陕西省西安市远东一中2022-2023学年物理高一下期末学业水平测试模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理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)如图所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所注)，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少(　　)A．大人做的功多B．小孩做的功多C．大人和小孩做的功一样多D．条件不足，无法判断2、(本题9分)如图所示，a、b两小球在竖直光滑圆轨道内侧水平直径的左端C，以足够大的相等的速率沿竖直方向反向射出，当两球运动到某点重新相遇的速率分别为和，若不计空气阻力，则A．B．C．D．3、(本题9分)如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为θ=60°，则下列说法定确的是A．小球重力与电场力的关系是qE=mgB．小球在B点时，对圆弧的压力为mgC．小球在A点和B点的加速度大小不同D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，也能沿AB圆弧而运动4、(本题9分)在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（）A．B．C．D．5、(本题9分)如图所示，长为8m的水平传送带以的速度顺时针匀速运行，现将一质量的小物块无初速地放在传送带左端。经过一段时间小物块运动到传送带的右端。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，。下列判断正确的是（）A．此过程小物块始终做匀加速直线运动B．此过程中传送带多做了4J的功C．此过程中因摩擦产生的热量为4JD．此过程摩擦力对小物块做功4J6、质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，它在离地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运行时，其（　　）A．周期为4πB．速度为C．动能为G0RD．所受万有引力为7、(本题9分)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列关于物理学史、物理概念和方法的说法中，正确的是（　　）A．开普勒认为，在高山上以足够大的速度水平抛出一物体，该物体将不会落回地球上B．牛顿巧妙地利用“月—地”检验，证明了天、地引力的统一C．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量D．理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、向心加速度等都是理想化模型8、(本题9分)如图所示的电路中，电源的电动势和内阻保持不变，下列说法中正确的是（）A．闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B．越大，路端电压越大C．越大，电源的输出功率越大D．阻值不同，电源的输出功率可能相同9、有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示．则下列说法不正确的是（）A．a的向心加速度等于重力加速度gB．c在4 h内转过的圆心角是C．b在相同时间内转过的弧长最长D．d的运动周期有可能是23h10、(本题9分)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动是线速度不变的运动D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动11、(本题9分)关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是：（）A．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最小速度B．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度C．它是使人造地球卫星绕地球运行的最小发射速度D．它是使人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度12、(本题9分)如图所示，斜面体A静置于粗糙水平面上，光滑小球B置于斜面上，用一轻绳拴住B，轻绳左端固定在竖直墙面上P处。初始时轻绳与斜面平行，若将轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P′处，斜面体始终处于静止状态，则在轻绳移动过程中A．斜面体对小球的支持力逐渐减小B．轻绳的拉力逐渐减小C．斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小D．斜面体对水平面的压力逐渐增大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如题图所示．（1）在平衡摩擦力这一步骤中，操作时______（选填“需要”或“不需要”）悬挂沙桶．（1）根据一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的图象见题图，可知小车的加速度为________m/s1．（3）在研究加速度与质量的关系时，保持拉力F不变，测出小车质量m和加速度a，改变小车质量m，重复实验，得到多组不同的m及相应a的实验数据．为了直观反应a与m的关系，应作出___________（选填“”或“”）图像．14、（10分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m／s2，测出所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为34.02cm、39.38cm、45.11cm、50.96cm．根据以上数据可以算出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于________J（保留三位有效数字）．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)在匀强电场中，将一电荷量为2×10－5C的正电荷由A点移到B点，电场力做功0.4J，已知A、B两点间距＝10cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：(1)在电荷由A移到B的过程中，电荷电势能变化了多少？(2)A、B两点间的电势差为多少？(3)该匀强电场的电场强度为多大？16、（12分）(本题9分)如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间；（2）传送带左右两端AB间的距离l至少为多少；（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少；（4）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少？17、（12分）(本题9分)已知地球半径为R，某一卫星在距离地面高度也为R的圆轨道上做匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，求：（1）卫星环绕地球运行的线速度；（2）卫星环绕地球运行的周期．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】因为木箱匀速运动，小孩和大人所用的推力都等于木箱与地面间的滑动摩擦力，所以两人对木箱的推力相等，又因为所走的位移相同，根据W=Fx，所以两人做功一样多，故ABD错误，C正确．故选：C2、C【解析】a球上升过程会减速，b球下降会加速，故a球的平均速率较小，可能在虚线上方h处相遇；由于初速度相等，根据机械能守恒定律得得：可见相遇时va=vb＜v0。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；3、A【解析】A．小球从A运动到B的过程，根据动能定理得：解得：故A符合题意。B.小球在B点时，速度为零，向心力为零，则有：故B不符合题意。C.在A点，小球所受的合力等于重力，加速度为重力加速度，在B点，小球的合为：加速度为：所以A、B两点的加速度大小相等，故C不符合题意。D．如果小球带负电，将沿重力和电场力合力方向做匀加速直线运动，故D不符合题意。