湖南師范大學附中2021-2022學年物理高一下期末學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測試題含解析

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、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、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、靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度時撤去恒力，若以地面作為重力勢能的零參考平面，不計空氣阻力。則在整個過程中，物體的機械能隨時間變化關(guān)系是（）A． B．C． D．2、(本題9分)體育課上，一男生將排球豎直向上拋出，排球上升一定高度后落回原處。若排球在整個過程中受到的阻力大小不變，初動能為E，則下列四幅圖中，能正確反映排球動能E與位移x（相對拋出點）的關(guān)系的是A．B．C．D．3、(本題9分)若在某行星和地球上相對于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們在水平方向運動的距離之比為．已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為．由此可知，該行星的半徑約為（）A． B． C． D．4、(本題9分)某同學為了探究向心力的大小與哪些因素有關(guān)，做了一個小實驗：繩的一端拴一小球，繩的另一端用手牽著在空中甩動，使小球在水平面內(nèi)做圓周運動（如圖所示），則下列說法正確的是A．保持繩長不變，增大角速度，繩對手的拉力將不變B．保持繩長不變，增大角速度，繩對手的拉力將減小C．保持角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將增大D．保持角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將減小5、(本題9分)一質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向運動2s后撤去外力，其v-t圖像如圖所示，下列說法正確的是A．在0~2s內(nèi)，合外力做的功為4JB．在0~2s內(nèi)，合外力做的功為8JC．在0~6s內(nèi)，摩擦力做的功為-8JD．在0~6s內(nèi)，摩擦力做的功為-4J6、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個小球A、B（可視為質(zhì)點）固定在輕桿的兩端，將其放入光滑的半球形碗中，桿的長度等于碗的半徑，當桿與兩球組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，桿對小球A的作用力為（）A．mg B．mg C．mg D．2mg7、(本題9分)圖中實線是一簇未標明方向的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若帶電粒子在運動過程中只受電場力的作用，根據(jù)此圖可做出正確判斷的是()A．帶電粒子所帶電荷的符號B．場強的方向C．帶電粒子在a、b兩點的受力方向D．帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大8、(本題9分)圖為測定運動員體能的裝置，輕繩拴在腰間沿水平線跨過定滑輪（不計滑輪的質(zhì)量與摩擦），下懸重為G的物體．設(shè)人的重心相對地面不動，人用力向后蹬傳送帶，使水平傳送帶以速率v逆時針轉(zhuǎn)動．則A．人對重物做功，功率為GvB．人對傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左C．在時間t內(nèi)人對傳送帶做功消耗的能量為GvtD．若增大傳送帶的速度，人對傳送帶做功的功率不變9、(本題9分)如圖所示，有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電的油滴，從極板左側(cè)中央以相同的水平初速度υ0先后垂直電場射入，分別落到極板上A、B、C處，則下列說法錯誤的是（）A．三個油滴在電場中運動時間相等B．油滴A帶正電，B不帶電，C帶負電C．三個油滴在電場中運動的加速度aA＜aB＜aCD．三個油滴到達極板時動能EKA＜EKB＜EKC10、如圖所示，有一豎直放置、兩端封閉的U形管，兩管內(nèi)水銀面左高右低，兩端封閉的空氣柱溫度相同．要讓水銀柱相對玻璃管向A端移動，可以采取的措施（）A．將U形管向右稍傾斜一些 B．將U形管向左稍傾斜一些C．兩邊空氣柱升高相同溫度 D．使玻璃管豎直向上減速運動11、(本題9分)下列關(guān)于機械能守恒的判斷正確的是（）A．拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升時，物體的機械能守恒B．如果忽略空氣阻力作用，物體做豎直上拋運動時，機械能守恒C．一個物理過程中，當重力和彈力以外的力做了功時，機械能不再守恒D．合外力對物體做功為零時，物體機械能一定守恒12、(本題9分)真空中有兩點電荷、分別位于直角三角形的頂點C和頂點B上，D為斜邊AB的中點∠ABC=30°，如圖所示，已知Ａ點電場強度的方向垂直AB向下，則下列說法正確的是（）A．帶正電，帶負電B．帶負電，帶正電C．電荷量的絕對值等于電荷量的絕對值的二倍D．電荷量的絕對值等于電荷量的絕對值的一半二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況時常用的計時儀器，如圖（甲）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．現(xiàn)利用如圖（乙）所示的裝置驗證“機械能守恒定律”．方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的細繩與鉤碼相連，連接好1、1兩個光電門，在圖示位置釋放滑塊后，光電計時器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門的時間分別為△t1、△t1．已知滑塊（含遮光板）質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、兩光電門間距為s、遮光板寬度為L、當?shù)氐闹亓铀俣葹間．（1）計算滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度的表達式為v1=_____v1=________（用題目中給定的字母表示）（1）本實驗中驗證機械能守恒的表達式為____________（用題目中給定的字母表示）．14、（10分）(本題9分)利用如圖所示的裝置可以探究系統(tǒng)機械能守恒，在滑塊B上安裝寬度為L（較?。┑恼诠獍澹ㄕ诠獍遒|(zhì)量忽略不計），把滑塊B放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的繩與鉤碼A相連，連接好光電門與數(shù)字毫秒計，兩光電門間距離用s表示．數(shù)字毫秒計能夠記錄遮光板先后通過兩個光電門的時間、，當?shù)氐闹亓铀俣葹間．請分析回答下列問題（做勻變速直線運動物體極短時間內(nèi)的平均速度近似為該時間段內(nèi)任意時刻的瞬時速度）：（1）為完成驗證機械能守恒的實驗，除了上面提到的相關(guān)物理量之外，還需要測量的量有____（均用字母符號表示，并寫清每個符號表示的物理意義）；（2）滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度=____、=____（用題中已給或所測的物理量符號來表示）；（3）在本實驗中，驗證機械能守恒的表達式為：____（用題中已給或所測的物理量符號來表示）．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)據(jù)報道，科學家們在距離地球20萬光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星．假設(shè)該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6倍，半徑約為地球半徑的2倍．若某人在地球表面能舉起60kg的物體，試求：（1）人在這個行星表面能舉起的物體的質(zhì)量為多少？（2）這個行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的多少倍？16、（12分）(本題9分)把一個小球用細線懸掛起來，就成為單擺，擺長為L，最大偏角為θ，如果阻力可以忽略，小球運動到最低位置時的速度為多大？17、（12分）如圖所示，一個質(zhì)量m＝40g，帶電量q＝-3×10－6C的半徑極小的小球，用絕緣絲線懸掛在水平方向的勻強電場中．當小球靜止時，測得懸線與豎直方向成37°夾角．已知重力加速度g=10m/s2，求：（1）電場強度的大小和方向？（2）此時細線的拉力大小？

