湖南省衡阳市衡阳县五中2023学年高一物理第二学期期末考试模拟试题（含答案解析）

2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、磁控管是微波炉的“心脏”，由它产生和发射微波，它实际上是一个真空管，利用磁场将电子群约束在圆管内，如果电子群被控制在较小的圆形区域内如图所示，O是电子群的中心，A、C是磁控管边缘两点，其中，三点共线，则（）A．电子群在A、C处产生的场强大小：B．电子群形成的电场在A、C处的电势：C．同一正电荷分别在A、C处电势能：D．同一负电两分别在A、C处受到的电场力：2、(本题9分)下列关于质点的说法正确的是（）A．研究跳水运动员在空中的翻转动作时，运动员可当作质点B．研究航天器绕地球运动的运行轨道时，航天器可当作质点C．研究地球自转时，地球可当作质点D．研究火车车轮的转动时，车轮可当作质点3、(本题9分)如图所示，电风扇工作时，叶片上a、b两点的线速度分别为va、vb，角速度分别为ωa、ωb，则下列关系正确的是A．， B．，C．， D．，4、(本题9分)如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角．则下列说法正确的是()A．小铁球受到的合外力方向水平向左B．F＝(M＋m)gtanαC．系统的加速度为a＝gsinαD．F＝mgtanα5、(本题9分)如图所示某小孩在广场游玩时将一气球用轻质细绳与地面上木块相连，气球在水平风力作用下处于斜拉状态，此时细绳与竖直线成角．假若气球和木块的质量分别为m、M。当水平风力缓慢增大时，则下列说法中错误的是（）A．水平风力足够大时，木块一定会脱离水平面B．细绳拉力变大C．水平面对木块的支持力不变D．水平面对木块的摩擦力变大6、如图所示，质量为0.1kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4m后以3.0m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45m，若不计空气阻力，取g=10m/s2，则()A．小物块的初速度是5m/sB．小物块的水平射程为1.2mC．小物块在桌面上克服摩擦力做8J的功D．小物块落地时的动能为0.9J7、(本题9分)如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的重物相连，重物套在固定的粗糙竖直杆上．开始时重物处于A处，此时弹簧水平且处于原长．现将重物从A处由静止开始释放，重物下落过程中经过B处时速度最大，到达C处时速度为零，已知AC的高度差为h．现若在C处给重物一竖直向上的初速度v，则圆环恰好能回到A处．已知弹簧始终在弹性限度内，重物与杆之间动摩擦因数恒定，重力加速度为g，则下列说法中正确的是A．重物下滑到B处时，加速度为零B．重物在下滑过程中所受摩擦力先增大后减小C．重物从A到C的过程中弹簧的弹性势能增加了D．重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失大于上升过程中机械能的损失8、(本题9分)地球的质量为，半径为，自转角速度为，万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，同步卫星距地面的距离为，则同步卫星的线速度大小为（）A． B． C． D．9、关于人造地球卫星，下列说法中正确的是()A．由公式F=G知，卫星所受地球引力与其轨道半径r二次方成反比B．若卫星做匀速圆周运动，则卫星距地心越远，角速度越大C．地球的所有同步卫星均在同一轨道上运行D．第一宇宙速度是发射卫星的最大发射速度10、如图所示，已知电源的内阻r=2Ω，定值电阻R1=0.5Ω，调节可变电阻R2的最大电阻1.5Ω，当调节可变电阻R2的阻值从最大到零的过程中，以下说法正确的是A．电源总功率一直变大B．电源效率一直变小C．电源输出功率先变大再变小D．可变电阻R2消耗功率先变大再变小11、(本题9分)如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是()A．A、B两球受到的向心力之比为2∶1B．A、B两球角速度之比为1∶1C．A、B两球运动半径之比为1∶2D．A、B两球向心加速度之比为1∶212、人造地球卫星可以看起来相对地面静止，就是我们常说的同步卫星。地球半径为R，质量为M，自转周期为T，同步卫星距离地面高度为h，运行速度为v。下列表达式正确的是（）A．h=3GMT2C．v=32π二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝____________，动能变化量ΔEk＝__________。（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法14、（10分）(本题9分)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）(1)下列实验步骤正确的是________A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______。（结果保留两位有效数字）(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为______。A．B．C．D．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)如图所示，P为弹射器，PA、BC为光滑水平面分别与传送带AB水平相连，CD为光滑半圆轨道，其半径R=1m，传送带AB长为L=6m，并沿逆时针方向匀速转动．现有一质量m=1kg的物体（可视为质点）由弹射器P弹出后滑向传送带经BC紧贴圆弧面到达D点，已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能，物体与传送带的动摩擦因数为=0.1．取g=10m/s1，现要使物体刚好能经过D点，求：（1）物体到达D点速度大小；（1）则弹射器初始时具有的弹性势能至少为多少．16、（12分）(本题9分)天文观测发现：某半径为R的行星有一颗卫星绕其做匀速圆周运动。测得卫星到行星中心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的周期为T，已知万有引力常量为G.求：（1）该行星的质量和密度；（2）若在此行星表面发射卫星，则发射卫星的最小速度为多少?17、（12分）(本题9分)如图，在xOy平而内，x=0与x=3L两直线之间存在两匀强磁场，磁感应强度大小相同，方向均垂直于xOy平面，x轴为两磁场的分界线；在第I象限内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从x轴上的A点以某一初速度射入电场，一段时间后，该粒子运动到y轴上的P（0，）点，以速度v0垂直于y轴方向进入磁场。不计粒子的重力。（1）求A点的坐标；（2）若粒子能从磁场右边界离开，求磁感应强度的取值范围；（3）若粒子能从O'（3L，0）点离开，求磁感应强度的可能取值。

