2022年黑龍江省哈爾濱市阿城區(qū)二中高一物理第二學期期末學業(yè)水平測試模擬試題含解析

2021-2022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、準考證號填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，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)在物理學的發(fā)展過程中。許多物理學家的科學研究推動了人類文明進程，下列描述符合史實的是（）A．伽利略通過“理想斜面實驗”提出了能量的概念和能量守恒的思想B．開普勒總結(jié)了行星運動的規(guī)律，并指出地球繞太陽運動是因為受到來自太陽的引力C．卡文迪許在實驗室里通過扭秤實驗測出了引力常量G的數(shù)值D．牛頓通過比較月球公轉(zhuǎn)的向心加速度和地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，對萬有引力定律進行了“月地檢驗”2、德國天文學家們曾于2008年證實，位于銀河系中心，與地球相距2.6萬光年的“人馬座A”其實是一個質(zhì)量超大的黑洞．假設銀河系中心僅此一個黑洞，太陽系繞銀河系中心做勻速圓周運動，則根據(jù)下列哪組數(shù)據(jù)可以估算出該黑洞的質(zhì)量(引力常量已知)A．太陽系的質(zhì)量和太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期B．太陽系的質(zhì)量和太陽系到該黑洞的距離C．太陽系的運行速度和該黑洞的半徑D．太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期和公轉(zhuǎn)的半徑3、(本題9分)在街頭的理發(fā)店門口，常可以看到有這樣的標志：一個轉(zhuǎn)動的圓筒，外表有彩色螺旋斜條紋，我們感覺條紋在沿豎直方向運動，但實際上條紋在豎直方向并沒有升降，這是由于圓筒的轉(zhuǎn)動而使我們的眼睛產(chǎn)生的錯覺．如圖所示，假設圓筒上的條紋是圍繞圓筒的一條寬帶，相鄰兩圈條紋在沿圓筒軸線方向的距離（即螺距）為L=10cm，圓筒沿逆時針方向（從俯視方向看），以2轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，我們感覺到的升降方向和速度大小分別為（）A．向上10cm/s B．向上20cm/s C．向下10cm/s D．向下20cm/s4、(本題9分)起重機以1m/s2的加速度，將質(zhì)量為100kg的貨物由靜止勻加速向上提升，g=10m/s2，則第1s內(nèi)起重機對貨物做功為（）A．500J B．550J C．1000J D．1100J5、(本題9分)如圖甲所示，浙江百丈漈瀑布是全國單體落差最高的瀑布。如圖乙是該瀑布的側(cè)面示意圖，第一漈=207米，第二漈=68米，第三漈=12米，三漈相加是287米。假設忽略上游水的初速度和空氣的阻力，則水下落三漈后的豎直速度計算式為A．B．C．D．6、(本題9分)一顆人造衛(wèi)星在地球引力作用下，繞地球做勻速圓周運動，已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星離地面的高度為h，引力常量為G，則地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力大小為（）A．GMm(R+h)2B．GMm7、關(guān)于第一宇宙速度，下面說法正確的是：A．它是使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小速度B．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度C．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度D．它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度8、質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球作勻速圓周運動，其軌道半徑、線速度大小和向心加速度大小分別為r、v、a，引力常量為G，則在該衛(wèi)星所受到的地球引力大小的下列各種表達式中，正確的是A．B．C．D．9、在如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)電阻為r，在滑動變阻器的滑動觸片P從圖示位置向下滑動的過程中A．電路中的總電流變大B．路端電壓變小C．通過電阻R2的電流不變D．通過滑動變阻器R1的電流變小10、(本題9分)甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量分別為m和2m，它們繞地球做圓周運動的軌道半徑分別為2r和r，下列說法正確的是A．甲、乙的周期之比為4∶1 B．甲、乙的向心力之比為1∶8C．甲、乙的動能之比為1∶4 D．