黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学2022年物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

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、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，人类带着地球“流浪”至靠近木星时，上演了地球的生死存亡之战．影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道II，在圆形轨道II上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚．对于该过程，下列说法正确的是A．在轨道I上B点的动能等于在轨道II上B点的动能B．沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期C．沿轨道I运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度D．在轨道I上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大2、秋千的吊绳有些磨损．在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千A．在下摆过程中 B．在上摆过程中C．摆到最高点时 D．摆到最低点时3、(本题9分)人站在电梯内的体重计上，当体重计示数增大时，可能的原因是（）A．电梯匀速上升 B．电梯匀减速上升 C．电梯匀减速下降 D．电梯匀加速下降4、(本题9分)16世纪末，对落体运动进行系统研究，将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动的科学家是（）A．亚里士多德B．伽利略C．牛顿D．胡克5、(本题9分)体育课结束后，小聪捡起一楼地面上的篮球并带到四楼教室放下．已知篮球的质量为600g，教室到一楼地面的高度为10m，则该过程中，小聪对篮球所做的功最接近于（）A．10J B．60J C．100J D．6000J6、如图所示，有一直角三角形粗糙斜面体ABC，已知AB边长为h，BC边长为2h，当地重力加速度为g。第一次将BC边固定在水平地面上，小物体从顶端沿斜面恰能匀速下滑；第二次将AB边固定于水平地面上，让该小物体从顶端C静止开始下滑，那么（）A．小物体两次从顶端滑到底端的过程中，克服摩擦力做功相等B．无法比较小物体这两次从顶端滑到底端的过程中，小滑块克服摩擦力做功的大小C．第二次小物体滑到底端A点时的速度大小2D．第二次小物体滑到底端A点时的速度大小7、(本题9分)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中（）A．小球的机械能保持不变B．小球受的合力对小球不做功C．水平拉力F的瞬时功率逐渐减小D．小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大8、(本题9分)关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A．如果需要，可以定点在北京的正上方B．卫星的运行周期与地球的自转周期相同C．在轨道上运行的线速度大于7.9km/sD．所有同步卫星离地面的高度都相等9、(本题9分)如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中正确的是（）A．小球和弹簧总机械能守恒B．小球的重力势能随时间均匀减少C．小球在b点时动能最大D．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量10、(本题9分)若人造卫星绕地球作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．卫星的轨道半径越大，它的运行周期越大B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大C．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小11、放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．0～6s内物体的位移大小为30mB．2～6s内拉力做功为40JC．滑动摩擦力的大小为5ND．2s～6s内滑动摩擦力做功为40J12、(本题9分)如图所示，在倾角=30o的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和1kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0.1m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s1．则下列说法中正确的是A．下滑的整个过程中A球机械能守恒B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为1m/sD．系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J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)小明利用如图装置用于验证机械能守恒定律．将电磁铁固定在铁架台上，一块长度为d的小铁片受到电磁铁的吸引静止于A点，将光电门固定在A的正下方B处．调整光电门位置，可改变小铁片下落高度h．记录小铁片每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较小铁片在释放点A和点B之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．取作为小铁片经过光电门时速度．d为小铁片长度，t为小铁片经过光电门的挡光时间，可由计时器测出．（1）用计算小铁片动能变化的大小，用刻度尺测量小铁片长度d，示数如题图所示，其读数为________cm．某次测量中，计时器的示数为1．1151s，则小铁片通过光电门时速度为v1=_________m/s．（2）v1相比小铁片中心通过光电门时速度v2___（选填偏大，偏小）（3）整理实验数据时发现的ΔEp与ΔEk不完全相等．小明分析原因如下：①空气阻力；②小铁片通过光电门时中间时刻和中间位置速度不相等；③长度d值的测量；以上原因属于系统误差的是（选填序号）．14、（10分）(本题9分)利用气垫导轨和光电门进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，气垫导轨的左侧与一倾斜轨道平滑连接，滑块在水平气垫导轨上运动时可忽略阻力．让滑块A在左侧倾斜轨道的P点由静止释放，然后与静止在光电门C和光电门D之间的滑块B发生碰撞，如图所示．（1）实验中滑块B备有甲乙两种：其中甲种滑块左端装有弹性圈，乙种滑块左端装有橡皮泥，与滑块A碰撞后会粘在一起．若要求碰撞时动能损失最大，则应选用______种滑块（填“甲”或“乙”），若要求碰撞时动能损失最小，则应选用______种滑块（填“甲”或“乙”）；（2）某同学选取左端装有橡皮泥的滑块B进行实验，两滑块的质量分别为mA和mB，滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为t1，与滑块B粘在一起后通过光电门D的时间为t2，则在误差允许的范围内，只需验证等式______成立即说明碰撞过程中mA和mB系统动量守恒；（3）在上一问的某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为t1=0.05s和t2=0.15s，那么滑块A和滑块B的质量之比为mA：mB=______．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，光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内，OA杆水平，OB杆竖直．有两个质量相等均为0.3kg的小球a与b分别穿在OA、OB杆上，两球用一轻绳连接，轻绳长L=25cm．两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态，绳与OB杆的夹角θ=53°，求：(1)此时细绳对小球b的拉力大小，水平拉力F的大小；(2)现突然撤去拉力F，两球从静止开始运动，设OB杆足够长，运动过程中细绳始终绷紧，则当θ=37°时，小球b的速度大小．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin53°=0.8，cos53°=0.6）16、（12分）(本题9分)如图所示，木块A质量=2kg，木板B质量=5kg，质量为=3kg的小木块C（可看成质点）置于木板B的最右端，水平地面光滑，B、C间动摩擦因数μ为0.25。开始时B、C均静止，现使A以=9m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以1m/s速度弹回。已知A与B的碰撞时间极短，此后的运动过程中C始终未从B上脱落。G取10m/,求：（1）A、B碰后瞬间B木板的速率；（2）此后的运动过程中木块C的最大速率；（3）木板B的最小长度。17、（12分）在地球上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m的物体P置于弹簧上端，用力压到弹簧形变量为3x0处后由静止释放，从释放点上升的最大高度为4.5x0，上升过程中物体P的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。若在另一星球N上把完全相同的弹簧竖直固定在水平桌面上，将物体Q在弹簧上端点由静止释放，物体Q的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中虚线所示。两星球可视为质量分布均匀的球体，星球N半径为地球半径的3倍。忽略两星球的自转，图中两条图线与横、纵坐标轴交点坐标为已知量。求：(1)地球表面和星球N表面重力加速度之比；(2)地球和星球N的质量比；(3)在星球N上，物体Q向下运动过程中的最大速度。

