北京市衡中清大教育集團(tuán)2021-2022學(xué)年高一物理第二學(xué)期期末聯(lián)考模擬試題含解析

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(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。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(wú)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(duì)的得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）1、如圖所示，水平面上固定有一個(gè)斜面，從斜面頂端向右平拋一個(gè)小球，當(dāng)初速度為時(shí)，小球恰好落到斜面底端，飛行時(shí)間為?，F(xiàn)用不同的初速度從該斜面頂端向右平拋這個(gè)小球，以下圖像能正確表示平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間隨變化的函數(shù)關(guān)系的是（）A． B．C． D．2、已知火星的質(zhì)量是地球的a倍，它的半徑是地球半徑的b倍，地球表面處的重力加速度為g．現(xiàn)在火星的表面上以初速度v豎直上拋小球，不計(jì)大氣的阻力，忽略火星自轉(zhuǎn)，則小球在火星上上升的最大高度為（）A． B． C． D．3、(本題9分)在下列所述實(shí)例中，若不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒的是A．拋出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程B．電梯加速上升的過(guò)程C．石塊在水中下落的過(guò)程D．木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過(guò)程4、兩個(gè)質(zhì)量相等的小球在光滑水平面上沿同一直線同方向運(yùn)動(dòng)，A球的動(dòng)量是8kg·m/s，B球的動(dòng)量是5kg·m/s，A球追上B球時(shí)發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動(dòng)量可能值是（）A．PA=6kg·m/s，PB=7kg·m/s B．PA=3kg·m/s，PB=10kg·m/sC．PA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/s D．PA=7kg·m/s，PB=6kg·m/s5、汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)汽車所受阻力與速度成正比，在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到最大值之前的一段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是A．汽車的位移x與時(shí)間t成正比B．汽車的動(dòng)能與成正比C．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F是時(shí)間t的二次函數(shù)D．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P是時(shí)間t的二次函數(shù)6、(本題9分)下列物理量中，用來(lái)描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的是A．電場(chǎng)力 B．電場(chǎng)強(qiáng)度C．電勢(shì) D．電勢(shì)能7、(本題9分)水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為．現(xiàn)對(duì)木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)F的方向與水平面夾角為，如圖，在從0逐漸增大到90°的過(guò)程中，木箱的速度保持不變，則（）A．F先減小后增大 B．F一直增大C．F的功率減小 D．F的功率不變8、質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處由靜止自由下落，經(jīng)時(shí)間t落地，關(guān)于重力的功率正確的是()A．重力的功率即描述重力做功的快慢 B．重力的平均功率等于C．全過(guò)程重力的平均功率等于 D．落地時(shí)重力的功率等于9、(本題9分)某同學(xué)將質(zhì)量為m的一礦泉水瓶（可看成質(zhì)點(diǎn)）豎直向上拋出，水瓶以5g4A．上升過(guò)程中水瓶的動(dòng)能改變量為54B．上升過(guò)程中水瓶的機(jī)械能減少了54C．水瓶落回地面時(shí)動(dòng)能大小為14D．水瓶上升過(guò)程克服重力做功的平均功率大于下落過(guò)程重力的平均功率10、(本題9分)用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子張力可以為零B．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度是0C．小球做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是√gRD．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子對(duì)小球的作用力可以與球所受重力方向相反11、如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒固定在豎直面內(nèi)。有兩個(gè)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(yùn)動(dòng)。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(duì)甲球的支持力等于筒壁對(duì)乙球的支持力C．甲球的運(yùn)動(dòng)周期大于乙球的運(yùn)動(dòng)周期D．甲球的角速度大于乙球的角速度12、(本題9分)如圖甲所示，質(zhì)量為m=1kg的小物塊放在水平地面上，用水平力F拉著小物塊沿水平面運(yùn)動(dòng)，小物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，小物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，則0-2s內(nèi)A．小物塊動(dòng)能增加4JB．小物塊動(dòng)量變化2kg·m/sC．拉力F對(duì)小物塊做的功為6JD．拉力F對(duì)小物塊的沖量大小為2N·s二．填空題(每小題6分，共18分)13、(本題9分)我國(guó)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)包含多顆地球同步衛(wèi)星．北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)建成以后，有助于減少我國(guó)對(duì)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴，GPS由運(yùn)行周期為12小時(shí)的衛(wèi)星群組成，設(shè)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星和GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道半徑分別為R1和R2，向心加速度分別為a1和a2，則R1∶R2＝________，a1∶a2＝________．(可用根式表示)14、(本題9分)細(xì)胞膜的厚度約等于800nm（1nm=10-9m），當(dāng)膜的內(nèi)外層之間的電壓達(dá)0.4V時(shí)，即可讓一價(jià)鈉離子滲透．設(shè)細(xì)胞膜內(nèi)的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則鈉離子在滲透時(shí),膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度約為________V/m,每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過(guò)膜時(shí)電場(chǎng)力做的功等于____________J.15、豎直放置的光滑圓軌道半徑為R，一質(zhì)量為m的小球在最低點(diǎn)以一定的初速度沖上軌道，若確保小球不脫離軌道，則小球的初速度的取值范圍是_________________三．計(jì)算題(22分)16、（12分）(本題9分)如圖為某種魚餌自動(dòng)投放器的裝置示意圖，其下部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管，上部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管管口，C處切線水平，AB管內(nèi)有原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn)的魚餌解除鎖定后彈簧可將魚餌彈射出去。投餌時(shí)，每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為8mgR（g為重力加速度），不計(jì)魚餌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失，重力加速度為g，求：（1）魚餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1；（2）魚餌到達(dá)管口C時(shí)對(duì)管子的作用力大小和方向；（3）已知地面比水面高出1.5R，若豎直細(xì)管的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，圓弧彎道管BC可隨豎直細(xì)管一起升降，求魚餌到達(dá)水面的落點(diǎn)與AB所在豎直線OO′之間的最大距離Lmax。17、（10分）某小型設(shè)備工廠采用如圖所示的傳送帶傳送工件。傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，以的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傾角。工人將工件輕放至傳送帶最低點(diǎn)A，由傳送帶傳送至最高點(diǎn)B后再由另一工人運(yùn)走，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，所運(yùn)送的每個(gè)工件完全相同且質(zhì)量。傳送帶長(zhǎng)度為，不計(jì)空氣阻力。（工件可視為質(zhì)點(diǎn)，，，）求：(1)若工人某次只把一個(gè)工件輕放至A點(diǎn)，則傳送帶將其由最低點(diǎn)A傳至B點(diǎn)電動(dòng)機(jī)需額外多輸出多少電能？(2)若工人每隔1秒將一個(gè)工件輕放至A點(diǎn)，在傳送帶長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)額外做功的平均功率是多少？

