2023年天津市南开区南开中学高一物理第二学期期末质量检测模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：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)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示．关于该实验，下列说法不正确的是A．重物应选用质量较大的物体B．两个限位孔应在同一竖直线上C．打点计时器应接低压交流电源D．应先释放纸带，后接通电源2、(本题9分)2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）A．黑洞A、B的质量之比为1∶2B．黑洞A、B所受引力之比为1∶2C．黑洞A、B的角速度之比为1∶2D．黑洞A、B的线速度之比为1∶23、(本题9分)据报道，嫦娥一号和嫦娥二号绕月飞行的圆形工作轨道距月球表面分别约为200km和100km，运行速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为（月球半径取1700km）（）A．18/19 B．19/18C． D．4、(本题9分)下列说法正确的是：（）A．电场一旦产生，则空间任一位置的电势和电势能就为一定值，B．电势相等的两点，场强大小也相等，但方向可以不同，C．场强为零的地方，不存在电场，所以该点的电势也为零，D．接地的金属壳或者金属网可以将内外的电场相互隔断5、(本题9分)质量为1kg的物体，在水平面做直线运动,初速度大小为8m/s。它在一个水平力作用下，经一段时间后速度变为2m/s，方向与初速度方向相反。则在这段时间内物体动量的变化量为A．10，方向与初速度方向相反B．10，方向与初速度方向相同C．6，方向与初速度方向相反D．6，方向与初速度方向相同6、(本题9分)某足球运动员用200N的力把质量为440g的足球以15m/s的速度踢出，飞行20m碰到门框后以10m/s的速度反弹，关于运动员对足球做的功，下列说法中正确是（）A．4000J B．49.5J C．27.5J D．条件不足无法计算7、(本题9分)如图所示，在匀强电场中有边长L=3cm、∠A=60°的菱形ABCD，场强方向平行于ABCD平面，已知A、B、A．D点电势大小为4.5VB．D点电势大小为3VC．匀强电场场强大小为150V/m，场强方向沿BDD．匀强电场场强大小为300V/m，场强方向沿AC8、(本题9分)如图所示，一物体从距水平地面一定高度某处，沿水平方向抛出，不计空气阻力，下列对物体运动情况的描述，正确的是（）A．在竖直方向上，物体做匀速直线运动B．在竖直方向上，物体做自由落体运动C．在水平方向上，物体做匀加速直线运动D．在水平方向上，物体做匀速直线运动9、如图所示，水平向右直线行驶的小车通过细绳和定滑轮将重物以速率υ竖直向上匀速提升，在此过程中，不计细绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是A．小车做加速运动B．小车做减速运动C．细绳对小车的拉力逐渐变大D．细绳对小车的拉力大小不变10、(本题9分)如图所示，质量为M的木块静止在水平地面上，一颗质量为m，初速度为的子弹水平击中木块，达到共同速度时，子弹进入木块深度为d，木块位移为s．子弹射入木块过程中平均阻力为，木块与地面摩擦力为，则子弹与木块相互作用产生的内能是（）A．B．C．D．11、如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图像，由图可知A．固定电阻R的阻值为1ΩB．该电源的内阻为2ΩC．该电源的短路电流为1AD．当该电源只对电阻R供电时，电源的输出功率最大12、(本题9分)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中其机械能和动能Ek随它离开地面的高度h的变化如图所示。取地面为零势能参考面，重力加速度g取10m/s2。由图中数据可知A．物体的质量为1kgB．物体上升的最大高度6mC．从地面至h＝2m，物体的动能减少30JD．物体运动到最高点的过程中克服阻力做功60J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)图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置，轨道由斜槽和水平槽组成，A、B两小球大小相同，质量mA=20.0g、mB=10.0g。实验步骤如下：a.固定轨道，使水平槽末端的切线水平，将记录纸铺在水平地面上，并记下水平槽末端重垂线所指的位置O；b.