2022屆山東省濟南市長清第一中學(xué)大學(xué)科技園校區(qū)物理高一下期末質(zhì)量檢測試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。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)一薄圓盤可繞通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸OO′轉(zhuǎn)動，如圖所示。在圓盤上放置一小木塊，當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，木塊相對圓盤靜止。關(guān)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，方向與木塊運動方向相反B．木塊受到圓盤對它的靜摩擦力，方向指向圓盤中心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2、(本題9分)質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為θ斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動了距離L，如圖所示。已知斜面運動過程中物體相對斜面始終靜止，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．合力對物體做功為零 B．重力對物體做功為mgLtanθC．物體克服摩擦力做功為mgLsinθ D．支持力對物體做功mgLsinθ3、(本題9分)我國未來將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站。如圖所示，關(guān)閉動力的航天飛機在月球引力作用下經(jīng)橢圓軌道向月球靠近，并將與空間站在B處對接。已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，下列說法中正確的是（）A．圖中航天飛機在飛向B處的過程中，加速度逐漸減小B．航天飛機在B處由橢圓軌道進入空間站軌道必須點火加速C．根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D．根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小4、(本題9分)在奧運比賽項目中，高臺跳水是我國運動員的強項。質(zhì)量為60kg的跳水運動員進入水中后受到水的阻力做豎直向下的減速運動，設(shè)水對他的阻力大小恒為2600N，那么在他減速下降2m的過程中，下列說法正確的是（g=10m/s2）A．他的動能減少了5200JB．他的重力勢能減少了1200JC．他的機械能減少了4000JD．他的機械能保持不變5、如圖所示，小球從高處落到豎直放置的輕彈簧上，則小球從開始接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的整個過程中（）A．小球的動能先增大后減小B．小球的機械能在不斷增大C．小球、彈簧、地球構(gòu)成的系統(tǒng)機械能不斷減小D．彈簧的彈性勢能先增大后減小6、人造地球衛(wèi)星進入軌道做勻速圓周運動時，衛(wèi)星內(nèi)的物體（）A．處于超重狀態(tài)B．所受的合力不變C．速度的大小不變D．受到萬有引力和重力兩個力的作用7、發(fā)射地球同步衛(wèi)星并不是直接把衛(wèi)星送到同步軌道上，而是分為幾個過程。如圖所示，首先把衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后在A點經(jīng)過短時間點火使其在軌道2上沿橢圓軌道運行，最后在遠地點的B點再次點火將衛(wèi)星送入同步軌道3.軌道1、2相切于A點，軌道2、3相切于B點。衛(wèi)星在軌道1和軌道3上的運動都可以看作勻速圓周運動，不計衛(wèi)星在運動過程中的質(zhì)量變化，關(guān)于該衛(wèi)星下列說法中正確的是（）A．同步軌道3所在的平面不可能經(jīng)過南北兩極B．在軌道3上具有的機械能大于它在軌道1上具有的機械能C．衛(wèi)星在B點從軌道2進入軌道3時需要點火使衛(wèi)星減速D．在軌道1上經(jīng)過A點時的加速度小于它在軌道2上經(jīng)過A點的加速度8、(本題9分)如圖所示,一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒固定在豎直面內(nèi)。有兩個質(zhì)量不同的小球甲和乙貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。則A．甲乙兩球都是由重力和支持力的合力提供向心力B．筒壁對甲球的支持力等于筒壁對乙球的支持力C．甲球的運動周期大于乙球的運動周期D．甲球的角速度大于乙球的角速度9、人造地球衛(wèi)星可以看起來相對地面靜止，就是我們常說的同步衛(wèi)星。地球半徑為R，質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，同步衛(wèi)星距離地面高度為h，運行速度為v。下列表達式正確的是（）A．h=3GMT2C．v=32π10、(本題9分)如圖所示,一粗糙的四分之一圓弧軌道,半徑為R,軌道圓心O與A點等高．一質(zhì)量為m的小球在不另外施力的情況下,能以速度v沿軌道自A點勻速率運動到B點,取小球在A點時為計時起點,且此時的重力勢能為零,重力加速度為g,則在此過程中,下列說法正確的是A．