北京市航空航天大學(xué)附屬中學(xué)2022-2023學(xué)年物理高一第二學(xué)期期末綜合測試模擬試題含解析

2022-2023學(xué)年高一下物理期末模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)正確，有的小題有多個選項(xiàng)正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、(本題9分)如圖所示,細(xì)線的一端固定于O點(diǎn),另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn).在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是A．逐漸增大B．逐漸減小C．先增大,后減小D．先減小,后增大2、(本題9分)下列物理學(xué)史，錯誤的是A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B．卡文迪許第一次在實(shí)驗(yàn)室比較精確的測出了引力常量GC．開普勒指提出了所有行星的運(yùn)行軌道都是橢圓D．加利略提出了狹義相對論3、(本題9分)質(zhì)量為m的鋼球自高處落下，以速率v1碰地，豎直向上彈回，碰撞時間極短，離地的速率為v1．在碰撞過程中，鋼球受到的沖量的方向和大小為A．向下， B．向下，C．向上， D．向上，4、(本題9分)湖南臺的智勇大沖關(guān)娛樂節(jié)目，吸引了不少觀眾．其中一關(guān)是參賽者落到勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺上，如圖所示，參賽者相對轉(zhuǎn)臺靜止，下列說法正確的是（）A．參賽者的速度不變 B．參賽者受到兩個力的作用C．相同的時間內(nèi)參賽者轉(zhuǎn)過的角度相同 D．相同的時間內(nèi)參賽者通過的位移相同5、(本題9分)汽車從甲地由靜止出發(fā)，沿直線運(yùn)動到丙地，乙在甲丙兩地的中點(diǎn).汽車從甲地勻加速運(yùn)動到乙地，經(jīng)過乙地速度為60km/h；接著又從乙地勻加速運(yùn)動到丙地，到丙地時速度為120km/h．求汽車從甲地到達(dá)丙地的平均速度大小等于（）A．30km/hB．45km/hC．60km/hD．90km/h6、(本題9分)一艘小船在河中行駛，假設(shè)河岸是平直的，河水沿河岸向下游流去.現(xiàn)在使位于河中央的小船用最短時間行駛到岸邊，則小船船頭指向（即在靜水中船的航向）應(yīng)（）A．與河岸成一定角度，斜向上游 B．與河岸成一定角度，斜向下游C．與河岸平行，指向下游 D．與河岸垂直，指向?qū)Π?、如圖所示，一鐵球用細(xì)線懸掛于天花板上，靜止垂在桌子的邊緣，懸線穿過一光盤的中間孔，手推光盤在桌面上平移，光盤帶動懸線緊貼著桌子的邊緣以水平速度v勻速運(yùn)動，當(dāng)光盤由A位置運(yùn)動到圖中虛線所示的B位置時，懸線與豎直方向的夾角為θ，此時鐵球（）A．豎直方向速度大小為vsinθB．豎直方向速度大小為vcosθC．相對于地面速度大小為vD．相對于地面速度大小為v8、如圖所示，衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動，用ω、T、v、a分別表示衛(wèi)星運(yùn)動的角速度、周期、運(yùn)行速率、向心加速度．下列關(guān)系正確的有A．TA>TB B．vA>vBC．a(chǎn)A<aB D．ωA<ωB9、如圖所示，長為L的絕緣細(xì)線一端系一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，另一端固定在定點(diǎn)O位置，置于電場強(qiáng)度大小為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中.拉直細(xì)線將小球自O(shè)點(diǎn)正下方由靜止釋放，小球向上擺動，最大偏角θ=60°，重力加速度為g，以下說法正確的是A．小球帶電量大小q=3B．小球從開始擺至最大擺角的過程中，機(jī)械能與電勢能之和保持不變C．小球到達(dá)最大擺角處時細(xì)線上的拉力為T=2mgD．小球在擺動過程中的最大速率v10、(本題9分)如右圖所示，a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造地球衛(wèi)星，a、b質(zhì)量相同，且小于c的質(zhì)量，則（）A．b所需向心力最大B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度11、(本題9分)起重機(jī)是指在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動作起重機(jī)械。一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v1時，起重機(jī)的功率達(dá)到額定功率P，以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升為止。則A．重物的最大速度vB．重物勻加速運(yùn)動的加速度a=C．鋼繩的最大拉力為mgD．鋼繩的最大拉力為P12、(本題9分)如圖所示，在光滑平面上有一靜止小車，小車質(zhì)量為M＝5kg，小車上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1kg的木塊，和小車間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，用水平恒力F拉動小車，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度aM可能正確的有()A．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝1m/s2B．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝2m/s2C．a(chǎn)m＝2m/s2，aM＝4m/s2D．a(chǎn)m＝3m/s2，aM＝5m/s2二．填空題(每小題6分，共18分)13、(本題9分)如圖所示是一列向右傳播的橫波，波速為0.4m/s，M點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=10m，圖示時刻波傳到N點(diǎn)?，F(xiàn)從圖示時刻開始計(jì)時，經(jīng)過___s時間，M點(diǎn)第一次到達(dá)波谷；這段時間里，N點(diǎn)經(jīng)過的路程為_____cm。14、(本題9分)一個質(zhì)量為0.1kg的球在光滑水平面上以5m/s的速度勻速運(yùn)動，與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回，若以初速度方向?yàn)檎较?，則小球碰墻前后速度的變化為________，動能的變化為________.15、(本題9分)某汽車在水平路面上以60kW的恒定功率沿直線行駛，所受阻力恒為2000N，汽車能達(dá)到的最大速度為___________m/s，則發(fā)動機(jī)在300s內(nèi)做的功為___________J。三．計(jì)算題(22分)16、（12分）如圖所示，用絕緣細(xì)繩系帶正電小球在豎直平面內(nèi)運(yùn)動，已知繩長為L，重力加速度g，小球半徑不計(jì)，質(zhì)量為m，電荷q．不加電場時，小球在最低點(diǎn)繩的拉力是球重的9倍。(1)求小球在最低點(diǎn)時的速度大??；(2)如果在小球通過最低點(diǎn)時，突然在空間產(chǎn)生豎直向下的勻強(qiáng)電場，若使小球在后面的運(yùn)動中，繩出現(xiàn)松軟狀態(tài)，求電場強(qiáng)度可能的大小。17、（10分）(本題9分)如圖所示，Ⅰ、Ⅲ區(qū)域（足夠大）存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，虛線MN、PQ分別為磁場區(qū)域邊界，在Ⅱ區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場邊界恰好與邊界MN、PQ相切，S、T為切點(diǎn)，A、C為虛線MN上的兩點(diǎn)，且AS=CS=R，有一帶正電的粒子以速度v沿與邊界成30°角的方向從C點(diǎn)垂直磁場進(jìn)入Ⅰ區(qū)域，隨后從A點(diǎn)進(jìn)入Ⅱ區(qū)域，一段時間后粒子能回到出發(fā)點(diǎn)，并最終做周期性運(yùn)動，已知Ⅱ區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2為Ⅰ區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的6倍，Ⅲ區(qū)域與Ⅰ區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，不計(jì)粒子的重力。求：(1)粒子第一次進(jìn)入Ⅱ區(qū)域后在Ⅱ區(qū)域中轉(zhuǎn)過的圓心角；(2)粒子從開始運(yùn)動到第一次回到出發(fā)點(diǎn)所經(jīng)歷的總時間。

