江苏省南京师范大学附属中学2021-2022学年高一物理第二学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA=0.3m，OB=0.4m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1m时速度大小为3m/s，则在此过程中绳对B球的拉力所做的功为（取g=10m/s2）()A．11J B．16J C．18J D．9J2、(本题9分)举世瞩目的“神舟”十号航天飞船的成功发射，显示了我国航天事业取得的巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上运行的速率为A． B． C． D．3、(本题9分)质量为2kg的物体（可视为质点）在水平外力F的作用下，从t＝0开始在平面直角坐标系xOy（未画出）所决定的光滑水平面内运动．运动过程中，x方向的位移时间图像如图甲所示，y方向的速度时间图象如图乙所示．则下列说法正确的是（）A．在0～4s内，物体做匀减速直线运动B．t＝0时刻，物体的速度大小为10m/sC．2s末，物体的速度大小为5m/sD．2s末，克服外力F做功的功率为25W4、如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起运动，对小物块进行受力分析，下列说法正确的是()A．受重力和支持力B．受重力、支持力、摩擦力C．受重力、支持力、向心力D．受重力、支持力、摩擦力、向心力5、(本题9分)开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上B．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C．行星公转周期与行星的质量有关D．所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比6、一个物体沿平直道路行驶，如图所示，近似描写了物体在0时刻到40s这段时间运动的υ—t图像.这物体所受合力为零的时间为A．10s B．20s C．30s D．40s7、如图四幅图为生活中与向心力知识相关的情景，有关说法正确的是（）A．图甲为火车转弯的轨道，内低外高以防止脱轨B．图乙为小车过拱桥的情景，此过程小车处于失重C．图丙为“旋转秋千”，人与座椅整体受到重力、绳子拉力和向心力D．图丁为汽车在凹凸不平的地面上行驶，应快速通过此路面8、(本题9分)如图所示，A为系在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下的恒力F的作用下，弹簧被压缩到B点，现突然撤去力F，小球将在竖直方向上开始运动，若不计空气阻力，则下列中说法正确的是（）A．小球在上升过程中，重力势能逐渐增大B．小球在上升过程中，动能先增大后减小C．小球上升至弹簧原长处时，动能最大D．小球上升至弹簧原长处时，动能和重力势能之和最大9、(本题9分)如图所示，两根长度不相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点．设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动．已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（）A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为B．小球m1和m2的角速度大小之比为C．小球m1和m2的向心力大小之比为D．小球m1和m2的线速度大小之比为10、我国的火星探测计划在2018年展开，在火星发射轨道探测器和火星巡视器。已知火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约为地球半径的1A．火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度B．火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三字宙速度C．火星表面与地球表面的重力加速度之比为4:9D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的6311、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角。B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态（弹簧弹性势能，其中x为弹簧的形变量）。现释放A，此后运动过程中，下列说法正确的是（）A．当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度最大B．A获得最大速度为C．弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A小球机械能一直减小12、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量二．填空题(每小题6分，共18分)13、如图所示，将一质量m的石头从A点由静止释放，石头陷入泥潭并静止于C。小球在空中下落的时间为3t，在泥潭中运动的时间为t，不计空气阻力，重力加速度为g，石头陷入泥潭中阻力的冲量大小为______，石头在泥潭中受到平均阻力大小为____.14、(本题9分)一列简谐横波，沿x轴正向传播．t=0时刻的波形图如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图象．则这列波的周期为____s，波速为___m/s。15、(本题9分)18世纪，数学家莫佩尔蒂，哲学家伏尔泰曾经设想“穿透”地球；假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，(已知此人的质量m＝50kg；地球表面处重力加速度g取10m/s2；地球半径R＝6.4×106m；假设地球可视为质量分布均匀的球体．均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零)则以下说法正确的是A．人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒B．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比C．人从北极开始下落，到刚好经过地心的过程，万有引力对人做功W＝3.2×109JD．当人下落经过距地心R瞬间，人的瞬时速度大小为×103m/s三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R、A端与圆心O等高，AD为水平面，B端在O的正上方，一个小球自A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点，求：(1)释放点距A点的竖直高度；(2)落点C与A点的水平距离；17、（10分）一个人在10m高的楼顶水平抛出一个小球，小球在空中沿水平方向运动10m后，落到水平地面上．不计空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s1．求：（1）小球在空中运动的时间；（1）小球被抛出时的速度大小；（3）小球落地时的速度大小．

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、C【解析】

A球向右运动1．1m时，由几何关系得，B上升距离：h=1．4m-m=1．1m；此时细绳与水平方向夹角的正切值：tanθ=，则得cosθ=，sinθ=由运动的合成与分解知识可知：B球的速度为vBsinθ=vAcosθ，可得vB=4m/s；以B球为研究对象，由动能定理得：WF-mgh=mvB2,代入数据解得：WF="18J,"即绳对B球的拉力所做的功为18J【点睛】本题中绳子拉力为变力，不能根据功的计算公式求拉力做功，而要根据动能定理求变力做功．2、A【解析】研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，解得：v＝，故选A．3、D【解析】由图甲图得到物体在x方向做匀速直线运动，速度大小为，y方向做匀减速运动，故0-4s内物体做曲线运动，选项A错误；t=0时刻，y方向物体的分速度为vy=10m/s，物体的速度大小为．故B错误．2s末，物体的y方向的速度大小为5m/s，则速度为，选项C错误；由乙图的斜率等于加速度，得到物体的加速度大小为；所受外力F的大小为F=ma=5N．2s末，外力的功率P=Fvy=5×5W=25W．故D正确．故选D.点睛：本题知道x、y两个方向的分运动，运用运动的合成法求解合运动的情况．对于位移图象与速度图象的斜率意义不同，不能混淆：位移图象的斜率等于速度，而速度图象的斜率等于加速度.4、B【解析】

