山西省汾陽市第二高級中學(xué)2022年物理高一下期末學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請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)下列說法正確的是A．功率表示力對物體做功多少B．功的單位可以用C．開普勒在前人研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出行星運動三定律D．牛頓由于測出了萬有引力常量而被稱為第一個“稱量地球的質(zhì)量”的人2、如圖所示，當(dāng)汽車以12m/s通過拱形橋頂時，對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?。如果要使汽車在橋面行駛至橋項時，對橋面的壓力恰好為零，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葹锳．3m/s B．10m/s C．12m/s D．24m/s3、(本題9分)如下圖所示，是一個半徑為R的中國古代八卦圖，中央S部分是兩個半圓，練功人從A點出發(fā)沿相關(guān)路線進(jìn)行(不能重復(fù))，在最后又到達(dá)A點．求在整個過程中，此人所經(jīng)過的最大路程和最大位移分別為()A．0；0 B．2R；2RC．(3π＋2)R；2R D．(2π＋2)R；2R4、某原子電離后其核外只有一個電子，若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運動，那么電子運動（）A．半徑越大，加速度越大 B．半徑越小，周期越大C．半徑越大，角速度越小 D．半徑越小，線速度越小5、如圖所示，一質(zhì)量為m的小圓環(huán)，套在一豎直固定的光滑輕桿上，用一跨過光滑定滑輪的細(xì)繩拉住，在力F作用下，讓小圓環(huán)由位置A（AO在同一水平面上）緩慢運動到B點，已知此時細(xì)繩BO段長為l，與輕桿的夾角為θ，重力加速度為g，則此過程中力F所做的功為A．-mglcosθ B．-Fl（1-sinθ）C．-Flcos2θ D．無法確定6、利用傳感器和計算機(jī)可以測量快速變化的力，如圖所示是用這種方法獲得的彈性繩中拉力F隨時間的變化圖象．實驗時，把小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落．從圖象所提供的信息，判斷以下說法中正確的是A．t1時刻小球速度最大B．t2時刻小球動能最大C．t2時刻小球勢能最大D．t2時刻繩子最長7、(本題9分)如圖，a、b、c、d為一邊長為2l的正方形的頂點。電荷量均為q（q>0）的兩個點電荷分別固定在a、c兩點，靜電力常量為k。不計重力。下列說法不正確的是A．b點的電場強(qiáng)度大小為2kq4l2 B．電子過C．在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，ac連線上中點的電勢最高 D．在b點從靜止釋放的電子，到達(dá)d點時動能不為零8、如圖所示，一個長直輕桿兩端分別固定一個小球A和B，A球、B球質(zhì)量分別為2m、m，兩球半徑忽略不計，桿的長度為。先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕振動小球B，使小球A在水平面上由靜止開始向右滑動，當(dāng)小球B沿墻下滑距離為時,下列說法正確的是（）A．小球A的速度為B．小球B的速度為C．小球B沿墻下滑過程中，桿對B做的功為D．小球B沿墻下滑過程中，桿對A做的功為9、(本題9分)質(zhì)量為1500kg的汽車在平直的公路上運動，v-t圖象如圖所示．由此可求()A．前25s內(nèi)汽車的平均速度B．前10s內(nèi)汽車的加速度C．前10s內(nèi)汽車所受的阻力D．15～25s內(nèi)合外力對汽車所做的功10、(本題9分)質(zhì)量為m＝1kg的物體沿水平面向右做直線運動．t＝0時刻受到一個水平向左的恒力F，如圖甲所示．此后物體的v－t圖象如圖乙所示．取水平向右為正方向．g取10m/s1．則A．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5B．8s末物體的動量為8kgm/sC．0－10s內(nèi)恒力F的沖量大小為30NSD．0－10s內(nèi)恒力F做功的平均功率為0.6W11、(本題9分)如圖所示，一內(nèi)壁光滑的圓形細(xì)管豎直放置，其半徑為R，質(zhì)量為m的小球在該管內(nèi)做圓周運動，小球可視為質(zhì)點．下列說法中正確的是A．小球能夠通過光滑圓形細(xì)管最高點時的速度可以為B．小球能夠通過光滑圓形細(xì)管最高點時的最小速度為C．如果小球在光滑圓形細(xì)管最高點時的速度大小為2，則此時小球?qū)艿烙邢蛏系淖饔昧．