2023届陕西省长安市第一中学物理高一下期末学业水平测试模拟试题（含答案解析）

2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)下列说法中错误的是（）A．德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律B．牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2、在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动．某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的．则碰后B球的速度大小是()A．B．C．或D．无法确定3、木星的半径约为R=7.0×m。早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星，其中，木卫三离木星表面的高度约为h=1.03×m,它绕木星做匀速圆周运动的周期约等于T=6.0×s，已知引力常量G=6.67×N·m2/kg2，则木星质量的数量级为A．kgB．kgC．kgD．kg4、(本题9分)发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A．牛顿卡文迪许 B．开普勒伽利略C．开普勒卡文迪许 D．牛顿伽利略5、(本题9分)如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B．人在最高点时对座位不可能产生压力C．人在最低点时对座位的压力大于mgD．人在最低点时对座位的压力等于mg6、从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为，抛出B球的初速为2，则两球运动到落地的过程中A．重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率相同B．重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率不同C．重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率相同D．重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率不同7、(本题9分)如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A．球A的周期一定大于球B的周期B．球A的角速度一定大于球B的角速度C．球A的线速度一定大于球B的线速度D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力8、如图所示，两个电源的电动势均为，内阻均为，，直流电动机内阻。当调节滑动变阻器时，图甲电路输出功率最大。调节滑动变阻器使图乙电路中的电流与图甲电路中的电流相等，此时电动机消耗的电功率为，则此时的阻值和电动机的热功率为（）A． B． C． D．9、(本题9分)如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服贴在桶壁上，随圆桶一起转动，相对桶壁未滑动，衣服上的水滴还没有做离心运动。则A．圆桶转速增大，衣服对桶壁的水平压力大小增大B．圆桶转速增大，衣服对桶壁的水平压力大小不变C．圆桶转速增大，衣服所受摩擦力大小增大D．圆桶转速增大，衣服所受摩擦力大小不变10、(本题9分)如图为某运动员低空跳伞表演，假设质量为m的运动员在下落高度h的一段过程中受恒定阻力作用，匀加速下落的加速度为g(g为重力加速度)。在该运动过程中，下列说法正确的是（）A．运动员的重力势能减少了mghB．运动员的动能增加了mghC．运动员克服阻力所做的功为mghD．运动员的机械能减少了mgh11、2017年10月24日，在地球观测组织全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国气象卫星“风云四号”和二氧化碳监测卫星“碳卫星”的数据。“碳卫星”的圆轨道距地球表面700km，“风云四号”的圆轨道距地球表面36000km。有关这两颗卫星的说法正确的是A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度C．“风云四号”卫星的周期小于“碳卫星”的周期D．“风云四号”卫星的角速度小于“碳卫星”的角速度12、(本题9分)在下列实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的有A．小孩沿滑梯匀速滑下的过程B．掷出的标枪在空中飞行的过程C．运动员在空中竖直向上运动的过程D．汽车在关闭发动机后自由滑行的过程二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能，将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定，使弹簧处于原长时，小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面的P点．(1)现测得桌面边缘0点至P点的竖直高度为h，水平距离为x，小球A的质量为，重力加速度的大小为g，则：①小球离开桌面时的速度大小=_________．②小球A在C点时弹簧的弹性势能Ep=__________(填空均用已知物理量或测得物理量的符号表示)．(2)该同学用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒，如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为(<)的小球B，仍然将A球推至C点后由静止释放，A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点，测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为、.①若两球碰撞前后的动量守恒，则应该满足表达式___________________________．②若碰撞为弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为____________________________．14、（10分）(本题9分)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，通过电磁铁控制小铁球从A点由静止释放，下列过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束．（当地重力加速度用g表示）（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量有_________；A．A点与地面间的距离HB．小铁球的质量mC．小铁球从A到B的下落时间tABD．小铁球的直径dE．A、B之间的距离h（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=________，如果关系式=_________成立，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒．（用测量的物理量表示）．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）(本题9分)在如图所示的电路中，电源电动势E=6 V，内阻r=1 Ω。D为直流电动机，其电枢线圈电阻R=2 Ω，限流电阻R（1）通过电动机的电流是多大；（2）电动机输出功率是多少。16、（12分）(本题9分)如图所示，设电子刚刚离开金属丝时的速度可忽略不计，经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出．已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U1．偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d，不计电子所受重力．求：（1）电子射入偏转电场时初速度的大小；（2）电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；（3）电子从偏转电场射出时速度的大小和方向．17、（12分）(本题9分)科学家认为在太阳系中除地球外最有可能出现生命的是土卫六---泰坦．为了研究土卫六，假设我们发射一个质量为m的探测器，使探测器进入土卫六引力区时，能够绕土卫六做匀速圆周运动，此时探测器距离土卫六表面的高度为h，以后探测器可以经过一系列的制动到达土卫六表面附近，然后开始以初速度垂直土卫六地面匀减速下落，直到悬停，所用的时间为t，假设轨迹为直线．土卫六的半径为R，土卫六表面的重力加速度为g，引力常量为G，求：(1)探测器绕土卫六做圆周运动的周期；(2)土卫六的第一宇宙速度及平均密度；(3)探测器下落时发动机的平均推力F．

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、D【答案解析】A、德国天文学家开普勒研究了第谷观测记录的天文数据，总结出了开普勒三大定律，故A正确；

