江蘇省南通市天星湖中學2022-2023學年高一物理第二學期期末質(zhì)量檢測試題含解析

2022-2023學年高一物理下期末模擬試卷注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、(本題9分)將人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球的運動視為圓周運動，比較在不同軌道上運行的人造衛(wèi)星，軌道半徑越大的衛(wèi)星，其A．速度越小，周期越短 B．速度越大，周期越短C．速度越小，周期越長 D．速度越大，周期越長2、(本題9分)如圖所示，水平放置的傳送帶以v=2m/s的速度向右運行，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的小物體輕輕地放在傳送帶的左端，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，左端與右端相距4m，則小物體從左端運動到右端所需時間及此過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量分別為（g=10m/s2）（）A．2s2J B．2s8JC．2.5s2J D．2.5s8J3、(本題9分)若某航天器變軌后仍繞地球做勻速圓周運動,但動能增大為原來的四倍,則變軌后()A．向心加速度變?yōu)樵瓉淼陌吮?B．周期變?yōu)樵瓉淼陌朔种籆．角速度變?yōu)樵瓉淼乃谋?D．軌道半徑變?yōu)樵瓉淼亩种?、(本題9分)人騎自行車下坡，坡長l＝500m，坡高h＝10m，人和車總質(zhì)量為100kg，下坡時初速度為4m/s，人不踏車的情況下，到達坡底時車的速度為10m/s，g取10m/s2，則下坡過程中克服阻力所做的功為()A．15800J B．5800J C．5000J D．4200J5、(本題9分)如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上，其正上方A位置有一只小球．小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零．不計空氣阻力，對于小球下降階段，下列說法中正確的是()A．在B位置小球動能最大B．在C位置小球動能最大C．整個過程中小球的機械能守恒D．從A→C位置小球重力勢能的減少等于小球動能的增加6、(本題9分)某行星質(zhì)量為地球質(zhì)量的1/4，半徑為地球半徑的4倍，則此行星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的（）A．16倍B．1/4倍C．4倍D．1/16倍7、(本題9分)起重機用鋼絲繩吊著重物勻加速豎直上升，空氣阻力不計，在上升的過程中()A．鋼絲繩拉力對物體做功等于物體機械能的增量B．合外力對物體做功等于物體機械能的增量C．物體克服重力做功等于物體重力勢能的增量D．鋼絲繩拉力對物體做功等于物體動能的增量8、(本題9分)一物體豎直向上拋出，從開始拋出到落回拋出點所經(jīng)歷的時間是t，上升的最大高度是H，所受空氣阻力大小恒為F，則在時間t內(nèi)()A．物體受重力的沖量為零B．在上升過程中空氣阻力對物體的沖量比下降過程中的沖量小C．物體動量的變化量大于拋出時的動量D．物體機械能的減小量等于FH9、(本題9分)一個物體以初速度v0水平拋出，落地時速度為v，則（）A．物體在空中運動的時間是B．物體在空中運動的時間是C．物體拋出時的豎直高度是D．物體拋出時的豎直高度是10、(本題9分)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)共有5顆地球同步軌道衛(wèi)星（軌道高度大約36000千米），3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星，27顆中圓軌道衛(wèi)星（軌道高度大約21500千米）共計35顆衛(wèi)星，預計2020年將實現(xiàn)35顆北斗衛(wèi)星全部發(fā)射并全球組網(wǎng)，具備服務全球的能力．2018年2月12日13時0，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以一箭雙星方式成功發(fā)射的第二十八、第二十九顆北斗導航衛(wèi)星，屬于中圓地球軌道衛(wèi)星．對于中圓軌道衛(wèi)星A．比同步衛(wèi)星角速度大B．比同步衛(wèi)星加速度小C．運行速度大于第一宇宙速度D．周期小于24h11、(本題9分)為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍．下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星P的角速度小于衛(wèi)星Q的角速度B．衛(wèi)星P的周期小于衛(wèi)星Q的周期C．衛(wèi)星P在運行軌道上完全失重，重力加速度為0D．衛(wèi)星P的發(fā)射速度大于7.9km/s12、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的小球在外力作用下將彈簧壓縮至A點保持靜止。