甲、乙的動能之比為1∶811、(本題9分)如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，R1的阻值和電內(nèi)阻r相等．當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．電的輸出功率逐漸增大D．質(zhì)點P將向上運動12、關(guān)于向心力的說法中正確的是（）A．向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，向心力是一個恒力B．向心力總是沿著半徑指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力，也可以是其中某個力的分力D．向心力只改變物體線速度的方向，不能改變物體線速度的大小二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)為驗證機械能守恒定律，選用了如圖所示的實驗裝置，讓重物帶動紙帶下落的過程中，打出了一條紙帶，如圖所示。(1)利用紙帶上的B、E兩點來驗證，需要直接測量的數(shù)據(jù)有：___________、___________、___________。(2)為完成實驗，除了電源、開關(guān)、導線和圖中器材外，還必需的測量器材有___________A．刻度尺B．秒表C．天平D．彈簧測力計(3)下列哪些操作對減小實驗誤差有幫助___________A．將鐵架臺由離地面0.8米的實驗臺放在離地面2米的高處B．固定打點計時器時，使紙帶限位孔的連線保持豎直C．重物的質(zhì)量應適當大些D．圖中夾子的質(zhì)量盡量小14、（10分）(本題9分)某實驗小組要探究力對物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實驗裝置如圖所示，實驗主要步驟如下:（1）實驗時，為使小車只在橡皮筋作用下運動，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，打開打點計時器，輕推小車，得到的紙帶應該是____填“甲”或“乙”）．（2）使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為W；（3）再用完全相同的2條、3條……橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時橡皮筋的______________（填寫相應實驗條件），使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W…（4）分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3…（5）作出W-v圖像，則下列圖像符合實際的是_______．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，質(zhì)量m的小環(huán)串在固定的粗糙豎直長桿上，從離地h高處以一定初速度向上運動，運動過程中與長桿之間存在大小mg的滑動摩擦力。小環(huán)能達到的最大高度為3h，求：（1）小環(huán)從h高處出發(fā)至第二次經(jīng)過2h高處過程中，重力做功和摩擦力做功分別為多少？（2）在高中我們定義“由相互作用的物體的相對位置決定的能量”叫勢能，如相互吸引的物體和地球，其相對位置關(guān)系決定重力勢能。對比（1）問中兩力做功，說明為什么不存在與摩擦力對應的“摩擦力勢能”的概念。（3）以地面為零勢能面。從出發(fā)至小環(huán)落地前，小環(huán)的機械能E隨路程s的變化關(guān)系是什么？（4）上升和下降兩次經(jīng)過2h高處時的速度大小之比為多少？16、（12分）(本題9分)如圖所示，質(zhì)量m＝0.2kg的金屬小球從距水平面h＝5.0m的光滑斜面上由靜止開始釋放，運動到A點時無能量損耗，水平面AB是粗糙平面，與半徑為R＝0.9m的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點，其中圓軌道在豎直平面內(nèi)，D為軌道的最高點，小球恰能通過最高點D，求：(g＝10m/s2)(1)小球運動到A點時的速度大小；(2)小球從A運動到B時摩擦阻力所做的功；17、（12分）(本題9分)如圖所示，光滑軌道是一“過山車”的簡化模型，最低點處入、出口不重合，點是半徑為的豎直圓軌道的最高點，DF部分水平，末端F點與其右側(cè)的水平傳送帶平滑連接，傳送帶以速率v=1m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，水平部分長度L=1m．物塊靜止在水平面的最右端處．質(zhì)量為的物塊從軌道上某點由靜止釋放，恰好通過豎直圓軌道最高點，然后與發(fā)生碰撞并粘在一起．若的質(zhì)量是的倍，與傳送帶的動摩擦因數(shù)都為，物塊均可視為質(zhì)點，物塊與物塊的碰撞時間極短，?。螅海?）當時物塊碰撞過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；（2）當k=3時物塊在傳送帶上向右滑行的最遠距離；（3）討論在不同數(shù)值范圍時，碰撞后傳送帶對它們所做的功的表達式．

