聊城市重点中学2021-2022学年高一物理第二学期期末质量检测试题含解析

2021-2022学年高一下物理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、(本题9分)2019年热映的《流浪地球》中，人类带着地球逃出太阳系，采取了转圈扔铁饼的方式．先把地球绕太阳的公转轨道I由圆形改为椭圆形轨道Ⅱ，再进入木星的圆轨道Ⅲ，途中只需在P和Q进行两次引擎推进，P和Q分别是椭圆轨道Ⅱ与轨道I和轨道III的切点，则（）A．地球在轨道I运动的速率小于在轨道III的运动速率B．地球在轨道I运动的周期大于在轨道III运动的周期C．途中两次引擎推进分别设置在P点加速，Q点减速D．地球在轨道Ⅱ经过P点速度大于经过Q点的速度2、如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，物体质量为m，则以下说法正确的是A．小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少B．小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多C．以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为mghD．以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为3、在下列所述实例中，机械能守恒的是（）A．木箱沿光滑斜面下滑的过程B．电梯加速上升的过程C．雨滴在空中匀速下落的过程D．游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程4、(本题9分)为了研究影响平行板电容器电容的因素，实验中使电容器的两个极板A、B分别带上等量异种电荷，并将A极板和静电计的外壳分别接地，如图所示，若保持极板所带电荷量不变，为使静电计的指针由实线位置转到虚线位置，下列可行的方法是A．将金属板插入两板之间B．将A板稍微上移C．将玻璃板插入两板之间D．将A板向右移少许5、(本题9分)“套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度抛出铁丝圈，都能套中地面上的同一目标，且铁丝圈在空中运动时间分别为，不计空气阻力，则（）A． B．C． D．6、下列说法不正确的是（）A．的功大于的功B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动D．功是矢量，正、负表示方向7、(本题9分)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球的卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星下列表述正确的是（）A．卫星的运行速度小于第一宇宙速度B．卫星距地面的高度为C．卫星运行时受到的向心力大小为D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度8、(本题9分)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，则下列说法正确的是（）A．角速度为0.5rad/sB．转速为0.5r/sC．轨迹半径为mD．加速度大小为4πm/s29、(本题9分)两点电荷q1、q2固定在x轴上，在+x轴上每一点的电势随x变化的关系如图所示，其中x＝x0处的电势为零，x＝x1处的电势最低．下列说法正确的是（）A．x＝x0处的电场强度为零 B．x＝x1处的电场强度为零C．q1带正电、q2带负电 D．q1的电荷量比q2的大10、(本题9分)如图所示，质量m=0.2kg的物块在斜面顶端由静止开始沿倾角为30°的粗糙斜面匀加速下滑，加速度a=2m/s2，下滑的距离为4m．下列判断正确的是（取g=10m/s2）A．物块的重力势能减少8J B．物块的动能增加4JC．物块的机械能减少2.4J D．物块的合外力做功为1.6J11、(本题9分)如图，质量为m的物块从半径为R的半球形的碗口沿内壁从静止开始滑下，滑到最低点时速度大小为v，若物块与球壳之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则在物块从静止滑到最低点的过程中下列说法正确的是()A．合外力对物块做负功且WB．物块重力势能减少了mgRC．物块机械能减少了mgR-D．物块克服摩擦力做的功为μmgR12、关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星绕地球运行的最大速度B．它是人造地球卫星在近地圆轨道运行的速度C．它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射速度D．把卫星发射到越远的地方越容易二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律．实验装置示意图如图所示，实验步骤：A．将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平．B．用游标卡尺测量挡光条的宽度dC．由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离sD．将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门1．E．从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门1所用的时间Δt1和Δt1．F．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：（1）滑块通过光电门1和光电门1时的瞬时速度分别为v1=________和v1=_______（1）在滑块从光电门1运动到光电门1的过程中，系统势能的减少量ΔEp=______（重力加速度为g）．系统（包括滑块，挡光条、托盘和砝码）动能的增加量ΔEk=_____（3）如果ΔEp=ΔEk，则可认为验证了机械能守恒定律．14、（10分）某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。a.为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。（选填“>”“<”“＝”）b.其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。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1所示是某游乐场的过山车，现将其简化为如图1所示的模型：倾角θ=37°、L=60cm的直轨道AB与半径R=10cm的光滑圆弧轨道BCDEF在B处平滑连接，C、F为圆轨道最低点，D点与圆心等高，E为圆轨道最高点；圆轨道在F点与水平轨道FG平滑连接，整条轨道宽度不计，其正视图如图3所示．现将一质量m=50g的滑块可视为质点从A端由静止释放．已知滑块与AB段的动摩擦因数μ1=0.15，与FG段的动摩擦因数μ1=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s1．（1）求滑块到达E点时对轨道的压力大小FN；（1）若要滑块能在水平轨道FG上停下，求FG长度的最小值x；（3）若改变释放滑块的位置，使滑块第一次运动到D点时速度刚好为零，求滑块从释放到它第5次返回轨道AB上离B点最远时，它在AB轨道上运动的总路程s．16、（12分）把质量为1kg的石块从10m高处以30°角斜向上方抛出，初速度为8m/s．不计空气阻力，取g=10m/s1．求：（1）人对石块做的功（1）石块落地时的速度大小17、（12分）如图所示，空间内有一匀强电场，竖直平行直线为匀强电场的电场线（方向未知）.现有一电荷量为q、质量为m的带负电粒子，从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场，A、B为运动轨迹上的两点，当粒子运动到B点时速度方向与水平方向夹角为60°.已知OA连线与电场线夹角为60°，OA＝L，带电粒子在电场中受到电场力大小为F.不计粒子的重力及空气阻力.求：（1）电场强度的大小和方向；（2）带电粒子从O到A的运动时间；（3）匀强电场中OB两点间电势差大小.

