吉林省长春市九台区四中2022年高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、(本题9分)下列运动能满足机械能守恒的是A．石头从手中抛出后的运动（不计空气阻力） B．子弹射穿木块C．吊车将货物匀速吊起 D．降落伞在空中匀速下降2、(本题9分)我国已于2011年9月末发射“天宫一号”目标飞行器，11月初发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现成功对接。右图为“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动时的示意图，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道．由此可以判定（）A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率B．“天宫一号”的周期等于“神舟八号”的周期C．“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接3、(本题9分)如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，管口上方O点与弹簧上端初始位置A的距离为h，一小球从O点由静止下落，压缩弹簧至最低点D，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，小球自O点下落到最低点D的过程中，下列说法正确的是（）A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B．小球的最大速度与h无关C．小球达到最大速度的位置随h的变化而变化D．弹簧的最大弹性势能与h成正比4、(本题9分)两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器，充电后与电源断开，M板带正电，N板带负电，且电荷量保持不变。如图所示，板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球（可视为质点），小球静止时与竖直方向的夹角为θ，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，则MMNθA．小球带负电；若将细线烧断，小球将做匀加速直线运动B．小球带正电；若将细线烧断，小球将做自由落体运动C．若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角θ将变大D．若只将N板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，夹角θ将变大5、(本题9分)如图所示，表面粗糙的斜面体固定在水平地面上．一物体在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下，沿斜面向上做速度为v1的匀速运动，F1的功率为P1．若该物体在沿斜面斜向上的且与斜面夹角为的力F2（如图）作用下，在同一斜面上做沿斜面向上的速度为v2的匀速运动，F2的功率也为P1，则下列说法中正确的是A．F2大于于F1B．在相同的时间内，物体增加的机械能相同C．v1一定小于v2D．v1可能小于v26、如图所示，船夫用撑杆撑船前行，则（）A．船对人的力小于人对船的力B．船对水的力大于水对船的力C．人对撑杆的力与撑杆对人的力大小相等D．撑杆对河底的力大于河底对撑杆的力7、中国月球探测工程首任首席科学家欧阳白远院十称:“嫦娥五号已经获批今年先发,嫦娥四号计划明年发。”嫦娥五号先于嫦娥四号发射.将首次“快递”月壤。若质量为m的嫦娥五号在距离月面为的高度以大小为的速度做匀速圆周运动,月面附近的重力加速度为g,则A．嫦娥五号的动能可表示为B．嫦娥五号的动能可表示为C．嫦娥五号绕月球运动一周,其动能的变化可表示为D．嫦娥五号绕月球运动一周,其动能的变化为零8、如图，光滑水平面上有甲、乙两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，两小车处于静止状态。现烧断细线，两小车分别向左、右运动。已知甲、乙两小车质量之比为31，下列说法正确的是（）A．弹簧弹开后，甲、乙两车速度大小之比为13B．弹簧弹开后，甲、乙两车动量大小之比为31C．弹簧弹开过程，弹簧弹力对甲、乙两车的冲量大小之比为31D．弹簧弹开过程，弹簧弹力对甲、乙两车做功之比为139、(本题9分)如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，R0=r滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动，则在此过程中（）A．伏特表V1的示数一直增大B．伏特表V2的示数先增大后减小C．电源的总功率先减少后增加D．电源的输出功率先减小后增大10、(本题9分)如图所示，小球甲从倾角θ=60°的斜面顶端以初速度2v0水平抛出的同时，让小球乙从斜面顶端以初速v0沿斜面滑下，经时间t小球甲落到斜面上，已知两小球质量相等，斜面光滑，则下列说法正确的是A．t时刻甲的动量大于乙B．0～t时间内重力对甲的冲量大于乙C．0～t时间内重力对甲做的功大于乙D．t时刻重力对甲做功的功率大于乙11、(本题9分)如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点．已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP:PQ=1:4，不考虑空气阻力的影响．下列说法中正确的是（）A．两小球的下落时间之比为1:4B．两小球的下落时间之比为1:1C．两小球的初速度大小之比为1:4D．两小球的初速度大小之比为1:512、(本题9分)2017年4月22日12时许，天舟一号货运飞船到达指定地点与天宫二号空间实验室成功进行了自动交会对接，这是我国自主研制的货运飞船与空间实验室的首次交会对接，实现了空间科学领域的一次重大技术跨越，填补了我国航天领域的空白.简化模型如图所示，天舟一号经过多次变轨实现自动交会对接.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当天舟一号分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是A．天舟一号在轨道3上的速率小于轨道1上的速率B．天舟一号在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．天舟一号在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．天舟一号在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两只已调零的弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两只弹簧秤的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较力F′和F的大小和方向，看他们在误差范围内是否相同，得出结论。（1）上述C、E步骤中有重要遗漏，分别是：C中遗漏的是：________；E中遗漏的是：________。（2）实验情况如图甲所示，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________14、（10分）如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，它是早期英国数学家和物理学家阿特伍创制的一种著名的力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示已知重力加速度为g.实验时，该同学进行了如下操作①将质量均为M的重物A、B(A含挡光片及挂钩、B含挂钩)用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h；②在B的下端挂上质量也为M的物块C，让系统(重物A、B以及物块C中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t；③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律。(1)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为___________.(用g、h、d和表示)(2)引起该实验系统误差的主要原因有___________.(写一条即可)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）火星探测器在距火星表面高度为h的轨道绕其飞行，该运动可看做匀速圆周运动。已知探测器飞行一周的时间为T，火星视为半径为R的均匀球体，万有引力常量为G，求：(1)火星的质量M；(2)火星表面的重力加速度g。16、（12分）(本题9分)如图所示，质量为5kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为5kg，停在B的左端质量为1kg的小球用长为0.45m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为0.2m，物块与小球可视为质点，不计空气阻力已知A、B间的动摩擦因数为0.1，为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，重力加速度，求：（1）碰撞后瞬间物块A的速度大小为多少；（2）木板B至少多长；（3）从小球释放到A、B达到共同速度的过程中，小球及A、B组成的系统损失的机械能．17、（12分）(本题9分)如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点．现将一质量为m的带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：（1）小球在A点受到的静电力大小（2）小球在B点的加速度大小（3）AB间的电势差(用k、Q和L表示)