让A球从斜槽C处由静止释放，落到记录纸上留下痕迹，重复操作多次；c.把B球放在水平槽末端，A球仍从C处静止释放后与B球正碰，A、B分别落到记录纸上，留下各自的痕迹，重复操作多次；d.确定三个落点各自的平均位置P、M、N，用刻度尺测出它们到O点的距离分别为xOP、xOM、xON；（1）确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小_______（填“系统”或“偶然”）误差；（2）如图乙，xOM、xOP读数分别为10.20cm、30.65cm，xON读数为________cm；（3）数据处理时，小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表示，由小球质量及(2)中数据可算出碰前系统总的mx值是________kg∙m（保留3位有效数字），把该值与系统碰撞后的值进行比较，就可验证动量是否守恒。14、（10分）利用图示的实验装置探究合力做功与动能变化的关系．（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，需要平衡阻力．关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是_______（2）甲小组同学正确平衡了阻力，选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M，取砝码的总重力值作为绳子的拉力值，按正确操作得到图示的一条纸带．在纸带上选取三个连续计时点A、B、C，测得它们到静止释放的起始点O的距离分别为sA、sB、sC，打点计时器的工作频率为f，已知当地重力加速度为g，从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=_______，小车动能变化量ΔEk=__________．（3）乙小组同学也正确平衡了阻力，但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M．在处理数据时，他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值，并采用图像法进行数据分析：在纸带上选取多个计数点，测量静止释放的起始点O到每个计数点的距离，并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W．他们作出的图线为__________．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，质量为1.0kg的物体，受到沿斜面向上的力F=8.0N的力作用，沿斜面以4m/s的速度向上作匀速运动．已知θ＝37°，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s².求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ．（2）若将力F增大为10N，物体的加速度为多大？方向如何？（3）力增大后，经时间0.5s，速度将变为多大？16、（12分）(本题9分)AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，其下端B与水平直轨平滑相切，如图1所示．一小木块（可视为质点）从A点由静止开始沿轨道下滑，最后停在C点．已知圆轨道半径为R，小木块的质量为m，小木块与水平直轨道间的动摩擦因数为μ．重力加速度为g．求：(1)小木块运动到B点时速度的大小vB；(2)小木块经过圆弧轨道的B点时，所受轨道支持力的大小NB；(3)B、C两点之间的距离x．17、（12分）(本题9分)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的圆弧轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量m=0.4kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放弹簧后物块沿粗糙水平桌面运动，从D飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆弧轨道。（不计空气阻力，g取10m/s2）求：（1）小物块飞离D点时速度vD的大小；（2）若圆弧轨道MNP光滑，小物块经过圆弧轨道最低点N时对圆弧轨道的压力FN的大小；（3）若小物块m刚好能达到圆弧轨道最高点M，整个运动过程中其克服摩擦力做的功为8J，则开始被压缩的弹簧的弹性势能Ep至少为多少焦耳？