到達底端時,重力做功的功率為mgvB．重力做的功等于小球克服摩擦力做的功C．小球重力勢能隨時間的變化關(guān)系為Ep=mgRsinD．小球的機械能隨時間的變化關(guān)系為E=mv2-mgRsin11、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的物塊A靜置在光滑水平桌面上，它通過輕繩和輕質(zhì)滑輪懸掛著質(zhì)量為3m的物塊B，由靜止釋放物塊、B后(重力加速度大小為g)()A．相同時間內(nèi)，A、B運動的路程之比為2：1B．物塊A、B的加速度之比為1:1C．細繩的拉力為35D．當(dāng)B下落高度h時，速度為6gh12、(本題9分)如圖所示，長為L=4m的傳送帶的速度是5m/s，現(xiàn)將m=1kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，電動機帶動皮帶將物體從左輪運送到右輪的過程中，（g=10m/s2）下列說法中正確的是()A．摩擦產(chǎn)生的熱量為12JB．小物體獲得的動能為8JC．摩擦產(chǎn)生的熱量為8JD．小物體獲得的動能為12.5J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)如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為4.9cm，如果g取9.8m/s2，那么:（1）閃光的時間間隔是_______s;（2）小球運動中水平分速度的大小是_______m/s;（3）小球經(jīng)過B點時豎直向下的分速度大小是_______m/s?14、（10分）某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，實驗小組選出的一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點．（1）要驗證重錘下落過程中符合機械能守恒，除了圖示器材，以下實驗器材必須要選取的有_________．（填寫字母代號）A．秒表B．刻度尺C．天平D．交流電源（2）為減少實驗誤差，下落物體應(yīng)選用________（選填“50g鉤碼”或“200g重錘”）（3）進一步測得題圖中h1=13.06cm，h2=7.14cm，h3=8.71cm，若重錘的質(zhì)量為0.10kg，則打點計時器打B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了______________J，此時重錘的動能比開始下落時增加了______________J（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。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AB長L=6m，以v0=3m/s的恒定速度轉(zhuǎn)動．水平光滑臺面與傳送帶平滑連接于B點，豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道半徑R=0.4m，與水平臺面相切于C點。一質(zhì)量m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點），從（1）物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ；（2）物塊剛滑過C點時對軌道的壓力FN（3）物塊在A點至少要具有多大的速度，才能通過半圓形軌道的最高點D（結(jié)果可用根式表示）．16、（12分）(本題9分)如圖所示，要使衛(wèi)星在預(yù)定的圓軌道上繞地球運動，一般是先用火箭將衛(wèi)星送入近地點為A，遠地點為B的橢圓軌道上，實施變軌后再進入預(yù)定圓軌道，已知:衛(wèi)星在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，求：遠地點B距地面的高度為多少？17、（12分）(本題9分)如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，該裝置由三部分組成，傳送帶左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量M=6.0kg的物塊A。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接。傳送帶的皮帶輪逆時針勻速轉(zhuǎn)動，使傳送帶上表面以u=2.0m/s勻速運動。傳送帶的右邊是一半徑R=1.25m位于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道。質(zhì)量m=2.0kg的物塊B從圓弧的最高處由靜止釋放。已知物塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，傳送帶兩軸之間的距離l=4.5m。設(shè)第一次碰撞前，物塊A靜止，物塊B與A發(fā)生碰撞后被彈回，物塊A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求：(1)物塊B滑到圓弧的最低點C時對軌道的壓力；(2)物塊B與物塊A第一次碰撞后彈簧的最大彈性勢能；(3)如果物塊A、B每次碰撞后，物塊A再回到平衡位置時彈簧都會被立即鎖定，而當(dāng)它們再次碰撞前鎖定被解除，求物塊B經(jīng)第一次與物塊A碰撞后在傳送帶上運動的總時間。

