2022屆福建省閩侯第二中學(xué)、連江華僑中學(xué)等五校教學(xué)聯(lián)合體高一物理第二學(xué)期期末考試試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）1、(本題9分)如圖所示，長為L的輕桿，一端固定一個(gè)小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．關(guān)于小球過最高點(diǎn)的速度V，下列說法中正確的是

A．V的最小值為B．V由零逐漸增大到時(shí)，桿對球的彈力逐漸增大C．V由逐漸增大時(shí)，桿對球的彈力逐漸減小D．是球所受彈力方向發(fā)生變化的臨界速度2、(本題9分)當(dāng)船頭垂直于河岸渡河時(shí)，下列說法中正確的是（）A．船渡河時(shí)間最短B．船渡河路程最短C．船實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向垂直對岸D．若河水流速增大，則渡河時(shí)間變長3、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)速度，R是球心到O點(diǎn)的距離，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)對桿的作用力是（）A．6mg的拉力B．6mg的壓力C．7mg的拉力D．7mg的壓力4、一快艇要從岸邊某一不確定位置處到達(dá)河中離岸邊100m遠(yuǎn)的一浮標(biāo)處，已知快艇在靜水中的速度vx圖象和水流的速度vy圖象如圖甲、乙所示，則下列說法中正確的是A．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B．快艇應(yīng)該從上游60m處出發(fā)C．最短時(shí)間為10sD．快艇的船頭方向應(yīng)該斜向上游5、(本題9分)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，a、b、c是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三個(gè)頂點(diǎn)處分別放置三根互相平行的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向垂直紙面向里．對于頂點(diǎn)c處的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向，下列說法中正確的是（）A．沿y軸正方向B．沿y軸負(fù)方向C．沿x軸正方向D．沿x軸負(fù)方向6、(本題9分)如圖所示，“嫦娥一號”衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ的近地點(diǎn)P處(距地面600km)，將發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)點(diǎn)火，實(shí)施變軌，變軌后衛(wèi)星進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為37萬km的橢圓軌道Ⅱ，直接奔向月球，則衛(wèi)星在近地點(diǎn)變軌后的運(yùn)行速度()A．小于7.9km/sB．大于7.9km/s，小于11.2km/sC．大于11.2km/sD．大于11.2km/s，小于16.7km/s7、如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過程中()A．從P到M所用的時(shí)間等于B．從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C．從P到Q階段，速率逐漸變小D．從M到N階段，萬有引力對它先做負(fù)功后做正功8、(本題9分)如圖汽車通過輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個(gè)質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車連接點(diǎn)A距滑輪頂點(diǎn)高為h，開始時(shí)物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊．汽車以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到跟汽車連接的細(xì)繩與水平夾角為θ=30°，則（）A．從開始到繩與水平夾角為30°過程，拉力做功mghB．從開始到繩與水平夾為30°過程，拉力做功mgh+C．在繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力功率大于mgv0D．在繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力功率小于mgv09、如圖所示，弧形光滑軌道的下端與軌道半徑為R的豎直光滑圓軌道相接，使質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)的弧形軌道上端自由滾下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球通過圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力大小等于小球重力大小。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2gRB．小球在軌道最低點(diǎn)的動(dòng)能為2.5mgRC．