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】

A．伽利略通過理想斜面實驗，提出了力不是維持物體運動的原因，而不是能量的概念和能量守恒的思想，故A錯誤；B．開普勒總結(jié)了行星運動定律，并沒有解釋行星為什么這樣運動；牛頓認為行星繞太陽運動是因為受到了太陽對它的引力，故B錯誤；C．卡文迪許通過扭秤實驗測出了引力常量，故C正確；D．牛頓通過比較月球公轉(zhuǎn)的向心加速度和地球表面重力加速度，對萬有引力定律進行了“月地檢驗”，故D錯誤。故選C。2、D【解析】

設太陽系的質(zhì)量為m，黑洞的質(zhì)量為M，太陽系繞黑洞做圓周運動的向心力由萬有引力提供，則，解得黑洞的質(zhì)量M：，則已知太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期T和公轉(zhuǎn)的半徑r可求解黑洞的質(zhì)量；或者已知太陽系的運行速度v和公轉(zhuǎn)的半徑r可求解黑洞的質(zhì)量M，故選項D正確，ABC錯誤.3、D【解析】

由于每秒轉(zhuǎn)2圈，則轉(zhuǎn)1圈的時間為0.5s，而螺距為10cm，所以每秒沿豎直方向運動的距離為20cm，即速度大小為20cm/s．又因為彩色螺旋斜條紋是從左下到右上，且圓筒沿逆時針方向（從俯視方向看），人眼觀察某一個空間位置處的彩色條紋，由于圓筒在轉(zhuǎn)動，經(jīng)過很小的時間間隔△t后，同一位置處不是彩色條紋，變成了圓筒壁，根據(jù)人眼的視覺暫留現(xiàn)象，人眼錯認為原來的點向下移動了一小段，就會感覺條紋的運動方向向下．故選D．4、B【解析】

根據(jù)“起重機對貨物做功”，考查了功的計算，根據(jù)牛頓第二定律求出拉力的大小，結(jié)合運動學公式求出花紋上升的位移，最后結(jié)合做功的公式，求出拉力做功大小?！驹斀狻扛鶕?jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-mg=ma，解得F=mg+ma=100×（10+1）N=1100N。上升的位移x=12at2=12×1×125、D【解析】

水在豎直方向做自由落體運動，則由自由落體運動的規(guī)律v2=2gh可知，水下落三漈后的豎直速度計算式為；A.，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.，與結(jié)論相符，選項D正確。6、A【解析】

根據(jù)萬有引力的大小公式為F=GMmr2，r=R+h【點睛】解決本題關(guān)鍵掌握萬有引力的大小公式F=GMm7、AB【解析】

ABC.第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是地球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，根據(jù)可得：，近地衛(wèi)星軌道半徑最小，環(huán)繞速度最大，AB正確C錯誤．D.在近地軌道進入橢圓軌道，需要點火加速離心，所以衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度可能大于第一宇宙速度，D錯誤．8、ABD【解析】質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球作勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力得：，故ABD正確，C錯誤；故選ABD.【點睛】根據(jù)萬有引力定律求解衛(wèi)星受到的萬有引力，根據(jù)衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓運動也可以求解萬有引力，要注意向心力表達式中的m應為衛(wèi)星的質(zhì)量．9、AB【解析】A、在滑動變阻器的滑動觸片P向下滑動的過程中，接入電路的變小，外電路總電阻變小，由閉合電路歐姆定律分析電路中的總電流變大，故A正確；

B、路端電壓，I變大，E、r不變，則U變小，故B正確；

C、路端電壓U變小，通過電阻的電流變小，故C錯誤；

D、總電流變大，通過電阻的電流變小，所以通過滑動變阻器的電流必定變大，故D錯誤。10、BC【解析】

根據(jù)可知可知，甲、乙的周期之比為2∶1，選項A錯誤；由可知，甲、乙的向心力之比為1∶8，選項B正確；由可知，甲、乙的動能之比為1∶4，選項C正確，D錯誤.11、AC【解析】

