江苏省徐州市撷秀初级中学2022年物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦），在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是A．物体A也做匀速直线运动B．物体A做匀加速直线运动C．绳子对物体A的拉力等于物体A的重力D．绳子对物体A的拉力大于物体A的重力2、(本题9分)一个质点受两个不在同一直线上的力F1和F2的作用，由静止开始运动，经过一段时间后，保持二力的方向不变，只将F1突然增大为F1+ΔF，并保持不变，则该质点此后将做A．匀加速直线运动B．匀减速直线运动C．加速度变化的曲线运动D．加速度恒定的曲线运动3、(本题9分)如图所示，关于两颗人造地球卫星的下列说法正确的是A．卫星a运行的周期大于卫星b运行的周期B．卫星a运行的加速度小于卫星b运行的加速度C．卫星a运行的线速度大于卫星b运行的线速度D．卫星a运行的角速度小于卫星b运行的角速度4、(本题9分)下列关于同步卫星的说法正确的是（）A．它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B．它的周期、高度、速度的大小都是一定的C．我国发射的同步通讯卫星定点在北京上空D．不同的同步卫星所受的向心力相同5、(本题9分)下面关于汽车惯性大小的讨论，正确的是（）A．车速越大，它的惯性越大B．质量越大，它的惯性越大C．受力越大，它的惯性越大D．加速度越大，它的惯性越大6、(本题9分)如图,不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.用手托住,静置于水平地面，高度为h,此时轻绳刚好拉紧。b球质量是a球质量的K倍,现将b球释放,则b球着地瞬间a球的速度大小为，不计阻力，则K=（）A．2 B．3 C．4 D．57、半径分别为2R和R的两个半圆，分别组成如图甲乙所示的两个光滑圆弧轨道，一小球先后从同一高度下落，分别从如图甲乙所示的开口竖直向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并能甲从开口竖直向下的半圆轨道的最高点通过。空气阻力不计。下列说法正确的是A．图甲中小球在轨道最高点的角速度比图乙中小球在轨道最高点的角速度小B．图甲中小球对轨道最高点的压力比图乙中小球对轨道最高点的压力大C．图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大D．图甲中小球在轨道最低点的向心力比图乙中球在轨道最低点的向心力小8、(本题9分)如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(斜面固定，空气阻力不计)A．速率不同，动能不同B．B物体的速率大，动能也大C．A、B两物体在运动过程中机械能都守恒D．B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多9、起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，当重物上升一定高度时，以下说法中正确的是（）A．起重机拉力对重物所做的功等于重物机械能的增量B．起重机拉力对重物所做的功等于重物动能的增量C．重物克服重力所做的功等于重物重力势能的增量D．外力对重物做功的代数和等于重物动能的增量10、(本题9分)如图所示，a、b是两个在同一平面内的，绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其中已知b为地球同步卫星，引力常量为G．据图和上述信息，关于地球和卫星a、b的分析或结论，如：卫星a、b的绕行速度va、vb，绕行周期Ta、Tb等。下列的叙述正确的是（）A．由于va＞vb，因而卫星a减速可有可能让卫星b追上B．卫星a的绕行周期Ta一定小于24hC．卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合D．利用以上信息，可计算出地球的半径11、如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法正确的是A．如果，则小球能够上升的最大高度为B．如果，则小球能够上升的最大高度为RC．如果，则小球能够上升的最大高度为D．如果，则小球能够上升的最大高度为2R12、(本题9分)如图所示为甲、乙两物体运动的x－t图象，则下列说法正确的是()A．甲物体做变速直线运动，乙物体做匀速直线运动B．两物体的初速度都为零C．在t1时间内两物体平均速度大小相等D．相遇时，甲的速度大于乙的速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的三点的位置,取点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,当时，(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是____________.A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端必须水平D．本实验必需的器材还有刻度尺和秒表(2)小球平抛的初速度______________(3)小球经过点时的速度______________(4)小球抛出点的位置坐标（_______________），________________）14、（10分）(本题9分)某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．（1）请指出实验装置甲中存在的明显错误：__________．（2）进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应________（选填“A”或“B”）．A．先接通电源，再释放纸带B．先释放纸带，再接通电源（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的四个点如图乙所示．已测出这些点到第一个点O的距离分别为，打点计时器的打点周期为．若代入所测数据能满足表达式____，则可验证重物下落过程机械能守恒（用题目中已测出的物理量表示）．（4）某同学作出了图象（图丙），则由图线得到的重力加速度__________（结果保留3位有效数字）．（5）丁图线未过原点的原因是_______________．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)一水轮发电机组，每秒有2.0m3的水流过水轮机，若河坝水位的高度差是20m，求水每秒对水轮机最多能做多少功．若有40%的机械能转化为电能，则发电机的输出功率为多大？(g取10m/s2)16、（12分）(本题9分)如图所示，直角坐标系处于竖直面内，第一、二象限存在着平滑连接的光滑绝缘轨道。第一象限内的轨道呈抛物线形状，其方程为；第二象限内的轨道呈半圆形状，半径为R，B点是其最高点，且第二象限处于竖直方向的匀强电场中。现有一质量为m、带电量为+q的带电小球，从与B点等高的A点静止释放，小球沿着轨道运动且恰能运动到B点。重力加速度为g，求：（1）第二象限内匀强电场的场强E的大小和方向；（2）小球落回抛物线轨道时的动能Ek．17、（12分）近年来，我国大力发展航空航天事业，并取得了巨大成就．我国在20世纪发射了“天宫一号”，这是中国太空空间站的雏形，也预示着中国空间站的开端，在2016年，中国的“天宫二号”作为空间站的建立组成部件成功发射．我国专家预计在2024年中国将直接跳过“天宫三号”而建立空间站，到那个时候，我们不仅要登月球，探火星，还会飞向更深、更远的宇宙太空．若在不久的将来，我国宇航员发现了一颗未知星球，并成功在该星球上着陆．已知这颗星球的半径为R=5000km，为测得该星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度，做了如下实验：在星球表面建立如图甲所示的实验装置，该装置由竖直平面内的光滑轨道AB和光滑圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，F随H的变化关系如图乙所示，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的第一宇宙速度大小．