B、牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律，故B正确；

C、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤测出了引力常量，故C正确；

D、根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，这是对同一个行星而言，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故D错误．点睛：本题是物理学史问题，根据开普勒、牛顿、卡文迪许等科学家的成就进行解答；行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，这是对同一个行星而言．2、A【答案解析】根据碰后A球的动能恰好变为原来的得：解得：碰撞过程中AB动量守恒，则有：mv=mv′+3mvB

解得：vB=v或vB=v；当vB=v时A的速度大于B的速度，不符合实际，故选项A正确，BCD错误，故选A.点睛：本题考查的是动量定律得直接应用，注意动能是标量，速度是矢量；同时要分析结果是否符合实际情况，即不可能发生二次碰撞．3、C【答案解析】

根据万有引力提供向心力有：解得木星的质量代入数据，解得M≈2.0×1027kg，即木星质量的数量级为1027kg；A.kg，与结论不相符，选项A错误；B.kg，与结论不相符，选项B错误；C.kg，与结论相符，选项C正确；D.kg，与结论不相符，选项D错误。4、A【答案解析】牛顿根据行星的运动规律和牛顿运动定律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量，故选项A正确．点睛：记住一些科学家的主要贡献，相当于考查了物理学史．5、C【答案解析】试题分析：乘坐游乐圆的翻滚过山车时，质量为m的人随车一起在竖直平面内旋转，在最高点，向心加速度指向下，所以需要指向圆心的合外力，即，该支持力最小可以为零，若不带安全带，虽然理论分析可以，但是不安全．所以AB均错．在最低点，显然压力要大于重力，C对考点：圆周运动点评：本题考查了圆周运动向心力的来源的分析．在解决这类问题时，要特别注意向心力的来源，并要知道向心力是指的指向圆心的合外力．6、A【答案解析】平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，所以两球落地时间相等；高度相等、两球质量相等，重力做功相等；据可得重力的平均功率相同．两球落地时间相等，两球落地时在竖直方向的分速度相等，据，两球落地时重力的瞬时功率相同．故A项正确，BCD三项错误．7、AC【答案解析】

ABC．对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图：根据牛顿第二定律，有解得A的半径大，则A的线速度大，角速度小根据知A球的周期大，选项AC正确，B错误；D．因为支持力知球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力，选项D错误。故选AC。8、AD【答案解析】

AB．对于甲图，当电路的内阻和外阻相等时，电路的输出功率最大，则甲图中电流为根据题意知，图乙电路中的电流也为I=1A

电动机消耗的电功率PM=2W，根据PM=UMI，得UM=2V则变阻器两端的电压U2=E-Ir-UM=6-1×3-2=1V故A正确，B错误。

CD．电动机的热功率P=I2R0′=1W故C错误，D正确。

故选AD。9、AD【答案解析】

AB.水平方向桶对衣服的弹力提供向心力，圆桶转速增大，所需向心力增大，弹力变大，根据牛顿第三定律可知衣服对桶壁的水平压力大小增大，A正确B错误。CD.竖直方向始终处于平衡状态，所以摩擦力与重力等大反向，不变，C错误D正确。10、BD【答案解析】

A、运动员在下落高度h的一段过程中，重力做功mgh，运动员的重力势能减少了mgh，故A错误。B、运动员在下落高度h的一段过程中，合外力的功W合=mah=mgh，根据动能定理W合=Ek，运动员的动能增加了mgh，故B正确。CD、根据牛顿第二定律mg-Ff=ma，运动员受到的阻力Ff=mg，在下落高度h的过程中，运动员克服阻力所做的功Wf=mgh，根据能量守恒，运动员的机械能减少了mgh，故C错误，D正确。11、BD【答案解析】

根据，可知运行轨道半径越大向心加速度越小，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的向心加速度小于“碳卫星”的向心加速度，故A错误；由，有，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度，故B正确；由可得可知，风云四号卫星的周期大于碳卫星的周期，选项C错误；根据可知，风云四号卫星的角速度小于碳卫星的角速度，选项D正确；故选BD.12、BC【答案解析】

据机械能守恒条件分析答题；只有重力或弹簧的弹力做功时，系统机械能守恒.【题目详解】小孩沿滑梯匀速下滑，动能不变，势能减小，机械能减小，故A错误；掷出的标枪在空中飞行的过程，只受到重力作用，故机械能守恒，故B正确；运动员在空中竖直向上运动的过程，只受到重力作用，故机械能守恒，故C正确；汽车在关闭发动机后自由滑行的过程，受到阻力作用，动能减小，势能不变，机械能不守恒，故D错误；故选BC。【答案点睛】本题考查了机械能是否守恒的判断，关键要掌握机械能守恒的条件，判断做功情况，即可正确解题.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）（2）（3），【答案解析】

(1)小球离开桌面后，做平抛运动，因竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，依据平抛运动处理规律，则有：；(2)根据能量守恒定律，弹簧压缩△x时的弹性势能；(3)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即为：；小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：即可证明动量守恒；小球发生弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，根据守恒定律有：，则有：．14、DE；；；【答案解析】

（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；

B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；

C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；

D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确；

E、测量AB之间的距离h求解重力势能的减小量，故E正确．

（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：，

根据机械能守恒需要验证的是：即，因此三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）0.1A；（2）0.54W【答案解析】

（1）通过电动机的电流I与流过限流电阻R'由：I=得：I=（2）由E=Ir+U+可得电动机两端的电压为：UD=E-Ir-U=5.6V所以电动机输入的电功率：P电动机的