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】

A.根据万有引力提供向心力得，运行速度为：，地球在轨道Ⅰ的半径小，运动的速率大于在轨道Ⅲ的运动速率，故A错误；B.根据开普勒第三定律可知：，地球在轨道Ⅰ的半径小，运动的周期小于在轨道Ⅲ的运动周期，故B错误；C.地球从轨道Ⅰ两次变轨到轨道Ⅲ，根据变轨原理可知，在PQ两点均需要加速，故C错误；D.根据开普勒第二定律可知，相等时间内扫过的面积相等，故地球在轨道Ⅱ经过P点速度大于经过Q点的速度，故D正确．2、C【解析】

AB.静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同。故AB错误。CD.重力势能的变化量与零势能平面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为mgh，则重力势能的减小量为mgh。故C正确，D错误。3、A【解析】

试题分析：机械能守恒的条件是重力与系统弹力做功，其他的力不做功，而A中木箱沿光滑斜面下滑的过程只有重力做功，故机械能守恒，选项A正确；电梯加速上升的过程，外力对电梯做功，机械能不守恒，雨滴在空中匀速下落的过程，空气阻力对它做功，乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程中机械能不守恒，选项BCD错误．考点：机械能守恒的条件．4、B【解析】

为使静电计的指针由实线位置转到虚线位置，即电容器两板电势差变大；若将金属板插入两板之间，则相当两板间距减小，根据可知，C变大，由Q=CU可知，U减小，选项A错误；将A板稍微上移，则S减小，根据可知，C变小，由Q=CU可知，U变大，选项B正确；将玻璃板插入两板之间，则ε变大，根据可知，C变大，由Q=CU可知，U减小，选项C错误；将A板向右移少许，则d减小，根据可知，C变大，由Q=CU可知，U减小，选项D错误；故选B.【点睛】解决本题的关键知道静电计是测量电势差大小的仪器，搞清电容器是电量一定还是电势差一定；并掌握电容器的决定式和定义式.5、C【解析】

AB.水平分运动是匀速运动，则水平分位移相同，得，故AB错误；CD.铁丝圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，则有得故C正确D错误。故选C。6、D【解析】

功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力对物体起动力作用（即力对物体做功）还是力对物体起阻力作用（即物体克服外力做功）；A.-10J的功大于+5J的功，选项A不符合题意；B.功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，选项B不符合题意；C.一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动，选项C不符合题意；D.功是标量，正、负不表示方向，选项D符合题意；7、AD【解析】

A．由万有引力提供向心力，则有解得同步卫星轨道半径大于地球半径，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；B．同步卫星的周期等于地球自转周期T，根据万有引力提供向心力有解得则卫星离地的高度为故B错误；C．卫星运行时的轨道半径r大于地球半径R，所以卫星运行时的向心力小于，故C错误；D．在地球表面上若不考虑地球自转，万有引力等于重力，则有解得卫星在轨道上运动，根据万有引力提供向心力，则有解得卫星运行的轨道半径r大于地球半径R，则，故D正确。故选AD。8、BCD【解析】

A.角速度，A错误。B.转速，B正确。C.根据线速度方程：，解得：，C正确。D.加速度，D正确。9、BD【解析】

试题分析：根据电场线的性质，沿着电场的方向电势越来越低，可以知道在坐标前后电场的方向发生变化，由向右的方向变为向左的方向，从而可以知道在坐标出电场强度为零，故选项A错误，B正确；由于在电势为零，同时左侧电势为正值，可以知道带负电、带正电，同时的电荷量比的大，故选项C错误，选项D正确．所以本题正确选项为BD．10、CD【解析】

A．物块重力势能的减少等于重力对物块做的功，则．故A项错误．BD．物块所受的合外力，物块的合外力做功．据动能定理可得，物块的动能增加等于合外力做功，则物块的动能增加1.6J．故B项错误，D项正确．C．物块的重力势能减少4J，物块的动能增加1.6J，则物块的机械能减少2.4J．故C项正确．11、BC【解析】

根据动能定理求合外力对物块。物块重力势能减少量等于重力做的功。物块机械能减少量等于初末机械能的差值。物块克服摩擦力做的功等于机械能的减少。根据功能关系求解。【详解】物块的动能增加，根据动能定理得知：合外力对物块做正功，且W合=12mv2-0=12mv2.故A错误。物块重力做功为mgR，则物块重力势能减少了mgR，故B正确。取最低点为零电势能点，则初态物块的机械能为【点睛】解决本题的关键是掌握常见的功与能的关系，知道合外力做功等于动能的变化，重力做功多少重力就减少多少，除重力以外的力做功等于机械能的变化。12、ABC【解析】

第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度．【详解】人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度，轨道半径越大，速度越小，由于半径最小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，同时也是卫星在近地圆轨道运行的速度，故AB正确；物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s；故C正确．根据克服地球的引力做功，可知当越远需要克服引力做功越多，所以发射到越远的地方越不容易，故D错误．故选ABC【点睛】注意第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)（1）mgs【解析】

（1）通过光电门的平均速度近似认为是瞬时速度，；（1）滑块向前移动的位移为s，砝码下落的高度也为s，系统势能的减小量就是砝码重力势能的减小量，系统动能的增加量为．14、水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点>44.80m1【解析】

第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.第三空.实验装置中的重锤线起的作用是：记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；第四空.为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。第六空.碰前动量：m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙cm；碰后总动量：m1∙OM+m2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g∙cm；即m1第七空.物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力--重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。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）FN=0.1N（1）x=0.51m（3）【解析】

（1）滑块从A到E，由动能定理得：代入数据得：