撤去外力，在彈簧彈力的作用下小球被彈起，B點是小球在彈簧上自由靜止時的位置，C點是彈簧原長位置，D點是小球運動的最高點。小球在A點時彈簧具有的彈性勢能為EP，則小球從A到D運動的過程中（）A．彈力對小球所做的功為-EPB．彈力對小球所做的功為EPC．AD的距離為ED．AD的距離為E二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)（1）在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一位置O點，下列操作正確的是_______．A．同一次實驗過程中，O點位置允許變動B．在實驗中，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度C．實驗中，先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點拉到O點D．實驗中把橡皮條的結(jié)點拉到O點時，兩彈簧之間的夾角應取90°不變，以便于算出合理的大?。?）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，由于紙帶與限位孔之間的摩擦力以及空氣阻力的存在，重錘重力勢能的減少量ΔEp要_____（選填“大于”“小于”或“等于”）重錘動能的增加量ΔEk．（3）在“探究加速度與力?質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學通過數(shù)據(jù)的處理作出了－F圖象，如圖所示，則①圖中的直線不過原點的原因是______．②圖中的力F理論上是指_________，而實驗中卻用__________表示．（選填字母符號）（1分）A．砂和砂桶的重力B．繩對小車的拉力③此圖中直線發(fā)生彎曲，為了防止直線發(fā)生彎曲，在實驗中，應使小車的質(zhì)量要_______（選填“遠大于”“遠小于”或“等于”）砂和砂桶的總質(zhì)量．④請你簡要論述為何“探究加速度與力?質(zhì)量的關(guān)系”這個中只要滿足砂以及砂桶質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，就可以認為細線拉力近似等于砂以及砂桶重力．_______14、（10分）(本題9分)利用如圖所示的方式驗證碰撞中的動量守恒．豎直平面內(nèi)的四分之--光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切，先將質(zhì)量均為的滑塊、分別從圓弧軌道的最高點無初速度釋放（如圖甲所示），測得滑塊在水平桌面滑行的距離均為；然后將滑塊放在圓弧軌道的最低點，再將從圓弧軌道的最高點無初速度釋放（如圖乙所示），測得碰后沿桌而滑行的距離為，沿桌而滑行的距離為，圓弧軌道的半徑為，、均可視為質(zhì)點，重力加速度為．（1）滑塊運動到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小為__________．（2）若和的碰撞過程動量守恒，則應滿足的關(guān)系是__________（3）若和發(fā)生彈性碰撞.則碰撞后瞬間的速度為___________，的速度為___________．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，水平傳送帶正以v=2m／s的速度運行，兩端的距離為l=10m.把一質(zhì)量為m=1kg的物體輕輕放到傳送帶的左端，物體在傳送帶的帶動下向右運動.如物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1．（1）則把這個物體從傳送帶左端傳送到右端的過程中，摩擦力對其做了多少功？（2）則把這個物體從傳送帶左端傳送到右端的過程中，摩擦力做功的平均功率有多大?16、（12分）(本題9分)飛行時間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時間得到離子的荷質(zhì)比，如圖1．帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場加速后進入長度為L的真空管AB，可測得離子飛越AB所用時間．改進以上方法，如圖2，讓離子飛越AB后進入場強為E（方向如圖）的勻強電場區(qū)域BC，在電場的作用下離子返回B端，此時，測得離子從A出發(fā)后飛行的總時間，（不計離子重力）（1）忽略離子源中離子的初速度，①用計算荷質(zhì)比；②用計算荷質(zhì)比．（2）離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設兩個荷質(zhì)比都為的離子在A端的速度分別為和（），在改進后的方法中，它們飛行的總時間通常不同，存在時間差，可通過調(diào)節(jié)電場E使2．求此時E的大?。?7、（12分）(本題9分)一個質(zhì)量為m＝12kg的物體靜止在水平地面上，現(xiàn)用F＝12N的水平恒力拉物體，取重力加速度g＝12m/s1．（1）若水平面光滑，求物體的加速度大小a1和1秒末的速度大小v；（1）若水平面粗糙，且物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝2．1，求物體的加速度大小a1．