如果小球在光滑圓形細(xì)管最低點時的速度大小為，則小球通過該點時與管道間無相互作用力12、(本題9分)關(guān)于電容器的電容，下列說法正確的是（）A．電容器所帶的電荷量越多，電容越大B．電容器兩極板間電壓越高，電容越大C．電容器不帶電時，電容也不為零D．電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)如圖為“驗證動能定理”的實驗裝置，用拉力傳感器記錄小車受到拉力F的大小，在長木板上相距適當(dāng)距離的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車通過A、B時的速率，要求拉力傳感器的示數(shù)即為小車所受的合外力。（1）為了完成實驗，除了測量小車受到拉力的大小F、小車通過A、B時的速率vA和vB（2）與本實驗有關(guān)的下列說法正確的是__A、要調(diào)整長木板的傾斜角度，平衡小車受到的摩擦力B、應(yīng)先釋放小車，再接通速度傳感器的電源C、改變所掛鉤碼的數(shù)量時，要使所掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量D、該實驗裝置也可以用來驗證牛頓第二定律。14、（10分）(本題9分)如圖1所示的裝置，可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系．水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．實驗首先保持軌道水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s．（1）該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量（填“需要”或“不需要”）（2）實驗需用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d，如圖2所示，d=mm（3）某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2（小車通過光電門2后，砝碼盤才落地），已知重力加速度為g，則對該小車實驗要驗證的表達(dá)式是．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，ABC為豎直面內(nèi)一固定軌道，AB段是半徑為R的光滑圓弧，水平段與圓弧軌道相切于B，水平段BC長度為L，C端固定一豎直擋板．一質(zhì)量為m的小物塊自A端從靜止開始沿圓軌道下滑，與擋板共發(fā)生了兩次碰撞后停止在水平段B、C之間的某處，物塊每次與擋板碰撞不損失機(jī)械能(即碰撞前、后速率相同)．不計空氣阻力，物塊與水平段BC間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．試求物塊(1)第一次與擋板碰撞時的速率；(2)在水平軌道上滑行的總路程；(3)最后一次滑到圓軌道底端B處對圓軌道的壓力．16、（12分）(本題9分)我國預(yù)計在2020年左右發(fā)射“嫦娥六號”衛(wèi)星。以下是某同學(xué)就有關(guān)月球的知識設(shè)計的兩個問題，請你解答：（1）若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球中心與地球中心間距離r，且把月球繞地球的運動近似看做是勻速圓周運動，試求出月球繞地球運動的周期為T；（2）若宇航員隨“嫦娥六號”登陸月球后，站在月球表面以初速度v0水平拋出一個小球，小球飛行一段時間t后恰好垂直地撞在傾角為θ=37°的的斜坡上，已知月球半徑為R0，月球質(zhì)量分布均勻，引力常量為G，試求月球的密度？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）17、（12分）(本題9分)場是物理學(xué)中一個重要的概念，現(xiàn)代物理科學(xué)也證明了場的真實存在．物理學(xué)中的靜電場與重力場有一定相似之處，例如帶電體在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)與物體在重力場中的平拋運動規(guī)律類似．(1)在一個完全失重的空間，存在豎直向下的勻強(qiáng)電場．一質(zhì)量為m、電量為q的小球以初速度v0水平拋出，當(dāng)小球下落高度為h時，小球到達(dá)位置與拋出點的水平距離為x．若取拋出點電勢為零，試求電場強(qiáng)度的大小和小球到達(dá)位置的電勢．(2)若取無窮遠(yuǎn)處的重力勢能為0，當(dāng)物體到地球球心距離為r時，物體的重力勢能為，已知萬有引力常量為G，地球質(zhì)量為M．請類比電場強(qiáng)度和電勢的定義方法，分別定義地球周圍某點的“重力場強(qiáng)度”和“重力勢”，并描繪地球周圍的“重力場線”和“等重力勢線”．