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)正確，有的小題有多個選項(xiàng)正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、A【解析】試題分析：因?yàn)樾∏蚴且院愣ㄋ俾蔬\(yùn)動，即它是做勻速圓周運(yùn)動，那么小球受到的重力G、水平拉力F、繩子拉力T三者的合力必是沿繩子指向O點(diǎn)．設(shè)繩子與豎直方向夾角是，則（F與G的合力必與繩子拉力在同一直線上），解得，而水平拉力F的方向與速度v的方向夾角也是，所以水平力F的瞬時功率是，則，故從A到B的過程中，是不斷增大的，所以水平拉力F的瞬時功率是一直增大的，故A正確考點(diǎn)：考查了功率的計(jì)算【名師點(diǎn)睛】根據(jù)小球做圓周運(yùn)動，合力提供向心力，即合力指向圓心，求出水平拉力和重力的關(guān)系，根據(jù)得出拉力瞬時功率的表達(dá)式，從而判斷出拉力瞬時功率的變化2、D【解析】

A、牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故A正確；B、卡文迪許第一次在實(shí)驗(yàn)室里測出了萬有引力常量，故B正確；C、開普勒發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動規(guī)律，故C正確；D、愛因斯坦提出了狹義相對論，故D錯誤；錯誤的故選D．【點(diǎn)睛】根據(jù)對著名物理學(xué)家的了解和對物理常識的掌握解答，要來了解牛頓、開普勒、卡文迪許等著名科學(xué)家的重要貢獻(xiàn)．3、D【解析】

選取豎直向下方向?yàn)檎较?，根?jù)動量定理得，地面對鋼球的沖量，則地面對鋼球的沖量的方向向上，大小，故選D．【點(diǎn)睛】由于碰撞時間極短，鋼球的重力相對于地面對鋼球的沖力可忽略不計(jì)．根據(jù)動量定理求解在碰撞過程中地面對鋼球的沖量的方向和大小4、C【解析】

A.參賽者的速度方向變化，則速度變化，故A錯誤；B.參賽者受重力，支持力，摩擦力三個力的作用，故B錯誤；C.因勻速轉(zhuǎn)動，角速度相同，則相同時間內(nèi)的轉(zhuǎn)過的角度相同，故C正確；D.位移為矢量，相同時間內(nèi)的位移方向不一定相同，故D錯誤．5、B【解析】