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、D【解析】

AB、将B物体的速度vB进行分解如图所示,则vA=vBcosα,α减小,vB不变,则vA逐渐增大，说明A物体向上做加速运动，故A错误、B错误；CD、设绳子对A的拉力大小为T，由牛顿第二定律T−mg=ma，可知绳子对A的拉力T>mg，则物体A处于超重状态．故C错误、D正确．故选D．【点睛】将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于A的速度，根据平行四边形定则判断A的速度如何变化，从牛顿第二定律可知绳子对A的拉力与重力的关系．2、D【解析】一个质点受两个不在同一直线上的力F1和F2的作用，由静止开始做匀加速直线运动，运动方向沿F1和F2的合力方向。现保持二力的方向不变，只将F1突然增大为F1+ΔF，并保持不变，则物体所受新的合力方向与物体运动方向(原来F1和F2的合力方向)不在同一直线上，物体做曲线运动；且新的合力保持不变，所以物体做匀变速曲线运动。故D项正确，ABC三项错误。点睛：加速度方向与速度方向相同时，物体加速；加速度方向与速度方向相反时，物体减速；加速度方向与速度方向不在一直线时，物体做曲线运动。3、C【解析】

根据万有引力提供向心力得出线速度、角速度、周期与轨道半径的关系，从而比较出大小关系．【详解】根据得，；；，，知轨道半径越大，周期越大，加速度越小，线速度越小、角速度越小、所以a的线速度、角速度和加速度较大，但是周期较小。故ABD错误，C正确。故选C。4、B【解析】

所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转动的周期与地球的自转周期相同，与地球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位置是固定不动的．【详解】所有的地球同步卫星的必要条件是它们的轨道都必须位于地球的赤道平面内，角速度等于地球自转的角速度，周期等于地球自转的周期，则轨道高度和速度是确定的，故AC错误，B正确．由万有引力等于向心力，由向心力公式知质量不同的卫星受的向心力是不同的，故D错误．故选B．【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小．5、B【解析】

考查惯性大小与那些因素有关。【详解】质量是惯性大小的唯一量度，质量大的惯性大，与物体受力，运动速度，加速度大小无关，因此B正确，ACD错误。故选B。6、B【解析】

在b球落地前,a.b球组成的系统机械能守恒,且a.b两球速度大小相等,设为v,

根据机械能守恒定律有并结合b球着地瞬间a球的速度大小为可解得：故B对；ACD错综上所述本题答案是：B【点睛】以ab组成的系统为研究对象,则整个的过程中只有重力做功,由机械能守恒即可求的速度.7、AC【解析】

