湖南省长沙市雅礼书院中学2022年物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、质量为1kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示,g取10m/s2A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5B．物体滑行的总时间为2s.C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2D．物体滑行的总时间为4s2、关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A．是匀变速运动B．是变加速运动C．是匀速运动D．是合外力不变的运动3、(本题9分)如图所示，横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右水平抛出，最后落在斜面上．其中有三次的落点分别是a、b、c，不计空气阻力，则下列判断正确的是（）A．落在c点的小球的初速度最小B．落点b、c比较，小球落在b点的飞行时间短C．小球落在a点和b点的飞行时间之比等于初速度之比D．三个落点比较，小球落在c点，飞行过程中速度变化最大4、(本题9分)如图所示，一质点在水平面上从M点到N点做曲线运动，且动能减小，当它通过P点时，其速度v和合外力F的关系可能正确的是（）A． B．C． D．5、(本题9分)我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（小于绕行周期），运动的弧长为s，航天器与月球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G，则（）A．航天器的轨道半径为 B．航天器的环绕周期为C．月球的的质量为 D．月球的密度为6、(本题9分)2017年全国女子手球锦标赛在重庆万州区举行。在比赛中假设某运动员将质量为0.4kg的手球以3m/s的速度水平抛出，当手球的速度为5m/s时，重力的瞬时功率为（不计空气阻力，重力加速度取10m/s2）A．1.6WB．2WC．16WD．20W7、“太空涂鸦”技术的基本物理模型是：原来在较低圆轨道运行的攻击卫星在变轨后接近在较高圆轨道上运行的侦察卫星时，向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦察卫卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦察卫星，喷散后强力吸附在侦察卫卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。关于这一过程下列说法正确的是A．攻击卫星在原轨道上运行的周期比侦察卫星的周期大B．攻击卫星到达新轨道后，其动能较原轨道增大C．攻击卫星到达新轨道后，其机械能较原轨道增多D．攻击卫星在原轨道需要加速才能变轨接近侦查卫星8、(本题9分)将一小球从地面以速度v0竖直向上抛出，小球上升到某一高度后又落回到地面．若该过程中空气阻力不能忽略，且大小近似不变，则下列说法中正确的是()A．重力在上升过程与下降过程中做的功大小相等B．重力在上升过程与下降过程中的冲量相同C．整个过程中空气阻力所做的功等于小球机械能的变化量D．整个过程中空气阻力的冲量等于小球动量的变化量9、如图为过山车以及轨道简化模型，不计一切阻力，以下判断正确的是A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态C．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于D．过山车在斜面h＝3R高处由静止滑下通过圆轨道最高点时对轨道压力大小等于其重力10、如图所示，质量M，中空为半球型的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角．重力加速度为g，则下列说法正确的是A．小铁球受到的合外力方向水平向左B．凹槽对小铁球的支持力为C．系统的加速度为D．推力11、(本题9分)如图，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为Ff，物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s.在这个过程中，以下结论正确的是()A．物块到达小车最右端时具有的动能为F(L＋s)B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfsC．物块克服摩擦力所做的功为Ff(L＋s)D．物块和小车增加的机械能为Ffs12、(本题9分)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）利用如图所示的实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，细线拉力的大小可由拉力传感器测出，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放。（1）完成该实验时，__________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（2）在正确规范操作后，实验时读出拉力传感器的示数F，测出小车质量M，遮光条宽度d，挡光时间t及AB间的距离L，则验证动能定理的表达式为________（用测得的物理量表示）。14、（10分）(本题9分)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已知在每条纸带每5个计时点取好一个计数点，两个计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点时间顺序编号为0、1、2、3、4、5，由于不小心，纸带被撕断了，如下图所示.请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:（1）在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应是_____．（2）打下点1时，物体的速度大小是_____m/s，物体的加速度大小是____m/s2（结果均保留三位有效数字）．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，水平地面上左侧有一质量为2m的四分之一光滑圆弧斜槽C，斜槽末端切线水平，右侧有一质量为3m的带挡板P的木板B，木板上表面水平且光滑，木板与地面的动摩擦因数为0.25，斜槽末端和木板左端平滑过渡但不粘连。某时刻，一质量为m的可视为质点的光滑小球A从斜槽顶端静止滚下，重力加速度为g，求:(1)若光滑圆弧斜槽C不固定，圆弧半径为R且不计斜槽C与地面的摩擦，求小球滚动到斜槽末端时斜槽的动能?(2)若斜槽C固定在地面上，小球从斜槽末端滚上木板左端时的速度为v0，小球滚上木板的同时，外界给木板施加大小为v0的水平向右初速度，并且同时分别在小球上和木板上施加水平向右的恒力F1与F2，且F1=F2=0.5mg。当小球运动到木板右端时(与挡板碰前的瞬间)，木板的速度刚好减为零，之后小球与木板的挡板发生第1次相碰，以后会发生多次碰撞。已知小球与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，小球始终在木板上运动。求:①小球与挡板第1次碰撞后的瞬间，木板的速度大小。②小球与挡板第1次碰撞后至第10次碰撞后瞬间的过程中F1与F2做功之和。16、（12分）(本题9分)2013年6月11日，我国成功发射了神舟十号飞船，升空后和目标飞行器天宫一号交会对接，3名航天员再次探访天宫一号，并开展相关空间科学试验．已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，设神舟十号飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T．求：（1）地球的质量M和平均密度ρ；（2）神舟十号飞船的轨道半径r．17、（12分）(本题9分)民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，若斜面高3.2m，斜面长6.5m，质量为60kg的人沿斜面滑下的阻力是240N，求人滑至底端时的速度。