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(duì)的得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）1、B【解析】

AD．平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)若初速度大于，在高度不變時(shí)水平位移就會(huì)大于，此時(shí)小球落在水平面上，高度不變，所以飛行時(shí)間不變，結(jié)合圖像可知，AD錯(cuò)誤；BC．若初速度小于，則會(huì)落在斜面上，此時(shí)設(shè)斜面的傾角為，則有得到時(shí)間可見(jiàn)B正確，C錯(cuò)誤。故選B。2、B【解析】

在行星表面有：mg行=G，行星表面的重力加速度g行=，則有：==，在火星的表面上以初速度v豎直上拋小球，小球在火星上上升的最大高度h==，故B正確，ACD錯(cuò)誤．3、A【解析】

A.拋出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，只受到重力的作用，機(jī)械能守恒，故A正確；B.電梯加速上升的過(guò)程，其動(dòng)能和重力勢(shì)能均增大，則機(jī)械能必定增大，故B錯(cuò)誤；C.石塊在水中下落的過(guò)程，水的阻力和浮力對(duì)石塊做負(fù)功，機(jī)械能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過(guò)程中，動(dòng)能不變，而重力勢(shì)能減小，所以機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。4、A【解析】

以A、B兩球組成的系統(tǒng)為對(duì)象。設(shè)兩球的質(zhì)量均為m。當(dāng)A球追上B球時(shí)發(fā)生碰撞，遵守動(dòng)量守恒。碰撞前總動(dòng)量為：kg?m/s=13kg?m/s，碰撞前總動(dòng)能為：。A、碰撞后，總動(dòng)量為kg?m/s=13kg?m/s，符合動(dòng)量守恒定律。碰撞后總動(dòng)能為，總動(dòng)能不增加，A正確；B、碰撞后，總動(dòng)量為kg?m/s=13kg?m/s，符合動(dòng)量守恒定律。碰撞后總動(dòng)能為，總動(dòng)能增加，違反了能量守恒定律，不可能，B錯(cuò)誤；C、碰撞后，總動(dòng)量為kg?m/s=12kg?m/s不符合動(dòng)量守恒定律，不可能發(fā)生，C錯(cuò)誤；D、碰撞后，總動(dòng)量為kg?m/s=13kg?m/s，符合動(dòng)量守恒定律。碰撞后總動(dòng)能為，符合總動(dòng)能不增加；由于兩球的質(zhì)量相等，碰撞后A的動(dòng)量較大，速度較大，兩者又同向運(yùn)動(dòng)，不符合實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，是不可能的，D錯(cuò)誤。5、D【解析】

A.汽車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移，A錯(cuò)誤；B.根據(jù)動(dòng)能定理，汽車的動(dòng)能，B錯(cuò)誤；C.發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力，C錯(cuò)誤；D.發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，D正確6、B【解析】