小球下滑的高度h為3RD．小球在軌道最低點(diǎn)對軌道壓力的大小為7mg10、(本題9分)如圖，A、B質(zhì)量分別為m1＝1kg，m1＝1kg，置于平板小車C上，小車質(zhì)量為m3＝1kg，A、B與小車的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，事先三者均靜止在光滑的水平面上。某時(shí)刻A、B間炸藥爆炸（時(shí)間極短）使A、B獲得圖示左右方向的瞬時(shí)速度和11J的總機(jī)械能。假設(shè)A、B最終都沒有離開小車上表面，水平面足夠長，g＝10m/s1．現(xiàn)從炸藥爆炸結(jié)束開始計(jì)時(shí)，則（）A．t＝0時(shí)，A、B的速度大小分別是4m/s、1m/sB．t＝0.4s時(shí)，B與平板小車C先相對靜止C．t＝0.8s時(shí)，A與平板小車C相對靜止D．t＝0.8s時(shí)，A、B與平板小車因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q＝10J11、(本題9分)某人向空中用力拋出一石塊，若不計(jì)空氣阻力，石塊落地時(shí)的速度大小與下列哪些量有關(guān)（）A．石塊的質(zhì)量B．石塊初速度的大小C．石塊初速度與水平方向的夾角D．石塊拋出時(shí)的高度12、(本題9分)從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢能Ep之和。取地面為重力勢能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s1．由圖中數(shù)據(jù)可得（）A．從地面至h＝4m，物體重力做功80JB．從地面至h＝4m，物體克服空氣阻力做功10JC．物體的質(zhì)量為1kgD．h＝0時(shí)，物體的速率為10m/s二．填空題(每小題6分，共18分)13、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為72kg的航天員聶海勝，隨“神舟六號”載人飛船在地表附近圓軌道上運(yùn)行，若地球?qū)教靻T的萬有引力為690N，當(dāng)他靜止站在飛船中時(shí)，飛船對他的支持力大小為___。14、(本題9分)“神舟”五號的飛行可看成近地運(yùn)行,楊利偉的質(zhì)量為65kg,他在運(yùn)動(dòng)過程中的向心力可估算為__________×102N.15、(本題9分)如圖所示，A、B、C為方向與紙面平行的勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)，它們的連線組成一直角三角形，且BC=4cm，AB=5cm，當(dāng)把電荷量為的點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)的過程中，電場力做功，而把該點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)需克服電場力做功，則電場強(qiáng)度的方向?yàn)開_______，場強(qiáng)大小為_________V/m．三．計(jì)算題(22分)16、（12分）甲圖是我國自主研制的200mm離子電推進(jìn)系統(tǒng)，已經(jīng)通過我國“實(shí)踐九號”衛(wèi)星空間飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，有望在2015年全面應(yīng)用于我國航天器．離子電推進(jìn)系統(tǒng)的核心部件為離子推進(jìn)器，它采用噴出帶電離子的方式實(shí)現(xiàn)飛船的姿態(tài)和軌道的調(diào)整，具有大幅減少推進(jìn)劑燃料消耗、操控更靈活、定位更精準(zhǔn)等優(yōu)勢．離子推進(jìn)器的工作原理如圖乙所示，推進(jìn)劑氙原子P噴注入腔室C后，被電子槍G射出的電子碰撞而電離，成為帶正電的氙離子．氙離子從腔室C中飄移過柵電極A的速度大小可忽略不計(jì)，在柵電極A、B之間的電場中加速，并從柵電極B噴出．在加速氙離子的過程中飛船獲得推力．已知柵電極A、B之間的電壓為U，氙離子的質(zhì)量為m、電荷量為q．（1）將該離子推進(jìn)器固定在地面上進(jìn)行試驗(yàn)．求氙離子經(jīng)A、B之間的電場加速后，通過柵電極B時(shí)的速度v的大??；（2）配有該離子推進(jìn)器的飛船的總質(zhì)量為M，現(xiàn)需要對飛船運(yùn)行方向作一次微調(diào)，即通過推進(jìn)器短暫工作讓飛船在與原速度垂直方向上獲得一很小的速度Δv，此過程中可認(rèn)為氙離子仍以第（1）中所求的速度通過柵電極B．推進(jìn)器工作時(shí)飛船的總質(zhì)量可視為不變．求推進(jìn)器在此次工作過程中噴射的氙離子數(shù)目N．（3）可以用離子推進(jìn)器工作過程中產(chǎn)生的推力與A、B之間的電場對氙離子做功的功率的比值S來反映推進(jìn)器工作情況．通過計(jì)算說明采取哪些措施可以增大S，并對增大S的實(shí)際意義說出你的看法．17、（10分）天宮二號于2016年9月15日成功發(fā)射，它將和隨后發(fā)射的神舟十一號飛船在空間完成交會(huì)對接，成為我國第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)站．天宮二號進(jìn)入運(yùn)行軌道后，其運(yùn)行周期為T，距地面的高度為h，已知地球半徑為R，萬有引力常量為G．若將天宮二號的運(yùn)行軌道看做圓軌道，求：(1)地球質(zhì)量M；(2)地球的平均密度．