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、B【解析】

木塊隨圓盤在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，重力與支持力均在豎直方向，與半徑方向垂直，所以圓盤對木塊還有靜摩擦力的作用，由靜摩擦力或者講是由重力、支持力、靜摩擦力三個的合力提供向心力，所以靜摩擦力的方向指向圓心。ABC.木塊受到圓盤對它的靜摩擦力，方向指向圓盤中心，與木塊運動方向垂直，選項AC錯誤，B正確；D.木塊做勻速圓周運動，所以受到重力、支持力和靜摩擦力，其中靜摩擦力提供向心力，選項D錯誤.2、A【解析】

A．物體勻速運動時，合力為零，合力對物體做功為零，故A正確；B．物體在水平方向移動，在重力方向上沒有位移，所以重力對物體做功為零，故B錯誤；C．摩擦力沿斜面向上，與位移的夾角為，根據(jù)平衡條件可得所以摩擦力對物體做功為即物體克服摩擦力做功為，故C錯誤；D．支持力垂直斜面向上，與位移的夾角，則彈力對物體做功故D錯誤；故選A。3、C【解析】

A．圖中航天飛機在飛向B處的過程中，根據(jù)牛頓第二定律得：，由于r逐漸變小，所以加速度逐漸變大。故A錯誤；B．橢圓軌道和圓軌道是不同的軌道，航天飛機不可能自主改變軌道，只有在減速變軌后，才能進入空間站軌道。故B錯誤；C．對空間站，根據(jù)萬有引力提供向心力解得根據(jù)空間站的軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G就能計算出月球的質(zhì)量M，故C正確；D．由于空間站的質(zhì)量不知，根據(jù)萬有引力定律知，不能求出空間站受到月球引力的大小，故D錯誤。故選C。4、B【解析】試題分析：在運動員減速下降高度為2m的過程中，運動員受重力和阻力，運用動能定理得：(mg-F)h=ΔEk,由于運動員動能是減小的，所以運動員動能減少(F-mg)h=4000J，故A錯誤。重力做多少功，就有多少重力勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化，所以可得得：WG考點：考查了動能定理，功能關(guān)系的應(yīng)用5、A【解析】

A．在小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的整個過程中，小球受到豎直向下的重力和彈簧的彈力，彈簧的彈力先小于小球的重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，所以小球先向下做加速運動，當(dāng)彈簧彈力等于重力時速度最大，然后向下做減速運動，故其動能先增大后減小，故選項A正確；BD．由于彈簧的彈力對小球做負功，所以小球的機械能在不斷減少，彈簧的彈性勢能在不斷增大，故選項B、D錯誤；C．小球小球從開始接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的整個過程中，重力做正功，彈簧彈力做負功，小球動能、重力勢能、彈簧的彈性勢能總量守恒，所以小球、彈簧、地球構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，故選項C錯誤．6、C【解析】

A.人造地球衛(wèi)星進入軌道做勻速圓周運動時，衛(wèi)星內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；B.衛(wèi)星所受的合力大小不變，方向不斷變化，選項B錯誤；C.衛(wèi)星的速度的大小不變，選項C正確；D.衛(wèi)星只受到萬有引力作用，選項D錯誤．7、AB【解析】

A．同步軌道3所在的平面與赤道共面，不可能經(jīng)過南北兩極，故A正確；BC．要將衛(wèi)星由軌道1送入軌道2，需要在點點火加速，使衛(wèi)星做離心運動；要將衛(wèi)星由軌道2送入圓軌道3，需要在點點火加速，則衛(wèi)星在軌道3上具有的機械能大于它在軌道1上具有的機械能，故B正確，C錯誤；D．設(shè)點到地心的距離為，地球的質(zhì)量為，衛(wèi)星經(jīng)過點的加速度為，由牛頓第二定律得解得可知在軌道1上經(jīng)過點時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過點的加速度，故D錯誤。故選AB。8、AC【解析】

對兩球受力分析即可得向心力的來源；支持力與重力的合力提供小球所需要的向心力，根據(jù)平衡條件即可得支持力大小關(guān)系；利用牛頓第二定律列式，結(jié)合兩球的軌道半徑關(guān)系即可分析出兩球的周期與角速度關(guān)系．【詳解】A、對兩球受力分析，都受重力、支持力兩個力的作用，由于做勻速圓周運動，即合外力提供向心力，故可知甲、乙兩球都是由重力與支持力的合力提供向心力，A正確；

BCD、設(shè)圓錐筒的頂角為，則有：在豎直方向有：，軌道平面內(nèi)有：，聯(lián)立可得支持力為：，角速度為：，由于兩球的質(zhì)量不同，則可知兩球所受支持力大小不相等，由圖可知甲球的軌道半徑大于乙球的軌道半徑，故甲球的角速度小于乙的角速度，根據(jù)可知，甲球的周期大于乙球的周期，BD錯誤C正確．9、AC【解析】