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】

AC.設(shè)在恒力作用下的加速度為a，則機械能增量，知機械能隨時間不是線性增加，撤去拉力后，機械能守恒，則機械能隨時間不變，A錯誤C正確。BD.撤去拉力后，機械能守恒，則機械能隨時間不變，BD錯誤。2、C【解析】

分別對上升過程、下降過程利用動能定理列方程，得到動能和位移的關(guān)系，分析圖象，即可進行判斷?！驹斀狻吭O(shè)物塊的質(zhì)量為m，由題知空氣阻力不變?yōu)閒，取極短位移x為研究過程，根據(jù)動能定理得，上升過程中有：-mg+fx=Ek-Ek0，則E【點睛】本題考查了動能定理；運用動能定理解題時，首先要選取研究過程，然后分析在這個運動過程中哪些力做正功、哪些力做負功，初末動能為多少，根據(jù)動能定理列方程解答；動能定理的優(yōu)點在于適用任何運動包括曲線運動；一個題目可能需要選擇不同的過程多次運用動能定理研究，也可以全過程根據(jù)動能定理解答。3、C【解析】

通過平拋運動的規(guī)律求出在星球上該行星表面的重力加速度與地球表面的重力加速度之比，再由萬有引力等于重力，求出行星的半徑；【詳解】對于任一行星，設(shè)其表面重力加速度為g

根據(jù)平拋運動的規(guī)律得：，得到：

則水平射程

可得該行星表面的重力加速度與地球表面的重力加速度之比

根據(jù)，得，可得

解得行星的半徑，故選項C正確，ABD錯誤．【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，以及掌握萬有引力等于重力這一理論，并能靈活運用．4、C【解析】

由題意，根據(jù)向心力公式，，結(jié)合牛頓第二定律，則有AB.當保持繩長不變，增大角速度，根據(jù)公式可知，繩對手的拉力將增大，故AB錯誤；CD.當保持角速度不變，增大繩長，根據(jù)公式可知，繩對手的拉力將增大，故C正確，D錯誤．5、A【解析】A、B、在0~2s可讀出初末速度，由動能定理可得，故A正確，B錯誤．C、D、在0~6s內(nèi)由全程的動能定理：，其中；對于0~2s牛頓第二定律，得，而，聯(lián)立得，故C、D均錯誤．故選A．【點睛】本題考查功的計算以及牛頓第二定律的應用、圖象的應用，要注意明確物體的運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出拉力和摩擦力，才能準確求解．6、B【解析】

輕桿的長度等于碗的半徑，由幾何關(guān)系知，OAB為等邊三角形。對小球A進行受力分析可知，小球A受到桿的作用力為F=mgtan30°=mg，B正確。7、CD【解析】