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】石头做平抛运动，只受重力作用，只有重力做功，机械能守恒，A正确；子弹射穿木块的过程中，子弹受到木块给的阻力作用，阻力做功，子弹的机械能不守恒，B错误；货物匀速上升，动能不变，重力势能增大，机械能不守恒，C错误；降落伞匀速下降，动能不变，重力势能减小，机械能不守恒，D错误．【点睛】判断机械能是否守恒的方法（1）利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化．如：匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少．（2）用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒．2、D【解析】考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的环绕速度．专题：计算题；信息给予题．分析：根据“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力表示出所要比较的物理量．根据轨道半径的关系比较出物理量的大小关系．解答：解：A、根据“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力：得：v=，M为地球的质量，r为轨道半径．由于“天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径，所以“天宫一号”的运行速率小于“神舟八号”的运行速率．故A正确；B、根据“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力：T=，M为地球的质量，r为轨道半径．由于“天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径，所以“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期．故B错误．C、根据“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力：得：a=由于“天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径，所以“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度，故C正确．D、第一宇宙速度是最大环绕速度，所以“神舟八号”和“天宫一号”实现对接后，运行速率小于第一宇宙速度．故D错误．故选AC．点评：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．3、A【解析】A、小球在运动的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确；

B、设小球刚运动到A点时的速度为v，则有，，小球接触弹簧后先做加速运动，当弹簧的弹力与重力大小相等时，弹簧压缩量为x，此时小球的速度最大，则有，，该过程中机械能守恒，由功能关系可得：，得：，可知小球的最大速度与h有关，故B错误；

C、当弹簧的弹力与重力大小相等时，即弹簧压缩量为时小球的速度最大，与h无关，故C错误；

D、选取小球的平衡位置处为重力势能的0点，当小球运动到最低点D时，弹性势能最大，动能为0，则弹簧的弹性势能等于取小球的平衡位置处小球与弹簧组成的系统的机械能，根据机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：，可知弹簧的最大弹性势能与h是线性关系，但不是成正比，故D错误。点睛：本题既要根据受力情况判断小球的运动情况，又要运用机械能守恒分析小球的速度和弹簧的弹性势能，综合性较强。4、D【解析】试题分析：因为小球向右偏，而M板带正电，故小球带正电，选项A错误；若将细线烧断，则小球将沿绳的方向斜向下做匀加速直线运动，故选项B错误；若只将N板水平向右平移稍许，由公式C=可知，电容器的电容将变小，而又由C=可知，两板间的电场强度E=将不变，故夹角θ将不变，选项C错误；若只将N板竖直向上平移稍许，则因为S减小，故电容器的电容将变小，板间的电场强度E将变大，故电场力增大，夹角θ将变大，选项D正确。考点：电容的变化，电场强度。【名师点晴】当极板间的距离或正对面积发生变化时，我们一般需要将电容的决定式C=与定义式C=相结合判断，而极板间的电场强度E需要通过这两个式子导出，所以该题有一定的综合性，夹角θ的大小取决于电场力的大小，电场力较大时，夹角大。5、D【解析】试题分析：A、设斜面与物体之间的动摩擦因数是μ，物体在沿斜面向上且平行斜面的力F3作用下，在斜面上做速度为v3的匀速运动，则：F3=mgsinθ+μmgcosθ①在与斜面夹角为α的力F3作用下运动时：F3sinα+N=mgcosθ②F3cosα=mgsinθ+μN③由②③可知，当时，对物体的拉力有最小值．所以F3不一定大于F3．故A错误．B、两个力的功率相等，由①②③式可知，在第二种情况下，摩擦力比较小，则产生的内能比较少，所以在相同的时间内，物体增加的机械能不相同．故B错误；C、D、需要对有摩擦力和没有摩擦力减小讨论：Ⅰ、在有摩擦力时，第二种情况下，摩擦力比较小，则产生的内能比较少，则增加的机械能比较大．由于两种情况下物体的速度都不变，则动能不变，第二种情况下物体重力势能的增加量比较大，所以v3一定小于v3．Ⅱ、如果斜面是光滑的，则μ=3，由公式①③可知，F3＞F3，由于两次的功率是相等的，根据P=Fv可知，可知v3一定大于v3．故C错误，D正确．故选D6、C【解析】