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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）1、D【解析】A.小球在最高點(diǎn)的最小速度為零，此時(shí)桿子的支持力等于重力．故A錯(cuò)誤；B.在最高點(diǎn),根據(jù)得，速度增大，向心力也逐漸增大．故B正確；C.當(dāng)v>，桿子表現(xiàn)為拉力，速度增大，向心力增大，則桿子對小球的拉力增大．故C正確；D．當(dāng)v<時(shí),桿子表現(xiàn)為支持力,此時(shí)有：mg?F=速度增大時(shí),向心力增大,則桿子對小球的支持力減小，故D正確．故選BCD．點(diǎn)睛：桿子在最高點(diǎn)可以表現(xiàn)為拉力，也可以表現(xiàn)為支持力，臨界的速度為零，根據(jù)牛頓第二定律判斷桿子對小球的彈力隨速度變化的關(guān)系．2、A【解析】A、當(dāng)船頭垂直于河岸渡河時(shí)，根據(jù)可知渡河時(shí)間最短，故A正確；BC、當(dāng)船頭垂直于河岸渡河時(shí)，船的位移會(huì)向下游偏離，所以位移不是最小的，故BC錯(cuò)誤；D、根據(jù)分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性可知：渡河時(shí)間與速度的大小沒有關(guān)系，故D錯(cuò)誤；本題選：A3、C【解析】

根據(jù)動(dòng)能定理得：解得最低點(diǎn)速度根據(jù)牛頓第二定律得，，解得F=7mg，表現(xiàn)為拉力，故C正確，A,B、D錯(cuò)誤．故選C．4、B【解析】

A.兩分運(yùn)動(dòng)一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，知合加速度的方向與合速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)。故A錯(cuò)誤；BCD.船速垂直于河岸時(shí)，時(shí)間最短。在垂直于河岸方向上的加速度為：a=0.5m/s2

由d=at2得：t=20s；在沿河岸方向上的位移為：x=v2t=3×20m=60m，故B正確，CD錯(cuò)誤。5、B【解析】等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處均有一通電導(dǎo)線，且導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流．由安培定則可得：導(dǎo)線a、b的電流在c處的合磁場方向水平向右．再由左手定則可得：安培力的方向是豎直向下，指向y軸負(fù)向．故B正確，ACD錯(cuò)誤，故選B.點(diǎn)睛：從題中可得這一規(guī)律：通電導(dǎo)線的電流方向相同時(shí)，則兩導(dǎo)線相互吸引；當(dāng)通電導(dǎo)線的電流方向相反時(shí)，則兩導(dǎo)線相互排斥．該題也可以先由同向電流相互吸引分別求出a對c的作用力與b對c的作用力，然后求和．6、B【解析】本題考查的是三種宇宙速度的問題。第一宇宙速度為環(huán)繞速度，繞地球運(yùn)動(dòng)的速度為7.9km/s；第二宇宙速度為脫離速度，是離開地球引力的速度為11.2km/s；則衛(wèi)星在近地點(diǎn)變軌后的運(yùn)行速度大于7.9km/s，小于11.2km/s；B正確；7、CD【解析】

A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，則PM段的時(shí)間小于MQ段的時(shí)間，所以P到M所用的時(shí)間小于，故A錯(cuò)誤；B．從Q到N的過程中，由于只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；C．從P到Q階段，萬有引力做負(fù)功，速率減小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)萬有引力方向與速度方向的關(guān)系知，從M到N階段，萬有引力對它先做負(fù)功后做正功，故D正確。故選D。8、BC【解析】

將汽車的速度沿著平行繩子和垂直繩子方向正交分解，如圖所示

貨物速度為：v貨物=v0cosθ，由于θ逐漸變小，故貨物加速上升；當(dāng)θ=30°時(shí)，貨物速度為v0；當(dāng)θ=90°時(shí)，貨物速度為零；根據(jù)功能關(guān)系，拉力的功等于貨物機(jī)械能的增加量，故有：WF=△EP+△EK=mgh+mv02，故A錯(cuò)誤，B正確；在繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力的功率為：P=Fv貨物，其中v貨物=v0，由于加速，拉力大于重力，故P＞mgv0，故C正確，D錯(cuò)誤。9、ACD【解析】