根據(jù)萬有引力提供向心力F萬=F向GMm(R+h)2＝又v＝2π(R+h)T【點睛】該題為天體運動的典型題型，由萬有引力提供向心力，公式中量比較多，計算要小心。屬于基礎(chǔ)題。10、BD【解析】到達底端時，重力做功的瞬時功率為P=mgvcos900=0，選項A錯誤；小球速度大小不變，根據(jù)動能定理知，合力做功為零，由于支持力不做功，則重力做功等于小球克服摩擦力做功的大小，故B正確．經(jīng)過時間t，下降的高度h=Rsin，則重力勢能隨時間的變化關(guān)系為Ep=-mgh=-mgRsin，故C錯誤．小球的機械能E=Ek+Ep=mv2?mgRsin，故D正確．故選BD．點睛：解決本題的關(guān)鍵知道平均功率和瞬時功率的區(qū)別，掌握這兩種功率的求法，以及在求解重力勢能時，注意零勢能平面的選?。?1、AD【解析】

A.根據(jù)動滑輪的特點可知B下降s，A需要走動2s，而sAB.因為都是從靜止開始運動的，故有2×解得aAC.對A分析有T=m對B分析有3mg-2T=3m解得T=6mg7，對B，加速度為a根據(jù)速度位移公式，有v2=2a12、AB【解析】

摩擦產(chǎn)生的熱量Q等于滑動摩擦力大小與物體傳送帶相對位移大小的乘積，由速度公式求出物體加速運動的時間，再根據(jù)運動學(xué)基本公式求出物體和傳送帶的位移，進而求出相對位移；根據(jù)動能定理即可求出小物體獲得的動能。【詳解】對小物體由牛頓第二定律得：Ff=μmg=ma；解得：a=μg=2m/s2；假設(shè)物塊與傳送帶能夠相對靜止得：t=va=52s＝2.5s；小物塊位移x=12at2=12×2×2.52=6.25m＞L；故小物體在傳送帶上一直加速，由vt2-v02=2aL得：最大速度為：vt=2aL=2×2×4=4m/s；小物體獲得的動能為：Ek=二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、0.1s1.47m/s1.96m/s【解析】

(1)[1]根據(jù)得(2)[2]小球在運動過程中水平分速度(3)[3]B點豎直分速度14、BD200g重錘0.1980.196【解析】

(1)[1]在該實驗中，需測量物體下降的高度和物體的速度，所以紙帶處理時需要刻度尺；打點計時器還需要交流電源，供計時器工作；而比較重力做功和動能變化的關(guān)系，兩邊都有質(zhì)量，可以約去，不需要天平；同時不需要秒表，故BD正確；(2)[2]為了減小阻力的影響，重錘選擇質(zhì)量大，體積小的，即密度大的，所以選擇質(zhì)量為200g的重錘；(3)[3]從開始到B過程中，重錘重力勢能變化量[4]根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得從開始到B過程中，重錘動能變化量三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（1）μ=0.15（2）FN=32.5N【解析】【分析】本題首先要根據(jù)受力情況判斷物塊在傳送帶上的運動情況．物塊從A點無初速度釋放后，先受到向右的滑動摩擦力，向右做勻加速運動，當(dāng)達到與帶同速時，與傳送帶保持相對靜止；物塊剛滑過C點時的速度vC=vB=3m/s，根據(jù)向心力公式求對C點的壓力；物塊經(jīng)過半圓軌道最高點D的最小速度為gR，根據(jù)動能定理求C點的速度，判斷出一直減速運動到B，從而求出物體在A點的初速度；解：（1）物塊由靜止開始做勻加速直線運動，由牛頓第二定律和運動學(xué)公式有μmg=mav解得：μ=0.15（2）物塊剛滑過C點時的速度v在C點有F解得FN=32.5N（3）物塊經(jīng)過半圓軌道最高點D的最小速度為v由C到D的過程中，由動能定理有-2mgR=解得：v'C=20m/s到達B端的速度至少為v由（1）問可知，物塊在傳送帶上減速運動時的加速度大小a=1.5由運動學(xué)公式vv16、3g【解析】

飛船做勻速圓周運動，飛行n圈所用時間為t，故周期為：T=t萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：GMm根據(jù)黃金代換式：GM=gR2

聯(lián)立解得：h=3gR17、（1）60N，豎直向下（1）11J（3）8s【解析】

(1)設(shè)物塊B沿光滑曲面下滑到水平位置時的速度大小為v0，由機械能守恒定律得：代入