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．功率表示力對物體做功的快慢程度，選項A錯誤；B．功的單位可以用N?m=J表示，1N=1kg?m/s2是力的單位，選項B錯誤；C．開普勒在前人研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出行星運動三定律，選項C正確；D．卡文迪許由于測出了萬有引力常量而被稱為第一個“稱量地球的質(zhì)量”的人，選項D錯誤；故選C.2、D【解析】

根據(jù)牛頓第二定律得：mg-N=m，其中N=mg，解得：R=57.6m。當(dāng)車對橋頂無壓力時，有：mg=m，代入數(shù)據(jù)解得：v'=24m/s。A.3m/s，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.10m/s，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.12m/s，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.24m/s，與結(jié)論相符，選項D正確；3、C【解析】

路程是指物體所經(jīng)過的路徑的長度，沿圖中路線走完一遍的路程s=2πR+πR+2R=（3π+2）R；當(dāng)人離A點最遠(yuǎn)的時候，位移最大，所以當(dāng)人在C點的時候，離A最遠(yuǎn)，此時的位移是最大的，即為2R，故C正確；故選C．點睛：位移是指從初位置到末位置的有向線段，位移的大小只與初末的位置有關(guān)，與經(jīng)過的路徑無關(guān)；路程是指物體所經(jīng)過的路徑的長度.4、C【解析】

根據(jù)庫侖定律求出原子核與核外電子的庫侖力．根據(jù)原子核對電子的庫侖力提供向心力，由牛頓第二定律求出角速度，加速度，周期，線速度進(jìn)行比較．【詳解】根據(jù)原子核對電子的庫侖力提供向心力，由牛頓第二定律得=ma=m=mω2r=，可得a=T=ω=v=A、半徑越大，加速度越小，故A錯誤；B、半徑越小，周期越小，故B錯誤；C、半徑越大，角速度越小，故C正確；D、半徑越小，線速度越大，故D錯誤．故選C．【點睛】能夠根據(jù)題意找出原子核與核外電子的庫侖力提供向心力，并列出等式求解．對于等效環(huán)形電流，以一個周期為研究過程求解．5、A【解析】

小圓環(huán)由A（AO在同一水平面上）緩慢運動到B點過程中，應(yīng)用動能定理可得：，解得：此過程中力F所做的功．A．與計算結(jié)果相符，故A項正確．B．與計算結(jié)果不符，故B項錯誤．C．與計算結(jié)果不符，故C項錯誤．D．可以進(jìn)行計算，故D項錯誤．6、D【解析】把小球舉高到繩子的懸點O處，讓小球自由下落，t1時刻繩子剛好繃緊，此時小球所受的重力大于繩子的拉力，小球向下做加速運動，當(dāng)繩子的拉力大于重力時，小球才開始做減速運動，所以t1時刻小球速度不是最大．故A錯誤．t2時刻繩子的拉力最大，小球運動到最低點，速度為零，動能最小，勢能也最小，繩子也最長．故BC錯誤，D正確．故選D．點睛：本題考查運用牛頓定律分析小球運動情況的能力，要注意繩子拉力的變化與彈簧的彈力類似，主要是分析彈力和重力的大小關(guān)系，從而分析小球的運動情況．7、CD【解析】

A．固定在a點的點電荷在b點的電場強(qiáng)度大小E1=kq(2l)2，方向由a點指向b點；固定在c點的點電荷在b點的電場強(qiáng)度大小E2=kq(2l)BD．由等量正電荷電場線分布和等勢面分布特點知，b、d兩點的電勢相等，則電子過b、d點時的電勢能相等；據(jù)能量守恒知，在b點從靜止釋放的電子，到達(dá)d點時動能為零．故B項不符合題意，D項符合題意；C．由等量正電荷電場線分布和等勢面分布特點知，ac連線上中點的電勢最低；故C項符合題意。8、AD【解析】

