山西省临汾市第一中学等五校2021-2022学年物理高一下期末统考模拟试题含解析

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、两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为A．F4 B．4F C．F22、(本题9分)如图所示，一劲度系为k的轻度弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以FN表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态(x=0)，现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动(f为重力加速度，空气阻力不计），此过程中FN或F随x变化的图象正确的是（）A．B．C．D．3、如图所示，在某匀强电场中，M、N两点相距L=10cm，它们的连线与电场强度方向之间的夹角，若将一电子从M点移到N点，需克服电场力做功24eV，已知．则该匀强电场的电场场强大小为A．200V/m B．240V/mC．300V/m D．400V/m4、(本题9分)如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动的一部分。下列关于汽车转弯时的说法正确的是A．汽车处于平衡状态B．汽车的向心力由重力提供C．汽车的向心力由摩擦力提供D．汽车的向心力由支持力提供5、(本题9分)行星绕恒星运动时，其运动周期T的平方与运动轨道半径R的三次方之比为常数，即T2/R3=k,则k的大小决定于（）A．行星质量 B．恒星质量C．与行星和恒星的质量都有关 D．与恒星的质量及行星的速率有关6、下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是A．实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了比值定义法B．在研究运动的合成与分解时，采用了控制变量法C．人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了等效替代的方法D．卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法7、(本题9分)木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如下图所示，则下列说法正确的是(g=10m/s2)()A．木板获得的动能为2J B．系统损失的机械能为3JC．木板A的最小长度为1m D．A、B间的动摩擦因数为0.18、(本题9分)如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的x－t图像.已知m1=0.1kg由此可以判断（）A．碰前m2静止，m1向右运动B．碰后m2和m1都向右运动C．由动量守恒定律可以算出m2=0.3kgD．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能9、如图所示，三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O'是O在水平面上的投影点，且O'A：AB：BC=1：3：1．若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．v1：v2：v3=1：3：1B．三个小球下落的时间相同C．三个小球落地时竖直方向速度相同D．三个小球落地时的动能相同10、如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，第二次在水平恒力作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点，关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）A．第一个过程中，力F在逐渐变大B．第一个过程力F的瞬时功率逐渐变大C．第二个过程到达Q时，绳子拉力为T=mgD．第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小11、(本题9分)关于电场强度和电场线，下列说法正确的是A．由可知，电场强度E与q成反比，与F成正比B．电场中某一点的电场强度，与放置的试探电荷无关C．电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹D．电荷的运动轨迹有可能与电场线重合12、(本题9分)一个质量为m=50kg的人乘坐电梯，由静止开始上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P-t图象如图所示，取g=10m/，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是（）A．图中的值为1100WB．图中的值为900WC．电梯匀速阶段运动的速度为2m/sD．电梯加速阶段对人所做的功大于减速阶段对人所做功二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验．步骤如下：①用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；③向气垫导轨通入压缩空气；④把A、B两滑块放到导轨上，并给他们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为△t=0.2s．照片如图：该组同学结合实验过程和图象分析知：该图象是闪光4次摄得的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0～80cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块B恰好通过x=55cm处，滑块A恰好通过x=70cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态．请问：（1）以上情况说明碰后____（选填A或B）物体静止，滑块碰撞位置发生在_____cm处；（2）滑块碰撞时间发生在第一次闪光后____s；（3）设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是____kg•m/s，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是____kg•m/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是__．14、（10分）(本题9分)假如2025年，你成功登上月球．给你一架天平（带砝码）、一个弹簧秤、一个秒表和一个小铁球，如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时，手对小球所做的功．步骤：（1）用弹簧秤、天平分别测量小球的_____、_____可以计算出月球表面重力加速度．（写出物理量名称和符号）（2）用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t（3）写出手对小球所做功的表达式，W＝_____．（用直接测量的物理量符号表示）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)在抢险救灾中，时间意味着生命．为了缩短下楼的时间，消防员往往抱着室内的速降杆直接滑下，如图所示．在一次接到火灾报警后，一名质量为的消防员从脚离地的速降杆上由静止开始做自由落体运动，下降后立即抱紧杆，然后以的加速度匀减速下降，安全着地（取）求（1）消防员减速下滑时受到的阻力大小；（2）消防员着地的速度；（3）消防员下滑至地面过程中的机械能变化量．16、（12分）(本题9分)如图所示，一质量为m，电荷量为+Q的小球A系在绝缘细绳下端，另一带电量未知的小球B固定于悬点的正下方(A，B均可视为点电荷)，轻绳与竖直方向角度为θ，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，问:(1)小球B在A处产生的电场强度大小;(2)若将细线突然剪断，求小球刚开始运动时的加速度大小。17、（12分）(本题9分)如图所示，质量为M＝4kg的小车静止在光滑水平地面上，将一个质量为m1=0.995kg并可视为质点的小木块静置在车的左端，某时刻，一颗质量为m0=0.005kg的子弹以水平速度v0=400m/s击中木块并停留在木块中没有射出，已知木块与车之间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2.（1）求子弹击中木块后的速度v1；（2）如果最终木块没有从小车上掉下，小车至少多长？

