心加速度，据此判断所给各量的大小关系．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、P2%【解析】

A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以P点是没有碰时A球的落地点，N是碰后B的落地点，M是碰后A的落地点；所以，根据实验现象，未放B球时A球落地点是记录纸上的P点．碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差＝0.02=2%．14、A重物下落过程中受到阻力作用【解析】

第一空.释放重物前，让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上端，使得纸带处于竖直，故A正确，BCD错误。第二空.利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△EK，这是因为重物下落过程中受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能；

第三空.根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小铁球经过光电门的速度大小为：，由于初速度为零，则动能的增加量为：，重力势能的减少量为△Ep=mgh，若有：，也即有：时，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）Wf＝－1.25J；（2）vM＝5m/s，vM的方向与x轴正方向成夹角θ＝53°；（3）Epm＝5.