A.小球經(jīng)過最高點(diǎn)，對軌道的壓力N=mg，依據(jù)牛頓第三定律可知軌道對小球的壓力為mg，由牛頓第二定律有：mg+mg=mv2R，解得C.小球自開始下滑到圓軌道最高點(diǎn)的過程，依據(jù)動(dòng)能定理有mg（h-2R）=12mv2，解得

h=3RBD.設(shè)小球從更高的位置釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v1，受軌道的壓力為N1，根據(jù)牛頓第二定律有，N1-mg=mv12R，小球由最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程，根據(jù)動(dòng)能定理有，mg?2R=12mv12?12mv2，解得最低點(diǎn)動(dòng)能12mv12=3mgR10、AC【解析】

A.炸藥爆炸瞬間A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向左為正方向，有：0=A、B的機(jī)械能總量為11J，故：E=12J=聯(lián)立解得：v1=4m/s，v1=1m/s故A項(xiàng)與題意相符；BC.爆炸后AB在C上滑動(dòng)，B先與C相對靜止，設(shè)此時(shí)A的速度為v3，B、C的速度為v4，該過程中ABC組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)該過程的時(shí)間為t3，對A應(yīng)用動(dòng)量定理-μm1gt3=m1v3-m1v1對B應(yīng)用動(dòng)量定理-μm1gt3=m1v4-m1v1對C應(yīng)用動(dòng)量定理(μm1g-μm1g)t3=m3v4代人數(shù)據(jù)得v3=3m/s；v4=-1m/s；t3=0.1s之后，A在C是滑動(dòng)直到相對靜止，根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒0=(m1+m1+m3)v解得：v=0設(shè)A滑動(dòng)的總時(shí)間為t，則-μm1gt=0-m1v1解得：t=0.8s故B項(xiàng)與題意不相符，C項(xiàng)與題意相符；D.t=0.8s時(shí)，A、B與平板小車因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q=E=11J故D項(xiàng)與題意不相符。11、BD【解析】試題分析：在整個(gè)過程中，只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：，解得：，由此可知，速度v只與h和有關(guān)，與其它量無關(guān)，故選項(xiàng)BD正確．考點(diǎn)：拋體運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】不計(jì)空氣阻力，只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，可以根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式，判斷出速度與哪些量有關(guān)．12、BC【解析】

A.從地面至h=4m，物體重力勢能增加了80J，則物體重力做功-80J，故A項(xiàng)與題意不相符；B.從地面至h=4m，物體的機(jī)械能減少10J，根據(jù)功能關(guān)系知，物體克服空氣阻力做功10J．故B項(xiàng)與題意相符；C.由圖知，h=4m時(shí)Ep=80J，由Ep=mgh得m=1kg，故C項(xiàng)與題意相符；D.h=0時(shí)，Ep=0，E總=100J，則物體的動(dòng)能為Ek=E總-Ep=100J由E得：v0故D項(xiàng)與題意不相符。二．填空題(每小題6分，共18分)13、0【解析】

聶海勝隨“神舟六號”載人飛船在地表附近圓軌道上運(yùn)行，地球?qū)β櫤俚娜f有引力充當(dāng)了他做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，他處于完全失重狀態(tài)，故飛船對他的支持力大小為0。14、6.37【解析】

[1]．“神舟”五號的飛行可看成近地運(yùn)動(dòng)，此時(shí)萬有引力等于重力提供向心力，即：F向=F萬=mg=637N=6.37×102N．（g取9.8m/s2）．15、由C指向B;100【解析】

在勻強(qiáng)電場中，電荷量q=-2.0×10-9C的負(fù)電荷，由B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做功8.0×10-9J，故B、C兩點(diǎn)的電勢差：；同理，則AC為等勢面，則電場強(qiáng)度的方向?yàn)閺腃指向B，場強(qiáng)大小