山西省吕梁育星中学2022年物理高一第二学期期末达标测试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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)如图所示，水平地面上质量为的木块，受到大小为、方向与水平方向成角的拉力作用，沿地面做匀加速直线运动．已知木块与地面之间的动摩擦因数为，则木块的加速度大小为A． B．C． D．2、(本题9分)—质量为m的铁锤，以速度v，竖直打在木桩上，经过Δt时间后停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（）A．mgΔt B． C． D．3、下列运动的物体中，机械能守恒的是（）A．加速上升的运载火箭B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．在粗糙水平面上运动的物体4、图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV时,它的动能应为（）A．8eVB．13eVC．20eVD．34eV5、(本题9分)如图所示为某人游珠江，他以一定的速度且面部始终垂直于河岸向对岸游去．设江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是()A．水速大时，路程长，时间长B．水速大时，路程长，时间不变C．水速大时，路程长，时间短D．路程、时间与水速无关6、甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相等时间里甲转过60，乙转过45，转动半径之比为13，则甲、乙两快艇的线速度大小之比为（）A．14 B．23 C．49 D．9167、(本题9分)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度8、(本题9分)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长也为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g，不计一切摩擦，则（）A．小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小B．A球刚滑至水平面时，速度大小为C．小球B升高至斜面右侧L/2处时，小球A所受重力的瞬时功率大于小球B所受重力的瞬时功率D．小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B做功为9、(本题9分)如图所示，质量M=2kg的滑块在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，滑块可以在光滑的水平轨道上自由运动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度大小为，则下列说法正确的是（

）A．当小球通过最高点时滑块的位移大小是B．当小球通过最高点时滑块的位移大小是C．当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离D．当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离10、一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是A． B． C． D．11、(本题9分)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A．物体在传送带上的划痕长B．传送带克服摩擦力做的功为C．电动机多做的功为D．电动机增加的功率为12、(本题9分)关于地球同步卫星下列说法正确的是（）.A．地球同步卫星和地球同步，因此同步卫星的高度大小是一定的，线速度大小是一定的B．地球同步卫星的角速度虽被确定，但高度和速度可以选择，高度增加，速度增大，高度降低，速度减小C．地球同步卫星只能定点在赤道上空，相对地面静止不动D．以上均不正确二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：(1)按图摆好实验装置，其中小车质量M＝0.20kg，钩码总质量m＝0.05kg.(2)释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为f＝50Hz)，打出一条纸带．(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把钩码重力(当地重力加速度g＝10m/s2)作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式Ek＝________(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek＝0.125J.(4)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．（双项选择题）A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因14、（10分）某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。（1）除了图示的实验器材，下列器材中还必须使用的是_______A．直流电源B．刻度尺C．秒表D．天平（含砝码）（2）实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力，目的是_______A．为了使小车能做匀加速运动B．为了增大绳子对小车的拉力C．为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功（3）平衡摩擦力后，为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力，实验中确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时，先接通电源，再释放小车，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC，相邻计数点间的时间间隔为T，已知当地重力加速度为g，实验时钩码的总质量为m，小车的质量为M。从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=___________；小车动能变化量ΔEk=_____________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）质量为M的小车固定在地面上，质量为m的小物体（可视为质点）以v0的水平速度从小车一端滑上小车，小物体从小车另一端滑离小车时速度减为，已知物块与小车之间的动摩擦因数为.求：（1）此过程中小物块和小车之间因摩擦产生的热Q以及小车的长度L.（2）若把同一小车放在光滑的水平地面上，让这个物体仍以水平速度v0从小车一端滑上小车.a.欲使小物体能滑离小车，小车的质量M和小物体质量m应满足什么关系?b.当M=4m时，小物块和小车的最终速度分别是多少?16、（12分）(本题9分)某工厂生产流水线示意图如图所示，半径R=1m的水平圆盘边缘E点固定一小桶．在圆盘直径DE正上方平行放置的水平传送带沿顺时针方向匀速转动，传送带右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上，竖直高度h=1.25m；AB为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，半径r=0.45m，且与水平传送带相切于B点．一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从A点由静止释放,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,当滑块到达B点时，圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，滑块到达C点时恰与传送带同速并水平抛出，刚好落人圆盘边缘的小捅内．取g=10m/s2，求:(1)滑块到达圆弧轨道B点时对轨道的压力NB;(2)传送带BC部分的长度L;(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件．17、（12分）(本题9分)已知地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G．一颗人造地球卫星处在距离地球表面高度为h的圆轨道上，试求：（1）该卫星作匀速圆周运动的线速度大小v；（2）该卫星的运动周期T．

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】对物体受力分析可以知道，物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，在水平方向有，竖直方向有，滑动摩擦力，根据以上三式联立可以求得．所以选项是正确的．点睛：物体受多力作用时，采用正交分解法进行分析，分解为两方向立式后，再找两方向之间的关联，最终联立方程组求解．2、C【解析】

对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F，则有解得所以铁锤对木桩的平均冲力C正确，ABD错误。故选C。【点睛】在应用时要注意先明确正方向，然后才能列动量定理的关系式求解．3、C【解析】

