2023-2024学年海南省三亚市华侨学校物理高一第二学期期末联考模拟试题含解析

2023-2024学年海南省三亚市华侨学校物理高一第二学期期末联考模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、(本题9分)如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星.下列说法中正确的是A．a的线速度小于b的线速度B．a的周期大于b的周期C．a的角速度小于b的角速度D．a的向心加速度大于b的向心加速度2、(本题9分)如图所示，长为R的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端与光滑水平转轴O相连，现给小球一个初速度，使它在竖直面内做圆周运动，已知小球在最高点的速度大小为v，重力加速度为g。下列说法正确的是A．小球在最高点的速度v最小为gRB．小球在最高点对轻杆的作用力方向一定竖直向上C．小球在最高点时对轻杆的作用力大小可能等于mgD．小球在最高点的速度v越大，轻杆对小球的作用力越大3、(本题9分)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则（）A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．这时铁轨对火车的支持力小于4、(本题9分)如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下．已知在下滑的过程中，金属块动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，下列判断中正确的是A．金属块带负电 B．金属块克服电场力做功8JC．金属块的机械能减少12J D．金属块的电势能减少4J5、(本题9分)如图所示，在同一位置，以10m/s水平抛出的物体飞行时间t1后落在斜面上，以20m/s水平抛出的物体飞行时间t2后落在斜面上，则A．t1>t2 B．t1<t2 C．t1=t2 D．θ未知，不能确定6、下列说法，正确的是（）A．电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势在数值上等于电源将正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大D．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大7、(本题9分)如图所示a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c；D．a卫星的周期小于b、c的周期8、(本题9分)如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是A．该匀强电场的电场强度为B．带电物块机械能减少量为C．带电物块电势能的增量为D．对于弹簧和物体组成的系统，重力势能的减少量等于弹性势能与电势能的增加量之和9、(本题9分)如图所示，质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动，现在近地轨道1上的P点开启动力装置，使其变轨到椭圆轨道3上，然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上，完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R，地球的半径为R，引力常量为G，飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=，其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时，r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是（）A．可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是B．可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是-C．可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是、D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是10、(本题9分)如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/4D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/311、如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ．A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点．则卫星在轨道Ⅰ上（）A．经过A点的速度小于经过B点的速度B．经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能C．运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D．经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度12、(本题9分)地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度大于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组要探究“功与物体速度变化的关系”，实验装置如图所示.实验主要步骤如下：①实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，接通电源，轻推小车，小车运动稳定后，得到的纸带应该是如图的__________（填“甲”或“乙”）；②使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程中橡皮筋对小车做的功记为W；③再分别改用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次从同一位置由静止释放小车，使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W；④分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、…．如图所示是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的__________（填“AG”或“GJ”）部分进行测量；⑤根据实验数据，作出W－v图象，下列符合实际的图象是_________.14、（10分）(本题9分)利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用s表示．数字毫秒计能够记录遮光板先后通过两个光电门的时间、，当地的重力加速度为g．请分析回答下列问题（做匀变速直线运动物体极短时间内的平均速度近似为该时间段内任意时刻的瞬时速度）：（1）为完成验证机械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有____（均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义）；（2）滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度=____、=____（用题中已给或所测的物理量符号来表示）；（3）在本实验中，验证机械能守恒的表达式为：____（用题中已给或所测的物理量符号来表示）．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）如图所示，光滑水平面上有一辆质量为Ｍ=1kg的小车，小车的上表面有一个质量为m=0.9kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.1，整个系统一起以v1=10m/s的速度向右做匀速直线运动，此时弹簧长度恰好为原长．现在用一质量为m0=0.1kg的子弹，以v0=50m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短．当弹簧压缩到最短时，弹簧被锁定，测得此时弹簧的压缩量为d=0.50m，g=10m/s1．求（1）子弹射入滑块的瞬间，子弹与滑块的共同速度；（1）弹簧压缩到最短时，弹簧弹性势能的大小．16、（12分）(本题9分)小明课外研究性小组自制一枚火箭，火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动，火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10m/s2，求：火箭离地面的最大高度和从发射到残骸落回地面过程的总时间。17、（12分）(本题9分)如图所示，直角坐标系处于竖直面内，第一、二象限存在着平滑连接的光滑绝缘轨道。第一象限内的轨道呈抛物线形状，其方程为；第二象限内的轨道呈半圆形状，半径为R，B点是其最高点，且第二象限处于竖直方向的匀强电场中。现有一质量为m、带电量为+q的带电小球，从与B点等高的A点静止释放，小球沿着轨道运动且恰能运动到B点。重力加速度为g，求：（1）第二象限内匀强电场的场强E的大小和方向；（2）小球落回抛物线轨道时的动能Ek．