AB.當(dāng)小球B沿墻下滑距離為時，桿與水平方向的夾角的正弦是，此時A、B兩小球的速度關(guān)系滿足，由機(jī)械能守恒定律得：解得：小球A的速度為。小球B的速度為，故A正確，B錯誤。C.由動能定理得：，小球B沿墻下滑過程中，桿對B做的功為，故C錯誤；D由動能定理得：，小球B沿墻下滑過程中，桿對A做的功為，故D正確；9、ABD【解析】試題分析：觀察速度時間圖像，V-t圖像和時間軸圍成面積代表位移，斜率代表加速度a，觀察圖像可知，前10s斜率即加速度,答案B對．根據(jù)牛頓第二定律，牽引力未知因此無法求出阻力，C錯．前25s圖像和時間軸圍成的面積可以分成前10s三角形和中間5s矩形及后10s梯形都可以計算出面積，也就可以知道前25s位移，除以時間即可算出平均速度，A對．根據(jù)動能定理，合外力做功等于動能變化量，15～25s的初速度和末速度都知道而且題目告訴有質(zhì)量，答案D對．考點：速度時間圖像動能定理10、CD【解析】設(shè)物體向右做勻減速直線運動的加速度為a1，則由v-t圖得，加速度大小a1=1m/s1方向與初速度方向相反；設(shè)物體向左做勻加速直線運動的加速度為a1，則由v-t圖得，加速度大小a1=1m/s1方向與初速度方向相反；根據(jù)牛頓第二定律，有F+μmg=ma1；F-μmg=ma1；解得：F=3N；μ=0.05，故A錯誤．8s末物體的速度為v4=-4m/s，動量mv4=-8kgm/s，選項B錯誤；0－10s內(nèi)恒力F的沖量大小為I=Ft=30N?S，選項C正確；10s內(nèi)的位移；0-10s內(nèi)恒力F做功W=Fx=3×1J=6J，則平均功率，故D正確．故選CD．點睛：本題關(guān)鍵先根據(jù)運動情況求解加速度，確定受力情況后求解出動摩擦因數(shù)，根據(jù)v-t圖與橫軸所圍的面積表示位移求解位移及功率等．11、AC【解析】

AB.小球在最高點，由于細(xì)管對小球的彈力可以向上，也可以向下，則v的最小值為零，故A正確，B錯誤；CD.小球在最低點，不管小球的速度是多少，向心力由軌道向上的支持力和向下重力提供，且支持力大于重力，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)艿烙邢蛏系淖饔昧?，故C正確，D錯誤．12、CD【解析】電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，電容器的電容是由電容器本身的性質(zhì)決定的，與電容器所帶電荷量及兩極板間的電壓無關(guān)；電容器的電容是定值，未充電時，電容保持不變，但不是零，CD正確．【點睛】電容的大小與電容器兩端的電壓及電容器所帶的電量無關(guān)，根據(jù)平行板電容器的決定式可知電容與兩極板的距離、正對面積有關(guān)．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、A、B兩點之間的距離小車和車上的拉力傳感器的總質(zhì)量mFx=1【解析】

（1）[1][2][3]設(shè)A、B兩點之間的距離x，小車和車上的拉力傳感器的總質(zhì)量m，根據(jù)動能定理：Fx=12mvB2-12（2）[4]A．若沒有平衡摩擦力，則有F-f=ma，而摩擦力f又無法求出，因此需平衡摩擦力，故A正確；B．應(yīng)選打開電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放小車，故B錯誤；C．小車受到的拉力由傳感器顯示，不再用鉤碼的重力代替，不必使掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故C錯誤；D．本實驗也可以驗證加速度與物體受到的力的關(guān)系，即牛頓第二定律，故D正確．故選：AD14、（1）不需要；（2）5.50mm．（3）C.【解析】試題分析：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為，游標(biāo)讀數(shù)等于，所以最終讀數(shù)為：．（2）由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度滑塊通過光電門1速度為：，滑塊通過光電門2速度為：，根據(jù)功能關(guān)系需要驗證的關(guān)系式為：．考點：探究功與速度變化的關(guān)系【名師點睛】了解光電門測量瞬時速度的原理，實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，對