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】

为了让重物的运动接近自由落体，忽略阻力，重物应选择质量大体积小的物体，故A正确；为了减小摩擦力，限位孔应在同一竖直线上；故B正确；电磁打点计时器应接4-6V的交流电源，应采用低压交流电源；故C正确；实验时，应先接通电源，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D不正确．本题选不正确的，故选D．2、D【解析】

A．两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引力提供向心力，有知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，选项A错误；B．黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，选项B错误；C．两黑洞属于同轴转动模型，做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1：1，选项C错误；D．根据线速度与角速度关系知线速度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1：2，选项D正确。故选D。3、C【解析】

“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动，由万有引力提供向心力有可得（M为月球质量，r为轨道半径），它们的轨道半径分r1=1900km、r2=1800km，则．4、D【解析】

A.电势能由电场和电荷共同决定，不同电荷在电场中的同一位置电势是不一样的，故A错误；B.电势相等的两点，其场强大小有可能不相等，如静电平衡导体外表面是一个等势面，但形状不同，则不同位置的电场强度大小不相等，故B错误；C.电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故C错误；D.因为静电屏蔽，接地的金属壳或者金属网可以将内外的电场相互隔断，故D正确。5、A【解析】

规定初速度方向为正方向，物体初状态的动量为：，末状态的动量为：，则动量的变化量为：，负号表示方向，可知动量变化量的方向与初速度方向相反，A正确。6、B【解析】运动员对足球做的功等于足球动能的增量，故B正确；本题选：B7、AD【解析】

AB.根据菱形ABCD的对角线垂直平分，其交点为O点，则B、O、D电势相等，所以D点电势大小为4.5V，故A正确，B错误；CD.电场方向和等势线垂直，顺电场线方向电势降低，所以场强方向沿AC，计算AC长度为3cm，AC电势差为9V，得出匀强电场场强大小为9V/3cm=300V/m故C错误D正确。8、BD【解析】

根据物体在水平方向和竖直方向上的受力，判断物体在水平方向和竖直方向上的运动规律。【详解】物体在水平方向上不受力，有初速度，根据牛顿第一定律知，物体在水平方向上做匀速直线运动；物体在竖直方向上初速度为零，仅受重力，做自由落体运动，故BD正确，AC错误。故选：BD。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。9、BD【解析】

AB.将小车的速度分解，如图，则，则随着小车向右运动，则θ减小，v车减小，即小车做减速运动，选项A错误，B正确；CD.因物块匀速上升，可知绳子对物块的拉力不变，即绳子的张力不变，绳子对小车的拉力大小不变，选项C错误，D正确.10、AD【解析】对子弹由动能定理有；对木块由动能定理有；根据功能关系可知，一对摩擦力做功的总和为系统摩擦生热，，故A、D正确，B、C错误．故选AD．【点睛】本题是冲击块类型，要注意应用动能定理研究多个物体的系统时，摩擦生热的的公式中，是相对位移．11、AD【解析】

A．根据伏安特性曲线OM可知，，故A正确。BC．由图象AB可知电源的电动势E=6V，短路电流为6A，则内阻故BC错误。D．当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，即该电源只对电阻R供电时，电源的输出功率最大，故D正确。12、AC【解析】

根据能量守恒定律得：Ep=E总-Ek；A.由图知，h=4m时Ep=40J，由Ep=mgh得m=1kg，故A正确。B.由图知，动能随着上升高度线性减小，解得Ek=100-15h，当h=6m时，动能不为0，故B错误。C.h=2m时，Ek=70J，初动能为100J，物体的动能减少30J，故C正确。D.由Ek=100-15h可得动能为0时，h=m；总能量E=100-5h；当h=m时，E=J，初始总能量为100J，损失的能量即为物体运动到最高点的过程中克服阻力做功，有：100J-J=J，故D错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、偶然40.80（40.78～40.2）6.13×10-3【解析】

（1）[1]确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小偶然误差；（2）[2]由图可知，xON读数为40.80cm；（3）[3]碰前系统总的mx值是0.02kg×0.3065m=6.13×10-3kg∙m14、BmgsBB【解析】

(1)[1]平衡摩擦时应不挂钩码，原理是让重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力，故B正确；(2)[2]拉力做功等于重力势能的减少量，即，[3]小车动能变化量；(3)[4]由于已经平衡摩擦，所以拉力做功等于动能的增量，即图线应该为一条过原点的直线，故B正确．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）0.25（2）沿斜面向上（3）【解析】试题分析：（1）物体沿斜面向上匀速运动时，对物体受力分析，根据平衡条件列方程即可求出动摩擦因数μ；（2）若将力F增大，则沿斜面方向上将产生加速度，根据牛顿第二定律求出加速度；（3）根据速度公式即可求解.（1）对物体进行受力分析，如图所示

物体沿斜面向上匀速运动，根据平衡条件有：，又

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