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】

A.因为从椭圆轨道I上的B点加速才能进入圆形轨道II，则在轨道I上B点的动能小于在轨道II上B点的动能，选项A错误；B.因为在椭圆轨道I的半长轴a小于在圆轨道II的半径R，由开普勒行星运动第三定律可得，可知沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期，选项B正确；C.根据可知，沿轨道I运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度，选项C错误；D.在轨道I上由A点运行到B点的过程，引力做负功，则动能减小，即速度逐渐减小，选项D错误．2、D【解析】试题分析：单摆在摆动的过程中，靠径向的合力提供向心力，通过牛顿第二定律分析哪个位置拉力最大．因为单摆在摆动过程中，靠径向的合力提供向心力，设单摆偏离竖直位置的夹角为θ，则有：T﹣mgcosθ=m，因为最低点时，速度最大，θ最小，则绳子的拉力最大，所以摆动最低点时绳最容易断裂．故D正确，A、B、C错误．故选D．3、C【解析】试题分析：由于体重计的示数增大，故小明处于超重状态，小明受到的加速度是向上的；A中的加速度为0，A不对；B与C的加速度方向都是向下的，故B、C均不对，D的加速度是向上的，故D是正确的．考点：超重现象．4、B【解析】将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动的科学家是伽利略，故选B.5、B【解析】

小聪对篮球所做的功最接近于克服重力做功W=mgh=0.6×10×10J=60JA．10J，与结论不相符，选项A错误；B．60J，与结论相符，选项B正确；C．100J，与结论不相符，选项C错误；D．6000J，与结论不相符，选项D错误；故选B。6、D【解析】

AB．根据做功公式知，第一次滑到底端的过程中克服摩擦力做功为：W1＝μmgcos∠C•h，第二次滑到底端的过程中克服摩擦力做功为：W2＝μmgcos∠A•h，因为∠C＜∠A，所以W1＞W2，故AB错误；CD．因为第一次小物体在斜面上匀速下滑，所以有mgsin∠C=μmgcos∠C解得；第二次下滑过程中，根据动能定理得：mg•2h−μmgcos∠A•h＝mv2，且有cos∠A＝，解得第二次小物块滑到底端的速度为故C错误，D正确。7、BD【解析】试题分析：由于以恒定速率从A到B，说明动能没变，由于重力做负功，拉力不做功，所以外力F应做正功．因此机械能不守恒A错，B对．因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点．设绳子与竖直方向夹角是θ，则（F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上）得而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ，所以水平力F的瞬时功率是即显然，从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，C错D对．考点：动能定理、功率点评：本题考查了动能定理，通过功率公式分析瞬时功率的大小问题，本题综合程度较高，属于难题8、BD【解析】