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、C【答案解析】

AB.负电荷的电场线分布为呈辐射状指向电荷的线，电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向。沿着电场线方向电势是降低的。越靠近电荷电场强度越大，越靠近负电荷，电势越低。即EA＞EC，φA＜φC，故AB错误；C.正电荷在电势高的地方电势能大，故同一正电荷分别在A、C处的电势能：EPA＜EPC，故C正确；D.场强大的地方，电荷受到的电场力大，同一负电荷分别在A、C处受到的电场力：FA＞FC，故D错误。2、B【答案解析】A、研究高台跳水运动员空中翻转动作时，运动员的形状和大小在所研究的问题中不可以忽略，运动员不可以看作质点，故A错误；B、研究航天器绕地球运动的运行轨道时，航天器的形状和大小在所研究的问题中可以忽略，航天器可当作质点，故B正确；C、研究地球自转时，地球的形状和大小在所研究的问题中不可以忽略，不可当作质点，故C错误；D、研究火车车轮的转动时，车轮的形状和大小在所研究的问题中不可以忽略，不可当作质点，故D错误；故选B．【答案点睛】能否看作质点，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略．3、D【答案解析】

电扇上的a、b两点在同一扇叶上属于共轴转动，具有相同的角速度，所以，由于线速度，而且由图可知，所以．故选D正确．4、B【答案解析】

小铁球和凹槽整体在水平方向上只受推力F作用，故系统有向右的加速度，小铁球受到的合外力方向水平向右；受力分析如图所示；故A错误．根据几何关系可知小铁球所受的合外力为mgtanα，由牛顿第二定律可知加速度为gtanα，推力F=（m+M）gtanα，故B正确，CD错误．故选B．【答案点睛】本题主要考查牛顿第二定律的应用，要注意整体法和隔离法的正确应用，明确两物体的加速度相同；则根据小球的受力情况可明确加速度大小．5、A【答案解析】