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、A【解析】

根据万有引力定律公式F=GMmr2得，将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，则万有引力的大小变为原来的1A.F4B.4F与结论不相符，选项B错误；C.F2D.2F与结论不相符，选项D错误；2、D【解析】

设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为x，则有解得在此之前，根据可知，二者之间的压力由开始运动时的线性减小到零，而力F由开始时的mg线性减小到，此后托盘与物块分离，力F保持不变。故选D。3、C【解析】

M到N，电场力做功为所以匀强电场的电场强度为：，故ABD项不符合题意，C项符合题意．4、C【解析】汽车做匀速圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，故A错误．汽车所受的重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故BD错误，C正确．故选C．5、B【解析】

根据万有引力提供向心力：，整理得：，所以k仅与中心天体恒星的质量有关，ACD错误B正确6、D【解析】

A.实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了控制变量法，故A错误。B.在研究运动的合成与分解时，采用了等效替代法，故B错误。C.人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了比值定义法，故C错误。D.卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法，故D正确。7、CD【解析】

木板A和物块B组成的系统动量守恒，因此有解得；木板获得的速度为v=1m/s，木板获得的动能为J，A错误；由图得到：0-1s内B的位移为m，A的位移为m，木板A的最小长度为m，C正确；由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为m/s2，根据牛顿第二定律得：，代入解得，，D正确。系统损失的机械能为J，B错误。8、AC【解析】

A.由x－t图像知碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态.m1的速度大小为，m1只有向右运动才能与m2相撞，故A正确.B.由图读出，碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，故B错误.C.由图像求出碰后m2和m1的速度分别为v'=2m/s，v1'=－2m/s，根据动量守恒定律得m1v1=m2v2'+m1v1'，代入解得m2=0.3kg，故C正确.D.碰撞过程中系统损失的机械能为，代入解得ΔE=0，故D错误.9、BC【解析】

B．因为三个小球下落高度相同，由可知下落时间相同，故B正确；A．由O'A：AB：BC=1：3：1，可知三个小球的水平位移之比为1：4：9，因为下落时间相同，所以由可知v1：v2：v3=1：4：9。故A错误；C．因为三个小球下落高度相同，由可知三个小球落地时竖直方向速度相同。故C正确；D．由动能定理有由于三个小球的质量大小关系不知道，所以三个小球落地时的动能大小关系无法判断。故D错误。故选BC。10、ABC【解析】试题分析：第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得：F的最大值，随着增大，F逐渐增大，因为速率恒定，而F在增大，所以在增大，故AB正确；第二次运动到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力，故C正确；第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和F′方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时速度与新的“重力”方向垂直，即与重力和水平恒力的合力方向垂直，功率为零，所以两力的合力的功率先减小为零，后再增大，功率先减小后增大，D错误；考点：动能定理的应用；共点力平衡的条件及其应用；功率的计算．【名师点睛】本题的难点在第二次拉动小球运动过程的处理，由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，根据单摆的知识求解，难度适中11、BCD【解析】

AB.电场强度的定义式为，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，故A项与题意不相符，B项与题意相符；CD.电场线是为了形象的描述电场而人为引入的曲线，而物体的运动轨迹是由物体所受合外力与初速度之间的夹角决定，二者不一定重合；在非均匀的电场中，初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动轨迹不会与电场线重合；若电场线为直线，物体的初速度为零，则运动轨迹与电场线是重合的，故CD项与题意相符．12、AC【解析】

C.匀速运动时，支持力等于重力，则有：根据可得匀速运动的速度：故选项C符合题意；A.匀加速直线运动的加速度大小：根据牛顿第二定律得：解得：，则图中的值为故选项A符合题意；B.匀减速直线运动的加速度大小：根据牛顿第二定律得：解得：，则图中的值为故选项B不符合题意；D.加速过程中的位移：电梯对人做功：减速过程中的位移：电梯对人做功：可知电梯加速运动过程中对人所做的功小于减速阶段对人所做的功，故选项D不符合题意。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A600.1-0.2-0.2碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和【解析】(1)由图可知，A只有两个位置有照片，则说明A碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后A静止，故碰撞发生在x=60cm处；(2)碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，所以vA′•△t=20，碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm，时间为t′，有vA′•t′=10，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有t+t′=△t，得(3)设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小为：A的速度则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和P1=mBvB+mAvA=0.2×0.5-0.3×1=-0.2kgm/s．碰撞后，A静止，B速度则碰撞后两滑块的动量PB=-mBvB′=-0.2×1=-0.2kgm/s．以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和．点晴：本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定