2023-2024學年湖北省武漢市部分學校物理高一第二學期期末達標檢測模擬試題含解析

2023-2024學年湖北省武漢市部分學校物理高一第二學期期末達標檢測模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、兩個大小和材質完全相同的金屬小球a、b，帶電荷量分別為+5q和﹣q，兩小球接觸后分開，下列關于小球帶電荷量的說法，正確的是（）A．小球a帶電荷量為+3q，小球b帶電荷量為+3qB．小球a帶電荷量為+3q，小球b帶電荷量為﹣3qC．小球a帶電荷量為+2q，小球b帶電荷量為+2qD．小球a帶電荷量為+2q，小球b帶電荷量為﹣2q2、(本題9分)如圖所示，光滑軌道ABCD是大型游樂設施過山車軌道的簡化模型，最低點B處的入、出口靠近但相互錯開，C是半徑為R的圓形軌道的最高點，BD部分水平；末端D點與右端足夠長的水平傳送帶無縫連接，傳送帶以恒定速度v逆時針轉動．現(xiàn)將一質量為m的小滑塊從軌道AB上某一位置A由靜止釋放，滑塊能通過C點后再經(jīng)D點滑上傳送帶，則（）A．位置A到B點的豎直高度可能為2RB．滑塊在傳送帶上向右運動的最大距離與傳送帶速度v有關C．滑塊可能重新回到出發(fā)點A處D．滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量與傳送帶速度v的大小無關3、(本題9分)一只小船渡河，其運動軌跡如圖所示，水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于河岸。小船相對于靜水以大小相同的初速度分別做勻加速、勻減速、勻速直線運動，小船在渡河過程中船頭方向始終垂直于河岸。由此可知（）A．小船沿三條不同軌跡渡河的時間相同B．沿AB軌跡渡河所用時間最短C．小船沿AC軌跡渡河，船靠岸時速度最大D．沿AD運動時，船在垂直于河岸方向做勻加速直線運動4、(本題9分)關于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是A．穩(wěn)定運行軌道可以位于重慶正上方B．穩(wěn)定運行的線速度小于7.9km/sC．運行軌道可高可低，軌道越高，繞地球運行一周所用時間越長D．若衛(wèi)星質量加倍，運行高度將降低一半5、(本題9分)一薄圓盤可繞通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸OO′轉動，如圖所示．在圓盤上放置一小木塊，當圓盤勻速轉動時，木塊相對圓盤靜止．關于木塊的受力情況，下列說法正確的是A．木塊受到圓盤對它的靜摩擦力，方向指向圓盤中心B．由于木塊相對圓盤靜止，所以不受摩擦力C．由于木塊運動，所以受到滑動摩擦力D．由于木塊做勻速圓周運動，所以，除了受到重力、支持力、摩擦力外，還受向心力6、如圖所示，一光滑球體靜止于夾角為θ的支架ABC內(nèi)，AB、BC與水平面的夾角都為α，現(xiàn)以B為旋轉中心，在平行于紙面的平面內(nèi)，讓BC緩慢沿順時針旋轉，直至水平（AB不動），設BC對球體的作用力大小為F1，AB對球體的作用力大小為FA．F1可能一直增大 B．FC．F1可能先減小后增大 D．F7、(本題9分)如圖所示，水平光滑長桿上套有物塊Q，跨過懸掛于O點的輕小光滑圓環(huán)的細線一端連接Q另一端懸掛物塊P，設細線的左邊部分與水平方向的夾角為θ，初始時θ很?。F(xiàn)將P、Q由靜止同時釋放，角逐漸增大，則下列說法正確的是A．θ=30°時，P、Q的速度大小之比是1：2B．θ角增大到90°時，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的動能增加，P的動能減小D．