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、C【解析】

人造地球衛(wèi)星在繞地球做圓周運動時地球?qū)πl(wèi)星的引力提供圓周運動的向心力，則有,解得，，顯然軌道半徑越大，衛(wèi)星運動的周期越大；軌道半徑越大，線速度越小，故選項C正確，A、B、D錯誤。2、C【解析】試題分析：物體剛開始做初速度為0的勻加速運動，加速度a=μg=2m/s2，當物體的速度達到2m/s時，所經(jīng)過的時間為t1=v/a=1s，這段時間內(nèi)物體所運動的位移為x1=vt/2=1m；距離右端還有x2=L-x1=3m，此過程物體做勻速運動，所需時間為t2=x2/v=2.5s；整個過程所產(chǎn)生的熱量為Q=fΔx，而Δx=x帶-x1-x2="vt-"x1-x2=1m，而f=μmg=2N，所以產(chǎn)生的熱量為Q=2J．所以C選項正確．考點：本題考查對傳送帶問題的理解，并考查了對牛頓第二定律的應用和摩擦產(chǎn)生的熱量的計算．3、B【解析】

由題意可知，Ek=4Ek0，所以v=2v0，根據(jù)可得，，所以軌道半徑．A．根據(jù)得，，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?，則向心加速度變?yōu)樵瓉淼?6倍，故A錯誤；B．根據(jù)得，，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?，則周期變?yōu)樵瓉淼?，故B正確；C．根據(jù)知，周期變?yōu)樵瓉淼模瑒t角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；D．由前面分析可知，，故D錯誤．4、B【解析】

下坡過程中由動能定理得：．代入數(shù)據(jù)解得：，故B正確．5、B【解析】

AB.小球從B至C過程，重力大于彈簧的彈力，合力向下，小球加速運動；C到D過程，重力小于彈力，合力向上，小球減速運動，而在C點小球所受彈力大小等于重力，加速度為零，所以在C點速度最大，即動能最大，故A錯誤，B正確；

CD.小球下降過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，即小球的重力勢能、動能和彈簧的彈性勢能總和保持不變，而小球的機械能會變化，所以從A→C位置小球重力勢能的減少等于動能增加量和彈性勢能增加量之和，故小球重力勢能的減少大于小球動能的增加。故CD錯誤。6、B【解析】設地球質(zhì)量M，某星球質(zhì)量，地球半徑r，某星球半徑4r，由萬有引力提供向心力做勻速圓周運動得：，解得衛(wèi)星在圓軌道上運行時的速度公式，分別代入地球和某星球的各物理量得此行星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的，故B正確，A、C、D錯誤；故選B．【點睛】物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度，可根據(jù)衛(wèi)星在圓軌道上運行時的速度公式解得．7、AC【解析】

除重力以外的其它力的功等于機械能的增量，可知鋼絲繩拉力對物體做功等于物體機械能的增量，選項A正確；根據(jù)動能定理，合外力對物體做功等于物體動能的增量，選項B錯誤；物體克服重力做功等于物體重力勢能的增量，選項C正確；鋼絲繩拉力與重力對物體做功之和等于物體動能的增量，選項D錯誤；故選AC.【點睛】此題關(guān)鍵是理解功能轉(zhuǎn)化關(guān)系：合力的功等于動能的增量；重力的功等于重力勢能的變化；除重力以外的其它力的功等于機械能的增量．8、BC【解析】

重力的沖量I=mgt，故A錯誤；上升：mg+F=ma1，下降：mg-F=ma2，可得上升的加速度較大，用時小，故在上升過程中空氣阻力對物體的沖量Ft較小，所以B正確；設拋出的速度為v0，下降回到拋出點的速度為v，取向上為正方向，則動量的變化量為-mv-mv0大于拋出時的動量mv0，所以C正確；因上升和下落阻力均做負功，所以減少的機械能為2FH，D錯誤．9、BD【解析】

AB．物體在豎直方向做自由落體運動，因此豎直方向速度再根據(jù)得故A錯誤，B正確；CD．物體在豎直方向做自由落體運動，因此豎直方向速度再根據(jù)得故C錯誤，D正確。故選BD。10、AD【解析】

