山西省汾阳市第二高级中学2022年物理高一下期末学业质量监测模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下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：（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)下列说法正确的是A．功率表示力对物体做功多少B．功的单位可以用C．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律D．牛顿由于测出了万有引力常量而被称为第一个“称量地球的质量”的人2、如图所示，当汽车以12m/s通过拱形桥顶时，对桥顶的压力为车重的。如果要使汽车在桥面行驶至桥项时，对桥面的压力恰好为零，则汽车通过桥顶的速度为A．3m/s B．10m/s C．12m/s D．24m/s3、(本题9分)如下图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个半圆，练功人从A点出发沿相关路线进行(不能重复)，在最后又到达A点．求在整个过程中，此人所经过的最大路程和最大位移分别为()A．0；0 B．2R；2RC．(3π＋2)R；2R D．(2π＋2)R；2R4、某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）A．半径越大，加速度越大 B．半径越小，周期越大C．半径越大，角速度越小 D．半径越小，线速度越小5、如图所示，一质量为m的小圆环，套在一竖直固定的光滑轻杆上，用一跨过光滑定滑轮的细绳拉住，在力F作用下，让小圆环由位置A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点，已知此时细绳BO段长为l，与轻杆的夹角为θ，重力加速度为g，则此过程中力F所做的功为A．-mglcosθ B．-Fl（1-sinθ）C．-Flcos2θ D．无法确定6、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力，如图所示是用这种方法获得的弹性绳中拉力F随时间的变化图象．实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．从图象所提供的信息，判断以下说法中正确的是A．t1时刻小球速度最大B．t2时刻小球动能最大C．t2时刻小球势能最大D．t2时刻绳子最长7、(本题9分)如图，a、b、c、d为一边长为2l的正方形的顶点。电荷量均为q（q>0）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。不计重力。下列说法不正确的是A．b点的电场强度大小为2kq4l2 B．电子过C．在两点电荷产生的电场中，ac连线上中点的电势最高 D．在b点从静止释放的电子，到达d点时动能不为零8、如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，A球、B球质量分别为2m、m，两球半径忽略不计，杆的长度为。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球A在水平面上由静止开始向右滑动，当小球B沿墙下滑距离为时,下列说法正确的是（）A．小球A的速度为B．小球B的速度为C．小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为D．小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为9、(本题9分)质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v-t图象如图所示．由此可求()A．前25s内汽车的平均速度B．前10s内汽车的加速度C．前10s内汽车所受的阻力D．15～25s内合外力对汽车所做的功10、(本题9分)质量为m＝1kg的物体沿水平面向右做直线运动．t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示．此后物体的v－t图象如图乙所示．取水平向右为正方向．g取10m/s1．则A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5B．8s末物体的动量为8kgm/sC．0－10s内恒力F的冲量大小为30NSD．0－10s内恒力F做功的平均功率为0.6W11、(本题9分)如图所示，一内壁光滑的圆形细管竖直放置，其半径为R，质量为m的小球在该管内做圆周运动，小球可视为质点．下列说法中正确的是A．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的速度可以为B．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的最小速度为C．如果小球在光滑圆形细管最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道有向上的作用力D．如果小球在光滑圆形细管最低点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力12、(本题9分)关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A．电容器所带的电荷量越多，电容越大B．电容器两极板间电压越高，电容越大C．电容器不带电时，电容也不为零D．电容是描述电容器储存电荷能力的物理量二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图为“验证动能定理”的实验装置，用拉力传感器记录小车受到拉力F的大小，在长木板上相距适当距离的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过A、B时的速率，要求拉力传感器的示数即为小车所受的合外力。（1）为了完成实验，除了测量小车受到拉力的大小F、小车通过A、B时的速率vA和vB（2）与本实验有关的下列说法正确的是__A、要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力B、应先释放小车，再接通速度传感器的电源C、改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量D、该实验装置也可以用来验证牛顿第二定律。14、（10分）(本题9分)如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量（填“需要”或“不需要”）（2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=mm（3）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是．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)如图所示，ABC为竖直面内一固定轨道，AB段是半径为R的光滑圆弧，水平段与圆弧轨道相切于B，水平段BC长度为L，C端固定一竖直挡板．一质量为m的小物块自A端从静止开始沿圆轨道下滑，与挡板共发生了两次碰撞后停止在水平段B、C之间的某处，物块每次与挡板碰撞不损失机械能(即碰撞前、后速率相同)．不计空气阻力，物块与水平段BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．试求物块(1)第一次与挡板碰撞时的速率；(2)在水平轨道上滑行的总路程；(3)最后一次滑到圆轨道底端B处对圆轨道的压力．16、（12分）(本题9分)我国预计在2020年左右发射“嫦娥六号”卫星。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心间距离r，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的周期为T；（2）若宇航员随“嫦娥六号”登陆月球后，站在月球表面以初速度v0水平抛出一个小球，小球飞行一段时间t后恰好垂直地撞在倾角为θ=37°的的斜坡上，已知月球半径为R0，月球质量分布均匀，引力常量为G，试求月球的密度？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）17、（12分）(本题9分)场是物理学中一个重要的概念，现代物理科学也证明了场的真实存在．物理学中的静电场与重力场有一定相似之处，例如带电体在匀强电场中的偏转与物体在重力场中的平抛运动规律类似．(1)在一个完全失重的空间，存在竖直向下的匀强电场．一质量为m、电量为q的小球以初速度v0水平抛出，当小球下落高度为h时，小球到达位置与抛出点的水平距离为x．若取抛出点电势为零，试求电场强度的大小和小球到达位置的电势．(2)若取无穷远处的重力势能为0，当物体到地球球心距离为r时，物体的重力势能为，已知万有引力常量为G，地球质量为M．请类比电场强度和电势的定义方法，分别定义地球周围某点的“重力场强度”和“重力势”，并描绘地球周围的“重力场线”和“等重力势线”．