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的機械能增加，P的機械能減小8、(本題9分)如圖所示，擺球質量為m，懸線長為L，把懸線拉到水平位置后放手．設在擺球運動過程中空氣阻力f的大小不變，則擺球從A擺到位置B的過程中，下列說法正確的是A．重力做功為mgLB．懸線的拉力做功為0C．空氣阻力f做功為－mgLD．空氣阻力f做功為9、(本題9分)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示。衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，不計空氣阻力，以下說法正確的是A．衛(wèi)星在軌道3上運行的周期大于在軌道2上運行的周期B．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度C．衛(wèi)星在軌道3上的機械能大于在軌道1上的機械能D．衛(wèi)星在軌道2上由Q點運動至P點的過程中，速度減小，加速度減小，機械能減小10、(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/s二、實驗題11、（4分）在研究平拋運動的實驗中，為了正確描繪出小球平拋運動的軌跡，在固定弧形斜槽時，應注意使斜槽末端切線保持__________；實驗時，每次使小球由斜槽上_________位置靜止?jié)L下。12、（10分）(本題9分)用下圖甲所示裝置做驗證機械能守恒定律的實驗。（1）下列做法中，正確的是___A．重物應選開密度小的物體B．兩個限位孔應在同一豎直線上C．實驗中必須測出重物的質量D．應先接通電源，后釋放紙帶（2）若重物的質量，重物帶著紙帶下落，在紙帶上打出一系列的點如圖乙所示，為第一個點，為相鄰的點，相鄰點的時間間隔為，長度單位為，取，求從點到點的過程中，重物重力勢能的減少量___，動能的增加量__（結果均保留兩位有效數(shù)字）。三、計算題：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（9分）(本題9分)2019年4月，人類史上首張黑洞照片問世，如圖，黑洞是一種密度極大的星球。從黑洞出發(fā)的光子，在黑洞引力的作用下，都將被黑洞吸引回去，使光子不能到達地球，地球上觀察不到這種星體，因此把這種星球稱為黑洞。假設有一光子（其質量m未知）恰好沿黑洞表面做周期為T的勻速圓周運動，求：(1)若已知此光子速度為v，則此黑洞的半徑R為多少？(2)此黑洞的平均密度ρ為多少？（萬有引力常量為G）14、（14分）(本題9分)如圖所示，一個可視為質點的物塊，質量為m=1kg，從豎直放置的光滑四分之一圓弧軌道頂端靜止釋放，物塊到達底端后，滑入與軌道底端相切的水平傳送帶．若傳送帶以大小為u=3m/s的速率沿逆時針方向勻速轉動，圓弧軌道半徑R=0.8m，皮帶輪的半徑r=0.1m，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，兩皮帶輪的軸間距L=6m，重力加速度g=10m/s1．求：（1）皮帶輪轉動的角速度．（1）物塊滑到圓弧軌道底端時對軌道的作用力．（3）物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶？物塊在傳送帶上克服摩擦力所做的功為多大？15、（13分）(本題9分)從離地面高h＝5m的平臺上，以＝10m/s的初速度斜拋出一質量m＝3kg的小球，小球到達最高點時速度＝5m/s，以水平地面為零勢能面，不計空氣阻力，g＝10m/s1．求：（1）小球到達最高點的高度；（1）小球落地時速度的大??；（3）小球離地面多高時，小球的動能和重力勢能相等。