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、D【解析】

AC.由图象可知，EK1=50J，EK2=0J，位移x=20m，EK1=12mv12=50J，初速度v1EK2-EK1=-fx解得：f=2.5N=μmg，μ=0.25，故AC不符合题意；

BD.物体加速度a=物体运动时间t=故B不符合题意，D符合题意；2、B【解析】

匀速圆周运动的加速度大小不变，方向改变，可知加速度在变化，所以匀速圆周运动是变加速运动，由加速度改变，由牛顿第二定律可知，合外力也改变A.是匀变速运动与分析不符，故A项与题意不相符；B.是变加速运动与分析相符，故B项与题意相符；C.是匀速运动与分析不符，故C项与题意不相符；D.是合外力不变的运动与分析不符，故D项与题意不相符。3、C【解析】

A.根据可知，落在c点的小球的初速度最大，选项A错误；B.从图中可以发现c点的位置最低，此时在竖直方向上下落的距离最大，由时间，所以此时运动的时间最短，所以B错误；C.对落到ab两点的小球：，解得可知小球落在a点和b点的飞行时间之比等于初速度之比，选项C正确；D.因落到b点的小球运动时间最长，由∆v=gt可知，三个落点比较，小球落在b点，飞行过程中速度变化最大，选项D错误.4、C【解析】A、由图示可知，合外力方向与速度方向夹角小于度，物体做加速运动，动能增大，故A错误；

B、根据曲线运动的性质可知：物体受到合外力的方向大约指向曲线的凹侧，并与速度方向分别位于轨迹的两侧，故选项BD错误；

C、由图示可知，合外力方向与速度方向夹角大于度，物体做减速运动，动能减小，故C正确．

点睛：该题考查速度的方向与受力的方向、轨迹的方向之间的关系；知道物体做曲线运动的条件，分析清楚图示情景即可正确解题．5、C【解析】A项：由题意可知，线速度，角速度，由线速度与角速度关系可知，，所以半径为，故A错误；B项：根据圆周运动的周期公式，故B错误；C项：根据万有引力提供向心力可知，即，故C正确；D项：由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度，故D错误；点晴：解决本题关键将圆周运动的线速度、角速度定义式应用到万有引力与航天中去，由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度．6、C【解析】

