山南市重点中学2021-2022学年物理高一下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注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、以下四种情境中，物体a机械能守恒的是（不计空气阻力）（）A． B．C． D．2、(本题9分)人类对行星运动规律的认识漫长而曲折．牛顿在前人研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一﹣﹣万有引力定律．对万有引力的认识，下列说法正确的是（）A．行星观测记录表明，行星绕太阳运动的轨道是圆，而不是椭圆B．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力D．卡文迪许在实验室里较为准确地得出了引力常量G的数值3、(本题9分)如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角θ＝60°，AB两点高度差h，忽略空气阻力，重力加速度为g，则球刚要落到球拍上时速度大小为()A． B． C． D．24、(本题9分)如图所示，A、B、C是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是()A．根据v＝gr，可知线速度vA<vB<vCB．根据万有引力定律，可知卫星所受的地球引力FA>FB>FCC．周期TA>TB>TCD．向心加速度aA>aB>aC5、(本题9分)物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（）A．速度一定变化 B．加速度一定变化C．合力一定为零 D．合力方向与速度方向一定在同一直线上6、(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v1、v2抛出铁丝圈，都能套中地面上的同一目标。设铁丝圈在空中运动时间分别为t1、t2不计空气阻力，则A．v1=v2 B．v1<v2 C．t1<t2 D．t1=t27、下列实例中，物体的机械能守恒的是（）A．在空中匀速下落的跳伞运动员B．沿光滑曲面自由下滑的物体C．被起重机匀速吊起的重物D．以g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体8、(本题9分)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度为零B．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动D．x2～x3段是匀强电场9、(本题9分)选用如图所示的四种装置图“研究平抛运动规律”时，其操作合理且必须的是A．选用装置1，每次不必控制小锤打击弹性金属片的力度B．选用装置2.每次应从斜槽上同一位置由静止释放钢球C．选用装置3，竖直管上端管口A应高于瓶内水面D．选用装置4，可以不用调节斜槽轨道末端至水平10、某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型．图中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧，下列表述正确的是（）A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变D．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等11、如图所示，实线表示某电场中一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有等间距的A、B、C三点，则A．B点的场强小于C点的场强B．A点的电场方向指向x轴正方向C．AB两点电势差小于BC两点电势差D．AB两点电势差等于BC两点电势差12、(本题9分)宇宙中两个相距较近的星球组成双星，它们只在相互的万有引力作用下，绕两星球球心连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论，两星球间的距离在缓慢增大，则下列物理量在增大的是A．两星球相互的万有引力B．两星球做圆周运动的周期C．两星球做匀速圆周运动各自的线速度D．两星球做匀速圆周运动各自的半径二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示，利用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上的固定挡板处由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从挡板位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。（1）实验中，除了斜槽轨道、重锤、两个小球、白纸、复写纸、刻度尺之外，下列器材中还必须使用的两种器材是__________.A．秒表B．天平C．圆规D．打点计时器（2）实验中，为了减小误差，入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应满足m1________m2（选填“>”或“<”）。实验中通过测量小球运动的水平射程来“替代”小球碰撞前后的速度，为了进行这样“替代”，在安装斜槽时必须保证__________.（3）实验中A球的水平射程OP与球A的质量__________（选填“无关”或“有关”），实验中若需要减小OP的距离，可以进行的操作是____________________.（4）若入射小球和被碰小球的质量分别为m1和m2，测出OM、OP、ON的距离，在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；若还满足关系式__________，则碰撞是弹性碰撞.14、（10分）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，实验小组选出的一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点．（1）要验证重锤下落过程中符合机械能守恒，除了图示器材，以下实验器材必须要选取的有_________．（填写字母代号）A．秒表B．刻度尺C．天平D．交流电源（2）为减少实验误差，下落物体应选用________（选填“50g钩码”或“200g重锤”）（3）进一步测得题图中h1=13.06cm，h2=7.14cm，h3=8.71cm，若重锤的质量为0.10kg，则打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______________J，此时重锤的动能比开始下落时增加了______________J（计算结果保留3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）(本题9分)如题图所示，水平轨道与竖直平面内的光滑半圆形轨道平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.40m．一轻质弹簧的左端固定在墙M上，右端连接一个质量m=0.10kg的小滑块．开始时滑块静止在P点，弹簧正好处于原长．现水平向左推滑块压缩弹簧，使弹簧具有一定的弹性势能Ep，然后释放滑块，运动到最高点A时的速度vA=3.0m/s．已知水平轨道MP部分是光滑的，滑块与水平轨道PB间的动摩擦因数μ=0.15，PB=1.0m，取g=l0m/s1．求：（1）滑块在圆弧轨道起点B的速度vB．（1）滑块由A点抛出后，落地点与A点间的水平距离x．（3）若要求滑块过圆弧轨道最高点A后，落在水平面PB段且最远不超过P点，求弹簧处于压缩状态时具有的弹性势能Ep的范围．16、（12分）利用万有引力定律可以测量天体的质量．（1）测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G．若忽略地球自转的影响，求地球的质量．（2）测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．（3）测月球的质量若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．17、（12分）(本题9分)（8分）一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求：（i）木块在ab段受到的摩擦力f；（ii）木块最后距a点的距离s。