参考答案一、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、D【解析】

A．根据万有引力与行星线速度的关系得：又因为，所以a、b的线速度，故A项错误。B．根据万有引力与行星绕转周期的关系得：又因为，所以a、b的周期，故B项错误。C．根据万有引力与行星角速度的关系得:又因为，所以a、b的角速度，故C项错误。D．根据万有引力与行星加速度的关系得：又因为，所以a、b的加速度，故D项正确。2、C【解析】

A.细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点时，由于杆能支撑小球，所以v的最小值为1．故A项不符合题意；BCD.根据向心力公式Fn=mv2R知，vmg-F=mv可知，v增大，F减小，当v>gRmg+F=mv此时杆对小球的作用力大小可能等于mg，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的作用力大小可能等于mg，v增大，F增大。因此v由零逐渐增大，杆对小球的弹力先减小后增大，故BD不符合题意，C符合题意。3、B【解析】

AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度是当火车转弯的速度大于，需要的向心力增大，则外轨就要对火车产生一个向内的力来提供不足的力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。故A错误，B正确；

CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，此时由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面斜向下，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使铁轨对火车的支持力变大，故CD错误。

故选A。4、C【解析】试题分析：设重力做功为，克服摩擦力做功，电场力做功，由动能定理，解得电场力做功="-"4J，所以电场力做负功，由于斜面上的带电金属块沿斜面滑下故金属块带正电，A、B选项错误；除重力外的其他外力做功-12J，故金属块的机械能减少12J，C选项正确；电场力做负功，金属块的电势能增加，D选项错误．考点：动能定理机械能电场力做功和电势能的变化关系5、A【解析】

物体做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的自由落体运动，则知初速度越大，物体落在斜面上的位置越高，下落的高度越小，由，知，可得；故选A．6、C【解析】

根据电动势的定义式E=W/q，可知电源移动单位正电荷时向外电路提供的电能越多，电动势越大，电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功，故AB错误；电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，选项C正确；电源的电动势与外电路无关，选项D错误.7、AD【解析】试题分析:卫星绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，，由，根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故A正确；由根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的加速度大小相等，且小于a的加速度，故B错误；c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇．故C错误；由，根据题意ra＜rb=rc，a卫星的周期小于b,c的周期，故D正确．考点：万有引力定律及其应用8、CD【解析】

A.物体静止开始下落时的加速度为g，根据牛顿第二定律得：mg-qE=ma，解得：，故A错误。B.从A到C的过程中，带电物块速度都为零，则机械能变化为重力势能减少量mg（H+h），故B错误。C.从A到C过程中，电场力做功为W=-qE（H+h）=-（H+h），，则电势能增加量为（H+h），故C正确。D根据能量守恒知对于弹簧和物体组成的系统，重力势能的减少量等于弹性势能与电势能的增加量之和，故D正确。9、BC【解析】

A．飞行器在轨道1上做圆周运动，则则动能势能机械能选项A错误；BC．飞行器在椭圆轨道3上运行时解得选项BC正确；D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是选项D错误。故选BC。10、BD【解析】A、B项：撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故A错误，B正确；C、D项：撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v1．根据动量守恒和机械能守恒得2mv1=3mv，又联立得到，弹簧的弹性势能最大值为，故C错误，D正确．点晴：本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统．11、AD【解析】

由B运动到A引力做负功，动能减小的，所以经过A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；同在A点，只有加速它的轨道才会变大，所以经过A点的动能小于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，故B错误；轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，故C错误；根据a=，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D正确；故选AD．【点睛】解决本题的关键理解卫星绕地球运动的规律．要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．12、BD【解析】

行星公转时万有引力提供圆周运动向心力，则有：；则有：A.，因为地球公转半径小，所以地球公转周期小于火星的公转周期，A错误；B.，因为地球公转半径小，所以地球公转的线速度大于火星公转的线速度，B正确；C.，因为地球公转半径小，所以地球公转的加速度大于火星公转的加速度，故C错误；D.，因为地球公转半径小，所以地球公转的角速度大于火星公转的角速度，D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、乙GJD【解析】

第一空：平衡合适的依据是小车做匀速直线运动，选择乙图第二空：我们应测量橡皮筋做功结束以后的速度，且此时小车匀速，应选择GJ部分第三空：由于根据实验数据，作出W－v图象为抛物线，D正确14、钩码A与滑块B的质量mA、mB