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】

A．功率表示力对物体做功的快慢程度，选项A错误；B．功的单位可以用N∙m=J表示，1N=1kg⋅m/s2是力的单位，选项B错误；C．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律，选项C正确；D．卡文迪许由于测出了万有引力常量而被称为第一个“称量地球的质量”的人，选项D错误；故选C.2、D【解析】

根据牛顿第二定律得：mg-N=m，其中N=mg，解得：R=57.6m。当车对桥顶无压力时，有：mg=m，代入数据解得：v'=24m/s。A.3m/s，与结论不相符，选项A错误；B.10m/s，与结论不相符，选项B错误；C.12m/s，与结论不相符，选项C错误；D.24m/s，与结论相符，选项D正确；3、C【解析】

路程是指物体所经过的路径的长度，沿图中路线走完一遍的路程s=2πR+πR+2R=（3π+2）R；当人离A点最远的时候，位移最大，所以当人在C点的时候，离A最远，此时的位移是最大的，即为2R，故C正确；故选C．点睛：位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关，与经过的路径无关；路程是指物体所经过的路径的长度.4、C【解析】

根据库仑定律求出原子核与核外电子的库仑力．根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律求出角速度，加速度，周期，线速度进行比较．【详解】根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得=ma=m=mω2r=，可得a=T=ω=v=A、半径越大，加速度越小，故A错误；B、半径越小，周期越小，故B错误；C、半径越大，角速度越小，故C正确；D、半径越小，线速度越大，故D错误．故选C．【点睛】能够根据题意找出原子核与核外电子的库仑力提供向心力，并列出等式求解．对于等效环形电流，以一个周期为研究过程求解．5、A【解析】

小圆环由A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点过程中，应用动能定理可得：，解得：此过程中力F所做的功．A．与计算结果相符，故A项正确．B．与计算结果不符，故B项错误．C．与计算结果不符，故C项错误．D．可以进行计算，故D项错误．6、D【解析】把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，所以t1时刻小球速度不是最大．故A错误．t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，动能最小，势能也最小，绳子也最长．故BC错误，D正确．故选D．点睛：本题考查运用牛顿定律分析小球运动情况的能力，要注意绳子拉力的变化与弹簧的弹力类似，主要是分析弹力和重力的大小关系，从而分析小球的运动情况．7、CD【解析】