根據(jù)萬有引力提供向心力，得：得v=，a=，ω=，T=2π；由于中圓地球軌道衛(wèi)星離地面高度比同步衛(wèi)星要低，即軌道半徑比同步衛(wèi)星要小，比地球的半徑要大，則比同步衛(wèi)星角速度大，比同步衛(wèi)星加速度大，比同步衛(wèi)星周期小，即周期小于24h；運行速度小于第一宇宙速度，故AD正確，BC錯誤；故選AD.【點睛】關(guān)于做圓周運動的衛(wèi)星類問題，關(guān)鍵是建立模型，根據(jù)萬有引力提供向心力列式，進行定性分析．11、AD【解析】A、根據(jù)萬有引力提供向心力，有，可得，而P衛(wèi)星的軌道半徑大，故角速度較小，故A正確．B、由，可得，而P衛(wèi)星的軌道半徑大，其周期較大，故B錯誤．C、萬有引力完全提供向心力，故在運行軌道上完全失重，，故重力加速為，不為零，故C錯誤．D、近地衛(wèi)星的發(fā)射速度為7.9km/s，衛(wèi)星發(fā)射的越高，需要的能量越高，故“高分一號”的發(fā)射速度一定大于7.9km/s，故D正確．故選AD．【點睛】衛(wèi)星的線速度，加速度，周期與半徑有關(guān)，依據(jù)萬有引力等于向心力，確定出各量與半徑的數(shù)量關(guān)系，進而分析比較所給問題．12、BD【解析】

AB.根據(jù)功能關(guān)系彈力做功等于彈性勢能的減少，則A到D彈性勢能減少EP，則彈力做正功，大小為EP;故A項不合題意，B項符合題意.CD.小球從A到D的過程，對小球和彈簧組成的系統(tǒng)只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，有：W而WFk解得：h故C項不合題意，D項符合題意.二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、B大于過度平衡摩擦力，斜面傾角過大BA遠大于見解析【解析】

（1）[1]．A.要保證兩個彈簧秤的拉力與一個彈簧秤的拉力效果相同，橡皮條要沿相同方向伸長量相同，則O點的位置應固定，故A錯誤；B.在實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤的刻線，故B正確；C.本實驗，彈簧秤的拉力應不超過量程，兩個彈簧秤拉力的大小沒有要求，只要使兩次效果相同就行，故C錯誤；D.本實驗只要使兩次效果相同就行，兩個彈簧秤拉力的方向沒有限制,并非一定要夾角為90°不變，故D錯誤．故選B（2）[2]．在“驗證機械能守恒定律”實驗中，由于紙帶與限位孔之間的摩擦力以及空氣阻力的存在，機械能減小，重錘重力勢能的減少量ΔEp小于重錘動能的增加量ΔEk；（3）①[3]．由圖可知，拉力為零時加速度不為零，說明平衡摩擦力時斜面傾角過大，平衡過度；②[4][5]．圖中的力F理論上是指繩對小車的拉力，而實驗中卻用砂和砂桶的重力表示；③[6]．要把砂和砂桶的重力當做繩對小車的拉力，必須滿足小車的質(zhì)量遠大砂和砂桶的總質(zhì)量，此圖中直線發(fā)生彎曲，說明不滿足小車的質(zhì)量遠大砂和砂桶的總質(zhì)量這個條件．為了防止直線發(fā)生彎曲，在實驗中，應使小車的質(zhì)量要遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量．④[7]．設繩子拉力為T，對小車T=Ma，對砂和砂桶mg-T=ma聯(lián)立得a=當小車的質(zhì)量遠大砂和砂桶的總質(zhì)量時，a=可以認為細線拉力近似等于砂以及砂桶重力．14、(1)3mg(2)(3)0【解析】

（1）[1]．A在圓弧面上運動時機械能守恒，則有在最低點時有聯(lián)立解得即滑塊對軌道的壓力為3mg；（2）[2]．若碰撞過程動量守恒，則碰撞前據(jù)動能定理可得碰撞后根據(jù)動能定理可得聯(lián)立解得；（3）[3][4]．兩物塊相同，若發(fā)生彈性碰撞，則兩者發(fā)生速度交換，故碰后A的速度為零；B的速度為；三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（1）2J（2）【解析】

(1)物體放