作用力和反作用力是同种性质的力，它们大小相等，方向相反，同时产生同时消失，同时发生变化，互为施力物体和受力物体．【详解】船对人的力与人对船的力互为作用力与反作用力，大小相等，故A错误；船对水的力和水对船的力互为作用力和反作用力，大小相等，故B错误．人对撑杆的力与撑杆对人的力互为作用力和反作用力，大小相等，故C正确；撑杆对河底的力与河底对撑杆的力互为作用力和反作用力，大小相等，故D错误．故选C．【点睛】掌握了作用力和反作用力的关系（作用力和反作用力是同种性质的力，它们大小相等，方向相反，同时产生同时消失，同时发生变化，互为施力物体和受力物体）即可顺利解决此类问题．7、AD【解析】A、嫦娥五号的质量为m，速度大小为v，故动能可表示为，故A正确；

B、为嫦娥五号有月球表面的重力，不等于其动能，故B错误；

C、嫦娥五号以速度v做匀速圆周运动，绕月球一周，其动能的变化为零，故C错误，D正确。点睛：已知质量和速度，根据动能的定义求解动能；嫦娥五号以速度v做匀速圆周运动，动能不变，由此分析即可。8、AD【解析】

AB、设甲、乙两车的质量为m1、m2，弹簧弹开后，甲、乙两车的速度为v1、v2，根据动量守恒定律：m1v1-m2v2=0，则弹簧弹开后，甲、乙两车速度大小之比为13，动量大小之比为11，故A正确，B错误。C、根据动量定理I=p，弹簧弹开后，甲、乙两车动量的变化p大小相等，故C错误。D、由动能Ek=mv2==知，根据动能定理W=Ek，==，即弹簧弹力对甲、乙两车做功之比为13，故D正确。9、CD【解析】试题分析：当变阻器滑片滑到中点时，变阻器两部分并联电阻最大．所以外电路总电阻先增大后减小，故路端电压先增大后减小，即电压表V1的示数先增大后减小，A错误，电流电流先减小后增大，所以电阻两端的电压先减小后增大，故伏特表V2的示数先减小后增大，B错误，根据公式可得电源总功率先减小后增大，C正确，当在a端时，外电路电阻等于电源内阻，电源的输出功率最大，之后外电路电阻增大，所以电源输出功率减小，当P点位于中点时，减小到最小，之后又开始增大，所以电源的输出功率先减小后增大，D正确，考点：考查了电路的动态分析点评：本题是动态变化分析问题，关键抓住变阻器滑片处于中点时，并联电阻最大．再按常规顺序“部分→整体→部分”分析．10、AD【解析】

A.经时间t小球甲落到斜面上，根据平抛规律，解得：，所以t时刻，竖直速度：，所以速度；对乙球：加速度，末速度，因为甲的速度大，质量相等，所以t时刻甲的动量大于乙的动量，A正确。B.重力冲量，因为两小球质量相等，所以冲量大小相等，B错误。C.甲下落的竖直高度，乙下落高度，因为下落高度相同，，重力做功相同，C错误。D.甲的竖直速度，乙的竖直速度，重力功率，所以重力对甲的功率大于乙，D正确。11、BD【解析】两球的抛出高度相同，所以下落时间相同，故AB错误；两小球的水平位移分别为OP和OQ，故水平位移之比为1：5；由x=vt可知两小球的初速度之比为1：5，故D正确，C错误．所以BD正确，AC错误．12、AD【解析】

天舟一号在轨道1、3上做匀速圆周运动，万有引力做向心力，故有，所以，速率，角速度；故半径越大，线速度、角速度越小，所以，天舟一号在轨道3上的速率、角速度小于轨道1上的速率、角速度，A正确B错误；天舟一号在Q点时受到的万有引力等于它在轨道2上经过Q点时受到的万有引力，故天舟一号在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，C错误；天舟一号在P点时受到的万有引力等于它在轨道3上经过P点时的万有引力，故天舟一号在轨道2上经过P