A．加速向上运动的运载火箭，动能和重力势能都增加，两者之和即机械能必定增加，故A错误；B．被匀速吊起的集装箱动能不变，而重力势能增加，两者总和即机械能必定增加，故B错误；C．光滑曲面上自由运动的物体，曲面对物体的支持力不做功，只有重力对物体做功，其机械能守恒，故C正确；D．在粗糙水平面上运动的物体做减速运动，重力势能不变，而动能减少，两者总和即机械能必定减小，故D错误。4、C【解析】

由题意，电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV，动能减小为21eV．而相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，则电荷从3等势面到4等势面时，动能减小7eV，电势能增大，等势面3的电势为0，电荷经过b时电势能为7eV，又由题，电荷经b点时的动能为5eV，所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=7eV+5eV=12eV，其电势能变为-8eV时，根据能量守恒定律得到，动能应为20eV。A．8eV，与结论不相符，选项A错误；B．13eV，与结论不相符，选项B错误；C．20eV，与结论相符，选项C正确；D．34eV，与结论不相符，选项D错误；5、B【解析】

根据运动独立性，过河的时间应该由垂直过河的游泳速度，以及河道宽度决定，即，由于人的速度不变，所以过河时间不受水流速度的影响；由于水流速度增加，所以沿河人在水里的漂流位移增加，即合位移变大，故B正确，ACD错误．6、C【解析】

由题知，甲的角速度1==，乙的角速度2=，=，又=，则甲、乙两快艇的线速度大小之比===，故C正确，ABD错误。7、BC【解析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，联立解得：v1+v2=2πfr，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．8、ABC【解析】

A.小球A下滑过程中，系统只有重力做功，机械能守恒，刚开始，AB球的速度都增大，所以系统动能增大，则重力势能减小，故A项与题意相符；B.A球刚滑至水平面时，对系统用动能定理得：解得：故B项与题意相符；C.小球B升高的过程中，根据动能定理得：解得：此时，重力对小球A做功的功率为：重力对小球B做功的功率为故C项与题意相符；D.B球刚升至斜面顶端时时，对系统用动能定理得：解得：根据动能定理研究B得：解得：故D项与题意不相符。9、BD【解析】

AB.滑块和小球系统在水平方向动量守恒，设当小球通过最高点时滑块的位移大小为x，由系统水平方向的动量守恒，得：mv3-MV'=0，将式两边同乘以△t，得：mv3△t-MV'△t=0，因此式对任意时刻附近的微小间隔△t都成立，累积相加后，有：则，解得，故A错误，B正确；CD.当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离为y，则：，解得：，故C错误，D正确。故选BD.点睛：此题实质上是“人船模型”，对球和滑块水平方向平均动量守恒，注意球和滑块的位移都是相对地面的位移.10、AD【解析】

试题分析：摩擦力恒定，物体沿斜面下滑时做初速度为零的匀变速直线运动，根据初速度为零匀变速直线运动中合力、速度、位移和机械能所时间变化特点可解答本题．解：A、物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故A正确；B、在v﹣t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v﹣t图象斜率不变，故B错误；C、物体下滑位移为：，根据数学知识可知，其位移与时间图象为抛物线，故C错误；D、设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有：，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故D正确．故选：AD．【点评】对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．11、AD【解析】

A．物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v所需的时间在这段时间内物块的位移传送带的位移则物体相对位移故A正确；BC．电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是，由于滑动摩擦力做功，相对位移等于产生的热量传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功为，故BC错误；D．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为故D正确。故选AD。12、AC【解析】

根据万有引力提供向心力，列出等式：GMm(R+h)【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．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.180AB【解析】

（1）根据题意物体所受合外力为：F=mg=0.05×10=0.50N，

根据功的定义可知：W=Fs=mgh=0.180J；

根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小为：（其中t=5T=）

动能公式为：（2）A设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma;

对钩码有：mg-F=ma

解得：，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，会造成较大误差，故A正确；实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故B正确；释放小车和接通电源得次序有误是偶然误差，不是该实验得主要误差，距离的测量产生的误差是偶然误差，不是该实验产生的主要误差，故D错误．故选AB．14、BDCmgSB1【解析】（1）实验需要测出小车的质量，因此需要天平，进行实验数据处理时要求出小车的速度，需要用刻度尺测出计数点间的距离，故选BD．

（2）实验前要把木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，平衡摩擦力后小车受到的合力等于绳子的拉力，可以使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，C正确；故选C．

（3）从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=mgsB；

打下B点时小车的速度：vB=sC-sA2T，小车动能变化量△Ek=1点睛：探究合力做功与动能变化之间的关系关系实验时需要求出小车动能的变化量与合外力做功，实验前要平衡摩擦力，需要测出小车质量与速度，知道实验原理是解题的前提．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），（2）a.M>3m；b.，【解析】

(1)小车固定在地面时，物体与小车间的滑动摩擦力为，物块滑离的过程由动能定理①解得：物块相对小车滑行的位移为L，摩擦力做负功使得系统生热，可得：（2）a.把小车放在光滑水平地面上时，小物体与小车间的滑动摩擦力仍为f．设小物体相对小车滑行距离为时，跟小车相对静止（未能滑离小车）共同速度为v，由动量守恒定律：mv0=(M+m)v②设这过程小车向前滑行距离为s.对小车运用动能定理有:③对小物体运用动能定理有:④联立②③④可得