小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；B.B项与上述分析结论相符，故B正确；C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；5、B【解析】A、根据第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；所以A错误。B、根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大；所以B正确。C、D、开普勒第三定律中的公式R3T2【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键。6、B【解析】

在10-30s内，物体做匀速直线运动，合力为零，所以这物体所受合力为零的时间为20s。A.10s，与结论不相符，选项A错误；B.20s，与结论相符，选项B正确；C.30s，与结论不相符，选项C错误；D.40s，与结论不相符，选项D错误；7、AB【解析】

A.火车轨道弯道处设计成外高内低，让火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力，防止脱轨.故选项A符合题意.B．汽车过拱形桥时，受到的重力和支持力的合力提供向心力，加速度向下，处于失重状态.故选项B符合题意.C.向心力属于效果力，不是性质力，由其他力提供.故选项C不符合题意.D.汽车在凹凸不平的地面上行驶时，速度越大，对地面的压力越大，根据牛顿第三定律可知，地面对轮胎的支持力越大，易爆胎.故选项D不符合题意.8、ABD【解析】

小球在上升过程中，随高度增加重力势能逐渐增大，选项A正确；小球在上升过程中，一开始弹簧的弹力大于重力，加速度方向向上，小球做加速运动，速度增大，动能增大。当弹力等于重力时，加速度为零；当弹力小于重力后，加速度方向向下，小球做减速运动，速度减小，动能减小，即动能先增大后减小，故B正确。小球在上升过程中，开始时弹力大于重力，动能增加，而当弹力和重力相等后，合外力做负功，动能减小，则在弹力等于重力时刻，小球动能最大，而不是弹簧在原长位置动能最大，选项C错误；撤去F后对于小球、地球、弹簧构成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒，小球在上升过程中，弹簧的压缩量不断减小，则弹性势能一直减小，当恢复到原长位置时，弹性势能最小，则动能和重力势能之和最大，故D正确。故选ABD。【点睛】本题关键要分析小球在上升过程中的受力情况，来分析运动情况，理解加速度的变化由重力与弹力共同决定，掌握速度如何变化，并知道加速度为零时，速度达到最大值．9、AC【解析】

A.对任一小球研究．设细线与竖直方向的夹角为θ，竖直方向受力平衡，则：Tcosθ=mg，解得：，所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为：T1：T2=cos30°：cos60°=：1，故A正确；B.小球所受合力的大小为mgtanθ，根据牛顿第二定律得：mgtanθ=mLsinθω2，得：ω=.两小球的角速度之比为：ω1：ω2=，故B错误；C.小球所受合力提供向心力，则向心力为：F=mgtanθ，小球m1和m2的向心力大小之比为：F1：F2=tan60°：tan30°=3：1，故C正确；D.根据v=ωr，小球m1和m2的线速度大小之比为：v1：v2=，故D错误．故选AC.10、BC【解析】AB、火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，还在太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度，故A错误，B正确；CD、由GMmR2=mv2R=mg故选BC。11、BCD【解析】

A．设初态弹簧的压缩量为，因B球平衡且细绳拉直无拉力，有设C球刚要离开地面时弹簧伸长量为，对C球的平衡有可得此时细绳、B球和A球的系统，沿着绳的方向有则B球和A球已经在沿着绳的方向减速运动，故当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度不是最大，故A错误；B．细绳、B球和A球的系统在沿着绳的方向的加速度为零时，A和B的速度达到最大，则动能最大在弹簧处于原长时，由能量守恒定律有解得A获得的最大速度为故B正确；C．B与A的系统动能最大时弹簧处于原长，则有弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大，故C正确；D．从释放A到C刚离开地面的过程中，对A球而言除重力外只有绳的拉力做负功，则A球的机械能一直减小，故D正确。故选BCD。12、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．二．填空题(每小题6分，共18分)13、4mgt4mg【解析】

[1]对小球下落的全过程分析，受重力和泥潭的阻力，取向上为正方向，由全程的动量定理：解得：，方向向上.[2]泥潭对球的平均阻力设为，由冲量解得：.14、0.2；10；【解析】

由甲图得到波长为2m，由乙图得到周期为0.2s，故波速为：v=λ15、BD【解析】

人下落过程只有重力做功，重力做功效果为重力势能转变为动能，故机械能守恒，故A错误；设人到地心的距离为r，地球密度为，由万有引力定律可得：人在下落过程中受到的万有引力，故万有引力与到地心的距离成正比，故B正确；由万有引力可得：人下落到地心的过程重力做功，故C错误；由万有引力可得：人下落到距地心的过程重力做功，设地球质量为M，则有：，又有地球表面物体重力等于万有引力，则有：，故，则重力做功为，由动能定理可得：，所以，当人下落经过距地心瞬间，人的瞬时速度，故D正确；故选BD．【点睛】根据万有引力定律及球体体积公式求得不同半径处的万有引力表达式，进而得到万有引力做的功，再由动能定理求得人的速度；