AC.对气球和砖块的整体，竖直方向受到重力、浮力和地面的支持力作用，则G=FN+F浮，若水平风力缓慢增大，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面，故A错误，C正确；B.对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图所示根据共点力平衡条件，有：Tsinθ=F；Tcosθ+mg=F浮，解得，当风力缓慢增大时，绳子的拉力T也增大，故B正确；D.水平方向，整体受到水平风力和地面给砖块的摩擦力作用，所以砖块受到的摩擦力总等于水平风力，当风力缓慢增大时，砖块受到的摩擦力也缓慢增大，故D错误。6、D【答案解析】由题意可以，小物块到达B时的速度=3m/s，如下图所示小物块从A运动到B的过程中，由动能定理可得：解得：，故A选项错误；（或根据牛顿第二定律，根据运动学公式，求解）小物块从B点离开桌面后，做平抛运动所以，解得因此，水平射程=0.9m，选项B错误；小物块在桌面上克服摩擦力做的功=2J，选项C错误；从B到C，利用动能定理得：，解得，D正确．（或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能）7、AC【答案解析】

根据圆环的运动情况分析下滑过程中，分析加速度的变化；研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程和圆环从C处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式，可求弹力做功，从而得到在C处弹簧的弹性势能．【题目详解】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，A正确；B．设弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的劲度系数为k，受力分析如图所示，则，而，故，减小，故N增大，根据可得摩擦力增大，B错误；C．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得，在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理得，解得，，所圆环从A处到C处的过程中弹簧的弹性势能增加量为，C正确；D．下滑过程和上滑过程经过同一位置时圆环所受的摩擦力大小相等，两个过程位移大小相等，所以摩擦力做功相等，即重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失等于上升过程中机械能的损失，D错误．8、AB【答案解析】

A．同步卫星的运转角速度等于地球自转角速度为，根据可得同步卫星的线速度大小为故A正确；BC．同步卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有解得联立黄金代换式可得故B正确，C错误；D．第一宇宙速度的表达式为同步卫星线速度小于第一宇宙速度，故D错误；故选AB。9、AC【答案解析】

A．根据公式F=G知，卫星所受地球引力与其轨道半径r二次方成反比，故A正确；B．由万有引力提供向心力得解得卫星距地心越远，角速度越小，故B错误；C．地球的所有同步卫星均在赤道平面上运行，故C正确；D．第一宁宙速度是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，最小的发射速度，故D错误。故选AC。10、AB【答案解析】

A、当可变电阻的阻值从最大到零的过程中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流增大，根据可知电源总功率一直变大，根据闭合电路欧姆定律可知路端电压减小，所以电源效率一直变小，故选项A、B正确；C、由于，根据电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大可知可变电阻的阻值从最大到零的过程中电源输出功率一直减小，故选项C错误；D、当把和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做，由于，根据电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大可知可变电阻的阻值从最大到零的过程中可变电阻消耗功率一直减小，故选项D正确。11、BCD【答案解析】由绳子的拉力提供向心力，绳子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比为1：1，故A错误；同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有：mAω2rA=mBω2rB，解得：，故BC正确；根据a=ω2r得：，故D正确；故选BCD。12、AC【答案解析】

根据万有引力提供向心力F万=F向GMm(R+h)2＝又v＝2π(R+h)T【答案点睛】该题为天体运动的典型题型，由万有引力提供向心力，公式中量比较多，计算要小心。属于基础题。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AABΔEp＝－mghBΔE＝m2C【答案解析】

（1）[1]．验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相等，所以需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故选A；

（2）[2]．电磁打点计时器使用低压交流电源；需选用刻度尺测出纸带上任意连点见得距离，表示重锤下落的高度；等式两边都含有相同的质量，所以不需要天平秤质量；故选AB；

（3）[3][4]．根据功能关系，重物的重力势能变化量的大小等于重力做的功的多少，打B点时的重力势能减小量：△Ep=-mghBB点的速度为：所以动能变化量为：；（4）[5]．由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C选项正确；14、BDE1.3C【答案解析】

(1)[1]．AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故A错误，E正确；

B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，应拿走砂桶，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C错误；

D．改变砂和砂桶的质量，打