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、C【解析】

AB、物体a在沿固定斜面匀速下滑和沿粗糙的圆弧面加速下滑过程中都受到摩擦力作用，有内能的产生，物体a的机械能不守恒，故AB错误。C、摆球a由静止释放，自由摆动过程中只有重力做功，物体a的动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故C正确。D、小球a由静止释放至运动到最低点的过程中，小球a和弹簧组成的系统机械能守恒，小球a的机械能不守恒，故D错误。2、D【解析】试题分析：根据开普勒第一定律，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故A错误；万有引力适用于任何两个物体之间，故选项B错误；重力为万有引力分力，故选项C错误；卡文迪许在实验室里通过卡文迪许扭秤较准确的测出了万有引力常量G，故D正确。考点：万有引力定律物理学史3、D【解析】

速度分解如图所示：根据得，，竖直分速度：vy=gt=，根据平行四边形定则知，刚要落到球拍上时速度大小v==2，故D正确，ABC错误．故选D.4、D【解析】

A．人造地球卫星的万有引力提供向心力GMmr2=mv2r，可得v=GMr，可知线速度vB．卫星之间的质量关系不清楚，所以所受万有引力大小关系不清楚，B错误C．人造地球卫星的万有引力提供向心力GMmr2=m4π2T2r，可得T=2πrD．人造地球卫星的万有引力提供向心力GMmr2=man，可得GMr2=an5、A【解析】

A．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；BCD．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以合力一定不为零，但合力可以变化，也可以不变，所以加速度不一定变化，故BCD错误．故选A．6、B【解析】

CD.根据知，h1＞h2，则t1＞t2，选项CD错误；AB.由于水平位移相等，根据x=vt知，v1＜v2，故B正确，A错误。7、BD【解析】

A．在空中匀速下降的跳伞运动员，速度恒定，即动能恒定，但高度下降，所以重力势能减小，故机械能不守恒，A不符合题意；B．沿光滑曲面自由下滑的物体，运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，B符合题意；C．被起重机匀速吊起的重物，速度恒定，即动能恒定，但高度上升，所以重力势能增加，故机械能不守恒，C不符合题意；D．以g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体，加速度竖直向下，大小为g，所以合力等于重力，即只有重力做功，机械能守恒，D符合题意．8、ABD【解析】

根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E=，得：，由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于Eq，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A正确；根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，q＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：φ1＞φ2＞φ1．故B正确；由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动．x2～x1段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故C错误，D正确；故选ABD.【点睛】解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律进行分析电荷的运动情况.9、AB【解析】A、选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，所以每次不必控制小锤打击弹性金属片的力度，故A正确；B、选用装置图2要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故B正确；C、A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定，所以竖直管上端A一定要低于瓶内水面，故C错误；D、将斜槽轨道的末端调整至水平的目的是保证小球的初速度水平，故D错误；故选AB．10、BC【解析】缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A错误；当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力大小相等，故B正确；当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧的弹性势能发生改变，故C正确；垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不同，故D错误；故选BC．11、ABC【解析】

A项：等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，由于0.4V与0.2V两个等势面间电势差等于0.6V与0.4V两个等势面间电势差，C处的等势面密，所以C点电场强度较大，故A正确；B项：电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故B正确；C、D项：等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，所以AB两点间的平均场强小于BC两点间的平均场强，由公式，可知，AB两点电势差小于BC两点电势差，故C正确，D错误。12、BD【解析】

A.根据万有引力公式两星球间的距离在缓慢增大，万有引力在变小，A错误。BD.根据万有引力提供向心力得可知m1r1=m2r2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角速度变小，，周期变大，BD正确。C.两星球间的距离在缓慢增大，引力做负功，动能减小，线速度变小，C错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BC>斜槽末端水平无关减小斜槽高度或降低挡板高度m1OP=m1OM+m2ONm1OP2=m1OM2+m2ON2(或OP+OM=ON)【解析】

(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，确定落点的平均位置要用圆规，测量小球落地点的距离需要毫米刻度尺，因此还需要的实验器材有BC.(2)[2]为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量,即m1[3]为了保证小球离开斜槽做平抛运动，则需保证斜槽末端水平.(3)[4]实验中A球的水平射程OP=v0t,而A球每次从同一高度静止滚下，则每次到达斜槽末端的速度大小相同，同时平抛的时间t一定，故水平射程与A球的质量无关.[5]为了减小OP，可减少v0，则减小A球的重力做功，故可减小斜槽高度或降低挡板高度.[6]根据两球碰撞m1v0=m1v1+m2v2m1OP=m1OM+m2ON.[7]若碰撞是弹性碰撞，有：1用水平位移代换速度后，得：m或者联立各式化简后得：OP+OM=ON.14、BD200g重锤0.1980.196【解析】

(1)[1]在该实验中，需测量物体下降的高度和物体的速度，所以纸带处理时需要刻度尺；打点计时器还需要交流电源，供计时器工作；而比较重力做功和动能变化的关系，两边都有质量，可以约去，不需要天平；同时不需要秒表，故BD正确；(2)[2]为了减小阻力的影响，重锤选择质量大，体积小的，即密度大的，所以选择质量为200g的重锤；(3)[3]从开始到B过程中，重锤重力势能变化量[4]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得从开始到B过