A．固定在a点的点电荷在b点的电场强度大小E1=kq(2l)2，方向由a点指向b点；固定在c点的点电荷在b点的电场强度大小E2=kq(2l)BD．由等量正电荷电场线分布和等势面分布特点知，b、d两点的电势相等，则电子过b、d点时的电势能相等；据能量守恒知，在b点从静止释放的电子，到达d点时动能为零．故B项不符合题意，D项符合题意；C．由等量正电荷电场线分布和等势面分布特点知，ac连线上中点的电势最低；故C项符合题意。8、AD【解析】

AB.当小球B沿墙下滑距离为时，杆与水平方向的夹角的正弦是，此时A、B两小球的速度关系满足，由机械能守恒定律得：解得：小球A的速度为。小球B的速度为，故A正确，B错误。C.由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为，故C错误；D由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为，故D正确；9、ABD【解析】试题分析：观察速度时间图像，V-t图像和时间轴围成面积代表位移，斜率代表加速度a，观察图像可知，前10s斜率即加速度,答案B对．根据牛顿第二定律，牵引力未知因此无法求出阻力，C错．前25s图像和时间轴围成的面积可以分成前10s三角形和中间5s矩形及后10s梯形都可以计算出面积，也就可以知道前25s位移，除以时间即可算出平均速度，A对．根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，15～25s的初速度和末速度都知道而且题目告诉有质量，答案D对．考点：速度时间图像动能定理10、CD【解析】设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得，加速度大小a1=1m/s1方向与初速度方向相反；设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得，加速度大小a1=1m/s1方向与初速度方向相反；根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma1；F-μmg=ma1；解得：F=3N；μ=0.05，故A错误．8s末物体的速度为v4=-4m/s，动量mv4=-8kgm/s，选项B错误；0－10s内恒力F的冲量大小为I=Ft=30N∙S，选项C正确；10s内的位移；0-10s内恒力F做功W=Fx=3×1J=6J，则平均功率，故D正确．故选CD．点睛：本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因数，根据v-t图与横轴所围的面积表示位移求解位移及功率等．11、AC【解析】

AB.小球在最高点，由于细管对小球的弹力可以向上，也可以向下，则v的最小值为零，故A正确，B错误；CD.小球在最低点，不管小球的速度是多少，向心力由轨道向上的支持力和向下重力提供，且支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，小球对管道有向上的作用力，故C正确，D错误．12、CD【解析】电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与电容器所带电荷量及两极板间的电压无关；电容器的电容是定值，未充电时，电容保持不变，但不是零，CD正确．【点睛】电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，根据平行板电容器的决定式可知电容与两极板的距离、正对面积有关．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A、B两点之间的距离小车和车上的拉力传感器的总质量mFx=1【解析】

（1）[1][2][3]设A、B两点之间的距离x，小车和车上的拉力传感器的总质量m，根据动能定理：Fx=12mvB2-12（2）[4]A．若没有平衡摩擦力，则有F-f=ma，而摩擦力f又无法求出，因此需平衡摩擦力，故A正确；B．应选打开电源，待打点稳定后，再释放小车，故B错误；C．小车受到的拉力由传感器显示，不再用钩码的重力代替，不必使挂钩码的质量远小于小车的质量，故C错误；D．本实验也可以验证加速度与物体受到的力的关系，即牛顿第二定律，故D正确．故选：AD14、（1）不需要；（2）5.50mm．（3）C.【解析】试题分析：（1）游标卡尺的主尺读数为，游标读数等于，所以最终读数为：．（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度滑块通过光电门1速度为：，滑块通过光电门2速度为：，根据功能关系需要验证的关系式为：．考点：探究功与速度变化的关系【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对