用來(lái)描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的是電場(chǎng)強(qiáng)度；A.電場(chǎng)力，與結(jié)論不相符；B.電場(chǎng)強(qiáng)度，與結(jié)論相符；C.電勢(shì)，與結(jié)論不相符；D.電勢(shì)能，與結(jié)論不相符；7、AC【解析】由于木箱的速度保持不變，因此木箱始終處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖所示，則由平衡條件得：，兩式聯(lián)立解得，可見(jiàn)F有最小值，所以F先減小后增大，A正確；B錯(cuò)誤；F的功率，可見(jiàn)在從0逐漸增大到90°的過(guò)程中tan逐漸增大，則功率P逐漸減小，C正確，D錯(cuò)誤．8、AC【解析】

A.功率是描述力做功快慢的物理量，重力的功率是描述重力做功的快慢，故A正確；BC.重力做的功W=mgh，重力的平均功率為：，故B錯(cuò)誤，C正確；D.落地時(shí)的瞬時(shí)速度為：，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為：，故D錯(cuò)誤。9、AD【解析】

考查功能關(guān)系、功率計(jì)算，根據(jù)相關(guān)規(guī)律計(jì)算可得。【詳解】根據(jù)牛頓第二定律可得F=ma=由動(dòng)能定理可得，W=FS=上升過(guò)程中水瓶的動(dòng)能改變量為54故A符合題意。由f+mg=5可得f=14阻力做負(fù)功，機(jī)械能減少，W上升過(guò)程中水瓶的機(jī)械能減少了14C．從最高點(diǎn)到時(shí)最低點(diǎn)，由動(dòng)能定理可得mgH-水瓶落回地面時(shí)動(dòng)能大小為34D．上升過(guò)程中加速大于下降過(guò)程中加速度，上升過(guò)程用時(shí)較少，上升、下降過(guò)程中重力做功大小相等，由P=W可得水瓶上升過(guò)程克服重力做功的平均功率大于下落過(guò)程重力的平均功率故D符合題意?！军c(diǎn)睛】理解功能關(guān)系，動(dòng)能變化只取決于合外力做功，合外力做正功（負(fù)功），動(dòng)能增大（減?。?，機(jī)械能變化取決于除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的力做功，該力做正功（負(fù)功），機(jī)械能增加（減?。?。10、AC【解析】A、小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)，向心力可能等于重力，此時(shí)拉力為零，故A正確；B、C、小球剛好能過(guò)最高點(diǎn)時(shí)滿足的條件是小球受的重力提供向心力，即：mg=mv2R【點(diǎn)睛】圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題重在分析向心力的來(lái)源，利用牛頓第二定律列方程，記住剛好能過(guò)最高點(diǎn)的臨界情況．11、AC【解析】

對(duì)兩球受力分析即可得向心力的來(lái)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(duì)兩球受力分析，都受重力、支持力兩個(gè)力的作用，由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(cuò)誤C正確．12、BC【解析】A：由圖可得，0-2s內(nèi)，物體速度從0變?yōu)?m/s，則0-2s內(nèi)，小球動(dòng)能的變化ΔEB：由圖可得，0-2s內(nèi)，物體速度從0變?yōu)?m/s，則0-2s內(nèi)，小球動(dòng)量的變化Δp=mv-0=1×2-0kg?m/s=2kg?m/s。故B項(xiàng)正確。C：由圖得，0-2s內(nèi)，物體位移x=12×2×2m=2m，據(jù)動(dòng)能定理可得WF+D：0-2s內(nèi)，物體速度從0變?yōu)?m/s，據(jù)動(dòng)量定理可得：IF+-μmgt二．填空題(每小題6分，共18分)13、【解析】設(shè)地球同步衛(wèi)星的周期為，GPS衛(wèi)星的周期為，由題意有：，由萬(wàn)有引力定律的公式和向心的公式有：，解得：，，則有：，．【點(diǎn)睛】該題從這兩種衛(wèi)星的周期和向心力公式的兩種表達(dá)式分析，找出半徑與周期關(guān)系表達(dá)式和加速度與半徑關(guān)系表達(dá)式，從而求出半徑之比和向心加速度之比．14、5×1056.4×10-20【解析】由題意得，膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為

由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系

W=qU=1.6×10-19×0.4=6.4×10-20J15、0＜V0≤或V0≥【解析】

[1].最高點(diǎn)的臨界情況：解得：根據(jù)動(dòng)能定理得：-mg?2R=mv2-mv02解得：若不通過(guò)四分之一圓周，根據(jù)動(dòng)能定理有：-mgR=0-mv02解得：所以要使小球不脫離軌道運(yùn)動(dòng)，v0的取值范圍可以是或.三．計(jì)算題(22分)16、（1）；（2）10mg，豎直向上；（3）11R【解析】

（1）魚餌到達(dá)管口C的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，有：解得：v1=（2）設(shè)在C處管子對(duì)魚餌的作用下向下，大小為FN，由牛頓第二定律可得：解得：根椐牛頓第三定律可得魚餌對(duì)管子的作用力為10mg，方向豎直向上.（3）設(shè)AB長(zhǎng)度為h，對(duì)應(yīng)平拋