A．同步卫星的轨道是一定的（赤道的上方），故A错误；B．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，故B正确；C．地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据，得：，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，根据，解得：可知，轨道半径的大小都相等，即高度相同，故D正确。故选BD．9、AD【解析】

A．在此过程中只有重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧总机械能守恒，故A正确；C．小球下落刚接触弹簧时，仅受重力，加速度为重力加速度，速度继续增大，当小球向下运动到某一位置时，重力等于弹簧向上的弹力，此时加速度为零，速度达到最大值，再向下运动的过程中，弹簧弹力大于重力，加速度向上，小球开始减速，直到运动到最低点时，速度为零。所以b→c小球的动能先增大后减少，b点不是小球速度最大的点，故C错误；B．由上分析可知小球由a→b→c的运动过程中做变速运动，所以重力势能并不随时间均匀减少，故B错误；D．在此过程中，系统机械能守恒，小球在a、c点时动能为零，故球减少的重力势能等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。故选AD.10、AD【解析】

卫星的向心力由万有引力提供得；由万有引力公式可得运行周期，故半径越大，运行周期越大，故A正确．由万有引力公式可得运行线速度，故半径越大，运行速度越小；故B错误；由可知，卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小，选项C错误，D正确.11、AB【解析】

A.在0～6s内物体的位移大小为：x（4+6）×6m＝30m;故A项符合题意.B.P-t图线与时间轴围成的面积表示拉力做功的大小，则拉力做功为：W＝10×4J＝40J．故B项符合题意.C.在2～6s内，v＝6m/s，P＝10W，物体做匀速运动，摩擦力为f＝F，得到f＝FNN，故C项不合题意.D.2s～6s内滑动摩擦力做功为W＝-fx′（4×6）J＝-40J，故D项不合题意.12、BD【解析】当B下滑到水平面时，A还在继续下滑，此时轻杆对A有作用力且做功，所以下滑整个过程中A球机械能不守恒，故A错误，但两球组成的系统只有重力做功，所以机械能守恒，故B正确，当B下滑到地面时，A正好运动到了B开始时的位置，这时两球的速度相等，系统具有的机械能为，设两小球在水平面上的运动速度为v，因为整个过程机械能守恒，所以，得，所以C错误．下滑整个过程中B球机械能增加量为，所以D正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（2）2．52,2m/s（2）偏小（3）①②【解析】试题分析:（2）刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为2．52cm；某次测量中，计时器的示数为2．2252s，则钢球的速度为：．（2）由匀变速直线运动的推论知v2即为中间时刻的瞬时速度，v2为中间位置的速度，匀变速直线运动都有．（3）偶然误差是人为因素造成的，结果会不确定偏大或偏小，如操作、读数，③属于此类；系统误差是实验原理具有的缺陷，结果出现一致性偏差，如①和②．考点：考查验证机械能守恒定律．名师点睛：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量；抓住某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小是解题的关键．14、乙（2）甲（mA+mB）t1=mA/t1或（mA+mB）/t21：2【解析】(1)若要求碰撞时动能损失最大，则应选用左端装有橡皮泥的乙种滑块．若要求碰撞时动能损失最小，则应选用左端装有弹性圈的甲种滑块．(2)设遮光条宽度为d，滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为t1，则滑块A通过光电门C的速度；与滑块B粘在一起后通过光电门D的时间为t2，则滑块A与滑块B粘在一起后通过光电门D的速度；若碰撞过程中mA和mB系统动量守恒，则，即，整理得：或．(3)某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为t1=0.05s和t2=0.15s，则，解得：．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)F=4N(2)vb=0.6m/s【解析】【分析】先对b球研究，根据共点力平衡条件救出绳子的拉力大小；再对a球研究，再次根据共点力平衡条件列式，即可求出水平拉力F的大小；撤去拉力F后，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律列式，运用速度的分解法得到两个小球速度大小的关系，联立即可即可求得b球的速度大小；