B.小球下落高度相同，根据动能定理可知:则小球在最高点时，速度大小相等，根据向心力公式可知图甲中上方轨道半径大，故轨道对小球的压力小，根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力小.故选项B不符合题意.A.根据v=ωR可知，图甲中小球在最高点的角速度小.故选项A符合题意.C.小球运动到最低点的过程中高度H相同，故在最低点的速度相等，根据向心力公式可知，图甲中下方轨道半径小，小球对轨道最低点的向心力大，压力大.故选项C符合题意，选项D不符合题意.8、AC【解析】试题分析：由于斜面光滑，B运动的过程中只有重力做功，所以AB的机械能都守恒，由机械能守恒可以判断落地的速度和动能．解：斜面光滑，B运动的过程中只有重力做功，所以AB的机械能都守恒，由于AB的初速度都是零，高度也相同，所以到达地面时，它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，即速率相同，由以上分析可知，故A、C正确，BD错误．故选AC．【点评】此题是一道基础性的题，考察了机械能守恒定律．判断机械能是否守恒，可从以下两点来判断：一是只有重力（或系统内弹力0做功，其它外力和内力都不做功（或其它力做功的代数和为零）；二是物体间只有动能和势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化为其它形式的能．9、ACD【解析】

AB.重物由静止竖直向上加速吊起时，动能和重力势能均增加，机械能增加，根据功能原理知，起重机拉力对重物所做的功等于重物机械能的增量，故A正确，B错误。C.由功能关系可知，重物克服重力所做的功等于重物重力势能的增量，故C正确。D.由动能定理知，外力对重物做功的代数和等于重物动能的增量，故D正确。10、BC【解析】

A.卫星a减速时，a将做近心运动，轨道半径减小，不可能让卫星b追上。故A错误。B.根据万有引力提供向心力，得：解得：，可知，卫星a的绕行周期Ta一定小于卫星b的绕行周期Tb，即一定小于24h，故B正确。C.地球同步卫星的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，a、b是两个在同一平面内的，b为地球同步卫星，则卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，故C正确。D.利用题目的信息，不能求出地球的半径，故D错误。11、ABD【解析】

A、当v0，根据机械能守恒定律有：mgh，解得h，即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为．故A正确．B、设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得：mgRmv1，解得．故如果v0，则小球能够上升的最大高度为R．故B正确．C、设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v1，在最高点的速度为v1．则在最高点，有mg＝m从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得：，解得v1，所以v0时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零．根据，知最大高度h．故C错误．D、当，由上分析知，上升的最大高度为1R．故D正确．故选ABD．12、ACD【解析】

试题分析：图像斜率表示速度，可知乙物体是匀速直线运动，甲物体做加速直线运动，故A正确B错误；由图像可知在时间内甲的位移等于乙物体位移，根据平均速度定义可知两物体的平均速度大小相等，故C正确；由图像可知两物体在时刻机遇，此时乙的切线斜率小于甲，故其速度小于甲，所以D正确；题目问错误的选项，故选A、B。考点：位移时间图像【详解】请在此输入详解！二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AC；1；；-10；-5【解析】（1）小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，以保证每次的初速度相同，选项A正确；斜槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端的速度相等即可，选项B错误；斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，选项C正确；本实验必需的器材还有刻度尺，用来测量距离，但是不需要秒表，选项D错误；故选AC.（2）在竖直方向上有：△y=gT2，解得，

则平抛运动的初速度v0=m/s=1m/s．

（3）B点在竖直方向上的分速度vy=m/s=2m/s，

小球经过B点时的速度（4）则从抛出点运动到B点的时间t==0.2s，

则x=v0t=0.2m=20cm，y=gt2=×10×0.04m=0.2m=20cm；

所以小球抛出点的位置横坐标为10-20cm=-10cm，纵坐标为15-20cm=-5cm．点睛：掌握在实验中如何得到平抛运动轨迹及值得注意事项，同时学会用描点法获得图线的方法．解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．14、打点计时器不能接“直流电源”（或打点计时器应接“交流电源”）A9.67先释放纸带，再闭合开关【解析】

（1）从图甲中的实验装置中发现，打点计时接在了“直流电源”上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”．因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上．

（1）为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带．若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零．因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带，故选A．

（3）根据实验原理，只要验证ghn＝vn1，即可验证机械能守恒定律．因此需求解v3，根据匀变速直线运动规律关系式可得，v