4、A【解析】试题分析：当上抛的物体回到抛出点时，做初速度为v的下抛运动，之后的运动和下抛物体的运动相同，即运动时间相同，所以两者落地的时间差正好是上抛物体上升和回到抛出点的时间，上抛物体回到抛出点的运动过程中，加速度为g，初速度为v，末速度为-v，所以有，A正确【点睛】关键是知道两者落地的时间差正好是上抛物体上升和回到抛出点的时间5、B【解析】A．小物块刚放在传送带上时，对小物块受力分析，由牛顿第二定律可得则小物块的加速度=4m/s2小物块加速到与传送带速度相等的位移<8m所以小物块先匀加速直线运动后做匀速运动，故A错误。CD．小物块加速的时间小物块加速时小物块与传送带间的相对位移此过程中因摩擦产生的热量此过程摩擦力对小物块做功故CD错误。B．根据能量守恒，传送带多做的功故B正确。故选B。6、A【解析】在地球表面上时，由重力等于万有引力，有卫星在距地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运动时，其轨道半径为2R，根据万有引力提供向心力有：联立可得：A.卫星的周期故A项与题意相符；B.卫星的速度故B项与题意不相符；C.卫星的动能故C项与题意不相符；D.所受万有引力为故D项与题意不相符。7、BC【解析】A、牛顿认为，在高山上以足够大的速度水平抛出一物体，该物体将不会落回地球上．故A错误．B、牛顿巧妙地利用“月一地”检验，证明了天、地引力的统一，故B正确．C、牛顿发现提出万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验巧妙地测出了万有引力常量G，故C错误．D、理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、点电荷，向心加速度不是，故D错误．故选BC．【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试之一．8、BD【解析】闭合电路中，电流在外电路是从电势高的地方流向电势低的地方，内电路是从低电势的地方流向高电势的地方，选项A错误；根据闭合电路的欧姆定律，U=E-Ir可知，R越大，I越小，则路端电压U越大，选项B正确；电源的输出功率，可知当时，即R=r时电源的输出功率最大，可知当电阻R从R=r增大或减小时，输出功率均减小，即R越大，电源的输出功率不一定越大，选项C错误；当输出功率相同时满足：，化简可得，即满足时，电源的输出功率相同，选项D正确。9、ABD【解析】A.地球同步卫星的周期c必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大．由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g．故A错误；B.c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是．故B错误；C.由，解得，可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，,又a和c的角速度相同，可知，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长．故C正确；D.由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h．故D错误；本题选错误的，故选ABD.10、BD【解析】匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动，故A错误B正确；匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，是速率不变的运动，故C错误，D正确．所以D正确，11、BC【解析】由知，第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度，A对，BD错；第一宇宙速度也是能使卫星绕地球运行的最小发射速度，C对．12、AC【解析】对小球B进行受力分析，受重力绳子的拉力和斜面的支持力，如图所示，A、由图象可知，当轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P'处的过程中，斜面体对小球的支持力逐渐减小，故A正确。B、几何图象可知，开始时，绳子的拉力与支持力是垂直的，此时绳子的拉力最小，当向上移动P点，有受力图可知，轻绳的拉力逐渐增大，故B错误。C、C、在水平方向上，球对斜面的压力在水平方向上的分量等于斜面体对水平面的摩擦力，所以斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小，故C正确。D、由B选项的解答可知，球对斜面的压力逐渐减小，所以该压力在竖直方向上的分量逐渐减小，在水平方向上的分量也在减小，以斜面为研究对象，在竖直方向，重力及球的压力在竖直方向上的分量的合力大小等于斜面体对水平面的压力，所以该压力是逐渐减小的。故D错误，故选AC。【点睛】在有关物体平衡的问题中，有一类涉及动态平衡．这类问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．下面就介绍几种动态平衡问题的解题方法．方法一：三角形法则．原理：当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次恰好首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中二个发生变化而又维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比较这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了．方法二：解析法．原理：物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入参量，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数关系，然后根据自变量的变化确定应变量的变化．方法三：相似三角形．原理：对受三力作用而平衡的物体，先正确分析物体的受力，画出受力分析图，再寻找与力的三角形相似的几何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论．方法四：几何极值法．几何极值法其适用条件与三角形法则相同，只不过是在三角形法则定性变化情况的基础上，几何极值法定量地求出具体极值．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、不需要3【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法；根据速度时间图象的斜率表示加速度求解；研究三者关系必须运用控制变量法，正确理解控制变量法的应用即可解答．【详解】（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂沙桶的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力，故填不需要．（1）速度时间图象的斜率表示加速度，则（3）为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作的图象．【点睛】对于实验问题首先要明确实验原理，理解重要步骤的操作，熟练应用基本物理解决实验问题．14、4.424.19【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．注意有效数字的保留．【详解】根据重力势能的定义式得：重力势能减小量△Ep=mgh=1.00×9.80×0.4511J≈4.42J；利用匀变速直线运动的推论,动能的增量.【点睛】运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题,要注意单位的换算和有效数字的保留．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）减少0.4J（2）（3）【解析】（1）由功能关系得：△EP=-W=-0.1J故电势能减小0.1J；（2）AB之间的电势差：（3）代入数据得：E=5×105V/m16、（1）1.6s（2）12.8m（3）160J（4）h′=1.8m【解析】(1)mgsinθ=ma,h/sinθ=,可得t="1.6"s.(2)由能的转化和守恒得：mgh=μmgl/2，l="12.8"m.(3)在此过程中，物体与传送带间的相对位移:x相=l/2+v带·t,又l/2=，而摩擦热Q=μmg·x相，以上三式可联立得Q="160"J.(4)物体随传送带向右匀加速，当速度为v带="6"m/s时向右的位移为x，则μmgx=，x="3.6"m