AB.由圖可知，粒子的運動軌跡向左彎曲，說明粒子在a、b兩點受到的電場力沿電場線向左。由于電場線方向不明，無法確定粒子的電性，也無法判斷電場的方向，故AB項與題意不相符；C.粒子的運動軌跡向左彎曲，說明粒子在a、b兩點受到的電場力沿電場線向左，故C項與題意相符；D.根據(jù)電場線的疏密與電場強度的強弱的關(guān)系，判斷出a點的電場強度大，故a點的電場力的大，根據(jù)牛頓第二定律可知，帶電粒子在a點的加速度比b點的加速度大，故D項與題意相符。8、BC【解析】人對重物不做功，因重物沒有位移，A錯；對人在水平方向受力分析，傳送帶對人的摩擦力等于輕繩對人的拉力，即人對傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左，B對；在時間t內(nèi)人對傳送帶做功消耗的能量為W=FL=Gvt，C對；人對傳送帶做功的功率為p=Gv，D錯．9、ACD【解析】三個小球水平方向都做勻速直線運動，由圖看出，水平位移的關(guān)系為，初速度相同，由位移公式得知，運動時間關(guān)系為．小球在豎直方向都做勻加速直線運動，豎直位移大小y相等，由位移公式，得加速度的關(guān)系為，根據(jù)牛頓第二定律得知，三個小球的合力關(guān)系為：．三個質(zhì)量相等，重力相等，則可知，A所受的電場力向上，C所受的電場力向下，則A帶正電、B不帶電、C帶負電．故AC正確，B錯誤．電場力對A做負功，電場力對C做正功，而重力對三個球做功相等，而且重力都做正功，合力對小球做功A最小，C最大，初動能相等，則根據(jù)動能定理得知，到達正極板時動能關(guān)系為．故D正確．故選ACD．【點睛】帶電小球做類平拋運動，不帶電小球做平拋運動，水平方向做勻速直線運動，根據(jù)位移關(guān)系分析時間關(guān)系．豎直方向上三個的位移大小相等，由位移公式分析加速度關(guān)系，判斷小球的電性．根據(jù)動能定理分析到達正極板時動能關(guān)系．10、BCD【解析】試題分析：設(shè)水銀柱兩側(cè)的高度差為h，則：PB-PA=ρgh；先假設(shè)水銀柱不動；將U形管向右稍傾斜一些，水銀柱兩側(cè)的高度差變大，故A側(cè)氣體推動水銀柱靠近右端，故A錯誤；將U形管向左稍傾斜一些，水銀柱兩側(cè)的高度差變小，故B側(cè)氣體推動水銀柱靠近左端，故B正確；兩邊空氣柱升高相同溫度，根據(jù)查理定律公式，有：，故，由于PB-PA=ρgh，故PB＞PA，故△PA＜△PB，故A側(cè)氣體壓強的增加量小，故水銀柱相對玻璃管向A端移動，故C正確；使玻璃管豎直向上減速運動，加速度向下，失重，故PB＞PA+ρ（g-a）h，故水銀柱相對玻璃管向A端移動，故D正確；故選BCD．考點：理想氣體的狀態(tài)變化方程11、BC【解析】

A．拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升時，動能不變，勢能增大，故機械能增大，故A錯誤；B．物體做豎直上拋運動時，只有重力做功，故機械能守恒，故B正確；C．機械能守恒的條件是除重力和彈力以外的力做功的代數(shù)和為0，或者不做功，當重力和彈力以外的力做了功時，物體的機械能不守恒，故C正確；D．合外力對物體做功為零時，如在拉力作用下豎直向上的勻速運動，物體機械能不守恒，故D錯誤.12、AD【解析】

（1）A點電場強度的方向垂直AB向下，EA為A點的合場強，將EA分解到AC和AB方向如圖所示，可知點電荷q1的電場強度方向由C指向A，則q1為正電，知點電荷q2的電場強度方向由A指向B，則q2為負電，A正確，B錯誤；（2）設(shè)AB=2L，則AC=ABsin30°=L，從場強分解的圖中可知，即．又根據(jù)點電荷場強公式，，，結(jié)合，解得，故C錯誤，D正確；故本題選AD．【點睛】將A點場強EA分解到AC和AB方向，從而判斷兩電荷場強的方向，再判斷電性；分別計算兩電荷的場強，根據(jù)兩場強E的比值關(guān)系，求出兩電荷量之比二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）（1）【解析】試題分析：由于遮光板的寬度比較窄，所以把遮光板通過光電門的平均速度認為等于其通過光電門的瞬時速度滑塊通過光電門1的瞬時速度，通過光電門1的瞬時速度．系統(tǒng)重力勢能的減小量為．系統(tǒng)動能的增加量為則驗證的機械能守恒的時候只需要驗證系統(tǒng)勢能減少量和系統(tǒng)動能增加量相等，則表達式為:考點：本題考查的是驗證機械能守恒定律實驗．【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道極短時間內(nèi)的平均速度可以