設(shè)甲兩兩地距離為2L，汽車通過甲乙兩地的時間分別為t1和t2，則有：汽車從甲運(yùn)動到乙的過程中做勻加速運(yùn)動故其平均速度為，所用時間：，同理汽車從乙運(yùn)動到丙的過程中做勻加速運(yùn)動故其平均速度，汽車所用時間，所以汽車從甲至丙的平均速度；故選B．【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵明確平均速度的定義和物理意義，要明確平均速度與時間間隔和位移對應(yīng)，不同時間間隔內(nèi)的平均速度往往不同．6、D【解析】當(dāng)小船的靜水速（即船頭的指向）與河岸垂直時，垂直于河岸方向上的速度最大，則渡河時間最短．故D正確，ABC錯誤．故選D．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道分運(yùn)動與合運(yùn)動具有等時性，當(dāng)靜水速與河岸垂直時，渡河時間最短；合速度的方向指向河岸時，位移最?。?、AC【解析】

AB.由題意可知，線與光盤交點(diǎn)參與兩個運(yùn)動，一是逆著線的方向運(yùn)動，二是垂直線的方向運(yùn)動，則合運(yùn)動的速度大小為v，由數(shù)學(xué)三角函數(shù)關(guān)系，則有：v線=vsinθ；而線的速度的大小，即為小球上升的速度大小，故A正確，B錯誤；CD.由于由上分析可知，球相對于地面速度大小為，故C正確，D錯誤；8、ACD【解析】

萬有引力提供衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動的向心力，則，解得；；；，則由于rA>rB，則TA>TB，vA<vB，aA<aB，ωA<ωB，故選項(xiàng)ACD正確，B錯誤.9、BD【解析】

AB.如圖所示，帶電小球受豎直向下的重力、水平向右的恒定電場力和細(xì)線的拉力.從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中，細(xì)線的拉力不做功，根據(jù)動能定理得qELsinθ-mgL(l-cosθ)=0，得小球帶電量大小q=3mgC.小球到達(dá)最大擺角處時速度為零，沿細(xì)線方向受力平衡，則線上的拉力為mg，故C錯誤；D.由重力與電場力合力方向沿與豎直方向成30°角斜向下，當(dāng)速度方向與合力方向垂直時速度最大，由動能定理得qELsin30°-mgL(1-cos30°)=12mv10、BD【解析】

A．因衛(wèi)星運(yùn)行的向心力就是它們所受的萬有引力可知b所受的引力最小，故A錯誤．B．由可知半徑r越大周期越大，所以b，c的周期相等且大于a的周期，故B正確；C．由可知半徑r越大則加速度越小，所以b，c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C錯誤；D．由可知半徑r越大則線速度越小，所以b，c的線速度大小相等，且小于a的線速度，故D正確。故選BD。11、AD【解析】

A.重物以最大速度為v2勻速上升時，F(xiàn)=mg，所以v2CD.勻加速提升重物時鋼繩拉力最大，且等于勻加速結(jié)束時的拉力，由P=Fv得FmB.重物做勻加速運(yùn)動的加速度a=F12、AC【解析】

AB．當(dāng)拉力較小時，兩物體一起加速度運(yùn)動；當(dāng)拉力增大到一定值時，兩物體發(fā)生相對滑動，此后m受到的是滑動摩擦力，故其加速恒定為因此當(dāng)系統(tǒng)加速度小于等于時，兩物體一起運(yùn)動，加速度相同，故A正確，B錯誤；CD．發(fā)生相對滑動后，m的加速度大小恒為，故C正確，D錯誤；故選AC。二．填空題(每小題6分，共18分)13、25；125【解析】

由圖讀出波長λ=1.6m，周期T=λv=1.60.4s＝【點(diǎn)睛】本題也可以分成兩個過程求解，考查分析波形成過程的能力，知道質(zhì)點(diǎn)振動一個周期通過的路程為4A.．14、-10m/s0【解析】

[1]若以初速度方向?yàn)檎较?，小球碰墻前v1=5m/s，小球碰墻后v2=-5m/s，速度的變化量[2]動能的表達(dá)式為，速度大小為發(fā)生改變，動能不變，所以動能的變化量為零．15、301.8×107【解析】

[1].當(dāng)牽引力等于阻力時，汽車能達(dá)到的最大速度[2]則發(fā)動機(jī)在300s內(nèi)做的功W=Pt=60ⅹ103ⅹ300J=1.8ⅹ107J三．計(jì)算題(22分)16、（1）（2）【解析】

（1）在最低點(diǎn)，由向心力公式得：解得：（2）果在小球通過最低點(diǎn)時，突然在空間產(chǎn)生豎直向下的勻強(qiáng)電場，若使小球在后面的運(yùn)動中，繩出現(xiàn)松軟狀態(tài)，說明小球能通過與圓心等的水平面，但不能通過最高點(diǎn)。則小球不能通過最高點(diǎn)，由動能定理得：且則也不可以低于O水平面則所以電場強(qiáng)度可能的大小范圍為17、(1)120°(2)【解析】

(1)粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得，半徑粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為粒子從點(diǎn)進(jìn)