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、C【解析】完全相同的金屬球，接觸時先中和再平分，所以每個球帶電，故C正確,ABD錯誤．故選C．2、C【解析】

A.若滑塊恰能通過C點時有：

由A到C根據(jù)動能定理知：

聯(lián)立解得：，則AB最低高度為：，故A錯誤；

B.設滑塊在傳送帶上滑行的最遠距離為x，則有動能定理有：，知x與傳送帶速度無關，故B錯誤；

C.若回到D點速度大小不變，則滑塊可重新回到出發(fā)點A點，故C正確；

D.滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量，傳送帶速度越大，相對位移越大，產(chǎn)生熱量越多，即滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量與傳送帶速度v的大小有關，故D錯誤．3、C【解析】

ABD.船相對于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸邊，因運動的性質不同，則渡河時間也不同，根據(jù)曲線運動軌跡彎向合力方向可知，AC軌跡對應加速運動，AD軌跡對應減速運動，因為河寬相同，所以AC對應時間最短，AD最長，ABD錯誤。C.因為水速確定，合速度是船速與水速的合成，根據(jù)速度的合成規(guī)則可知，船速大的靠岸速度大，因為AC加速運動，所以沿AC軌跡渡河，船靠岸時速度最大，C正確。4、B【解析】

A.在除赤道所在平面外的任意點，假設實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的。所以同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，故A項與題意不相符；B.根據(jù)萬有引力提供向心力GMm得：v=GM衛(wèi)星離地面越高r越大，則速度為越小，當r最小等于地球半徑R時，線速度最大為地球的第一宇宙速度7.9km/s，故同步衛(wèi)星的線速度均小于7.9km/s，故B項與題意相符；CD.地球同步衛(wèi)星運行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道即與赤道平面重合、運行周期與地球自轉一周的時間相等即為一天，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式GMm(R+h)其中R為地球半徑，h為同步衛(wèi)星離地面的高度。由于同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉周期相同，所以T為一定值，根據(jù)上面等式得出：同步衛(wèi)星離地面的高度h也為一定值，故CD項與題意不相符。5、A【解析】：木塊做勻速圓周運動，一定有力提供向心力，分析木塊受力情況可知木塊豎直方向受重力和向上的彈力平衡，水平方向受靜摩擦力提供向心力，向心力不是受到的力6、AC【解析】

以小球為研究對象進行受力分析如圖所示，通過重力的末端向F2【詳解】以小球為研究對象進行受力分析如圖所示，通過重力的末端向F2的反向延長線上做矢量三角形，根據(jù)圖中各力的變化情況可知：F1可能一直增大、也先減小后增大（初狀態(tài)α角大小未知，所以是可能）、A.F1B.F2C.F1D.F2【點睛】本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答，本題是采用圖象法進行解答的。7、BD【解析】

A．P、Q用同一根繩連接，則Q沿繩子方向的速度與P的速度相等，則當時，Q的速度得：故A錯誤；B．P機械能最小時，為Q到達O點正下方時，此時Q的速度最大，即當時，Q的速度最大，加速度最小，故B正確；C．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的速度增大，Q的動能增加，而P的速度先減小后增大，所以P的動能先減小后增大，故C錯誤；D．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的速度增大，動能增大，而重力勢能不變，所以Q的機械能增加，P、Q組成的系統(tǒng)，機械能守恒，所以P的機械能減小，故D正確；故選BD．【點睛】P、Q用同一根繩連接，則Q沿繩子方向的速度與P的速度相等，根據(jù)運動的合成與分析分析PQ的速度關系，當θ=90°時，P的機械能最小，Q的動能最大，速度最大．8、ABD【解析】

A.重力在整個運動過程中始終不變，所以重力做功為WG=mgL，故A正確；B.因為拉力在運動過程中始終與運動方向垂直，故拉力對小球不做功，即WF=0，故B正確；CD.阻力所做的總功等于每個小弧段上f所做功的代數(shù)和，即，故C錯誤，D正確。9、AC【解析】

A．由圖可知軌道3的軌道半徑大于軌道2的半長軸，根據(jù)開普勒第三定律，衛(wèi)星在軌道3上運行的周期大于在軌道2上運行的周期，故A正確；B．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時與它在軌道1上經(jīng)過Q點時，所受萬有引力一樣，根據(jù)牛頓第二定律可知，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度等于它在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度，故B錯誤；C．衛(wèi)星由軌道1要經(jīng)兩次點火加速度才可以變軌到軌道3，每一次點火加速，外力均對衛(wèi)星做功，根據(jù)功能關系可知，衛(wèi)星的機械能均增大，故衛(wèi)星在軌道3上的機械能大于在軌道1上的機械能，故C正確；D．P點是軌道2的遠地點，此時速度最小，Q點軌道2的近地點，此時速度最大，所以衛(wèi)星在軌道2上由Q點運動至P點的過程中，速度減小，此過程中衛(wèi)星離地球的距離在增大，根據(jù)萬有引力定律與牛頓第二定律得加速度，則可知加速度減小，由于只有萬有引力做功，故機械能守恒，故D錯誤。10、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，依據(jù)萬有引力等于向心力，確定出各量與半徑的數(shù)量關系，進而分析比較所給問題．二、實驗題11、水平同一【解析】

[1]小球做平拋運動，初速度需要水平，所以使斜槽末端切線保持水平；[2]實驗時，每次使小球由斜槽上同一位置靜止?jié)L下，保證小球的初速度相同，便于多次重復實驗。12、(1)BD(2)0.48,(3)0.47【解析】

（1）重物應選體積小密度大的物體，以減小相對阻力，選項A錯誤；兩個限位孔應在同一豎直線上，以減小紙帶與打點計時器間的摩擦，選項B正確；要驗證的表達式為mgh=mv2，重物的質量從兩邊消掉了，則實驗中沒必要測出重物的質量，選項C錯誤；應先接通電源，后釋放紙帶，選項D正確；故選BD.（2）重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.8×0.04