當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，其接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流I增大．電容器板間電壓等于R3的電壓．R4減小，AB間并聯(lián)部分的總電阻減小，則R3的電壓減小，R3上消耗的功率逐漸減小，電容器板間場強減小，質(zhì)點P所受的電場力減小，所以質(zhì)點P將向下運動，故D錯誤；流過電流表的電流IA=I-I3，I增大，I3減小，則IA增大，所以電流表讀數(shù)增大，故B錯誤；R4的電壓U4=U3-U2，U3減小，U2增大，則U4減小，所以電壓表讀數(shù)減?。蔄正確；由于R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等，則外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻r，當外電阻減小時，電源的輸出功率逐漸增大．C正確．故選AC．【點睛】本題是電路動態(tài)變化分析問題，先分析變阻器接入電路的電阻變化，再分析外總電阻變化和總電流的變化，接著分析局部電路電壓和電流的變化．12、BCD【解析】

A.向心力的方向始終沿半徑指向圓心，是變力，故選項A錯誤；BC.向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，可以是某個力或幾個力的合力，也可以是某個力的分力，故選項B、C正確；D.向心力方向跟速度方向垂直，只改變線速度的方向，不可能改變線速度的大小，故選項D正確．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）AC間距DF間距BE間距（2）A（或刻度尺）（3）BC【解析】

第一空.第二空.第三空.根據(jù)實驗原理可知，若用B、E兩點來驗證，則需要測B、E兩點間的距離及B、E兩點對應的重物體的速度，根據(jù)速度的測量的方法是：用平均速度等于中間時刻的速度來進行測量的，所以可知直接測量的數(shù)據(jù)有：AC間的距離，DF間的距離，BE間的距離；

第四空.A．由于要測量紙帶上計數(shù)點間的距離，所以需要用到刻度尺，故A正確；

B．打點計時器可以記錄重物下落的時間，所以不需要秒表，故B錯誤；

C．根據(jù)可知，在不需要求出動能的增加量與重力勢能的減少量的具體數(shù)據(jù)時，可以不測質(zhì)量，故C錯誤；

D．本實驗不需要測量力的大小，所以不需要彈簧測力計，故D錯誤。

故選A；

第五空.A．只要保證有足夠的距離使紙帶打出數(shù)量足夠的點，不要求將鐵架臺由離地面0.8米的實驗臺放在離地面2米的高處，故A錯誤；

B．為減小紙帶與打點計時器間的摩擦力，固定打點計時器時，應該使紙帶限位孔的連線保持豎直，故B正確；

C．為減小重物在下落過程中所受的空氣阻力大小，重物的質(zhì)量應適當大些，體積適當?shù)男∫恍?，故C正確；

D．圖中夾子的質(zhì)量應該大一些，故D錯誤。

故選BC。14、（1）乙；（3）伸長量（或形變量、長度等）都相同；（5）D．【解析】

（1）平衡摩擦力后，小車應做勻速運動，所以紙帶應該是圖乙；

（2）橡皮條拉力是變力，采用倍增法增加功；即使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，這時橡皮筋對小車做的功為W；再用完全相同的2條、3條…橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時橡皮筋的伸長量都相同，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W…

（3）功與速度的平方相對應，所以圖象應為D．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）；；（2）重力做功與路徑無關(guān)，僅與初末位置有關(guān)．勢能的變化與初末位置有關(guān)．兩者都與位置有關(guān)，所以重力有對應的重力勢能．摩擦力做功與路徑有關(guān)，所以不存在與摩擦力對應的“摩擦力勢能”。（3）（4）【解析】

（1）重力做功為WG=-mgh摩擦力做功（2）重力做功與路徑無關(guān)，僅與初末位置有關(guān)。勢能的變化與初末位置有關(guān)。兩者都與位置有關(guān)，所以重力有對應的重力勢能。摩擦力做功與路徑有關(guān)，所以不存在與摩擦力對應的“摩擦力勢能”。

（3）若以地面為零勢面，小環(huán)初始勢能為mgh，初始動能為故初始機械能為4mgh

故從出發(fā)到落地前，通過路程s，克服摩擦力所做的功為mgs

機械能變化的表達式為：E=4mgh-mgs

（4）上升過程經(jīng)過2h高處時：解得下降過程經(jīng)過2h高處時：解得則速度大小之比為：16、(1)10m/s(2)－5.5J【解析】

（1）小球運動到A點時的速度為，根據(jù)機械能守恒定律可得

解得

=10m/