根据平行四边形定则知，手球的竖直分速度vy=v2-v【点睛】本题考查了功率和平抛运动的综合，通过平行四边形定则求出竖直分速度是解决本题的关键，掌握求解瞬时功率的方法。7、CD【解析】

卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有：解得：A.由，可知攻击卫星在原轨道上半径小，则周期小，故A错误；B.由和得：，可知攻击卫星到达新轨道后，半径增大，则动能减小，故B错误；CD.攻击卫星要从低轨道变到高轨道，则要点火加速做离心运动，故攻击卫星的机械能增加，故CD正确。8、AC【解析】根据W=Gh可知，重力在上升过程与下降过程中做的功大小相等，选项A正确；上升过程中的加速度a上=g+大于下降过程中的加速度a下=g-，则上升的时间小于下降的时间，即t上<t下，根据I=Gt可知，重力在上升过程中的冲量小于下降过程中的冲量，选项B错误；根据功能关系，整个过程中空气阻力所做的功等于小球机械能的变化量，选项C正确；整个过程中空气阻力的冲量和重力的冲量之和等于小球动量的变化量，选项D错误；故选AC.点睛：解决本题的关键掌握功能关系及动量定律，知道合力做功与动能的关系，重力功与重力势能的关系，除重力以外其它力做功与机械能的关系．9、CD【解析】

A．过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，只有重力做功，其机械能守恒，动能和重力势能相互转化，知速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；B．在最低点时，乘客的加速度向上，处于超重状态，故B错误；C．在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当轨道对车的压力为零时，速度最小，则得：所以过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于，故C正确；D．过山车在斜面h=3R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：解得；所以轨道对车的支持力为故D正确；10、BD【解析】

A.小铁球的加速度方向水平向右，根据牛顿第二定律知小铁球受到的合外力方向水平向右;故A错误.B.对小球进行受力分析，如图所示：则凹槽对小铁球的支持力;故B正确.C.对小球进行受力分析得：mgtanα=ma，解得：a=gtanα，所以系统的加速度为a=gtanα;故C错误.D.对整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得：F=(m+M)a=(m+M)gtanα;故D正确.11、BC【解析】

试题分析：对物块分析，物块相对于地的位移为，根据动能定理得，，则知物块到达小车最右端时具有的动能，故A错误．对小车分析，小车对地的位移为l，根据动能定理得，，则知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为，故B正确．物块相对于地的位移大小为，则物块克服摩擦力所做的功为，故C正确．根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：，则物块和小车增加的机械能为，故D错误.12、ABC【解析】A、运动员到达最低点前，重力对运动员一直做正功，运动员的重力势能始终减小，故A正确；B、蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向向上，运动员的位移向下，弹性力对运动员做负功，弹性势能增加，故B正确；C、以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，故C正确；D、重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故D错误．点睛：本题类似于小球掉在弹簧上的类型．重力与弹力特点相似，这两种力做正功时，势能减小，做负功时，势能增加．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、需要【解析】

（1）由于该实验只有绳子的拉力，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力．（2）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，则在B点的速度根据功能关系可以求出需要验证的关系式为：．14、C3.336.60【解析】

（1）[1]．根据匀变速直线运动的特点有：x12-x01=6.6cm，x45-x12=3×6.6cm=19.8cm；x45=x12+19.8cm=56.4cm；由此可知C段与此最接近，所以属于纸带A的是C图．故选C

（2）[2]．打下点1时，物体的速度大小是；[3]．匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数即△x=aT2，其中T=0.1s，△x=6.6cm，

所以代入数据解得：．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）（2）①2v0②【解析】

（1）由题可知，设小球滚到斜槽末端时，A与C的速度大小分别为vA、vC。A与C系统水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，则A与C系统的机械能守恒，则小球滚动到斜槽末端时斜槽的动能解得（2）①小球滚到木板上后，小球与木板的加速度大小分别为a1和a2。则木板开始运动到速度第一减为零的时间为小球第一次与挡板碰撞前瞬间的速度为另设