安徽省长丰县二中2023年高一物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、(本题9分)如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是：A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mghB．足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mghC．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mghD．因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能变化了多少2、如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，则（）A．小球抛出点离地面的高度15m B．小球抛出点离地面的高度10mC．小球飞行的水平距离10m D．小球飞行的水平距离20m3、(本题9分)如图所示，质量相等的A、B两个球，在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是-2m/s，之后A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是()A．=-2m/s，=6m/sB．=-2m/s，=2m/sC．=-1m/s，=3m/sD．=-3m/s，=7m/s4、(本题9分)如图甲所示，火箭发射时，速度能在内由0增加到；如图乙所示，汽车以的速度行驶，急刹车时能在内停下来，下列说法中正确的是（）A．内火箭的速度改变量为 B．内汽车的速度改变量为C．火箭的速度变化比汽车快 D．火箭的加速度比汽车的加速度大5、(本题9分)如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，N为圆环的最低点。在环上套有两个小球A和B，A、B之间用一根长为R的轻杆相连，使两小球能在环上自由滑动。已知A球质量为4m，B球质量为m，重力加速度为g。现将杆从图示的水平位置由静止释放，在A球滑到N点的过程中，轻杆对B球做的功为A．mgR B．1.2mgR C．1.4mgR D．1.6mgR6、宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB，则A．星球A的质量大于B的质量B．星球A的线速度大于B的线速度C．星球A的角速度大于B的角速度D．星球A的周期大于B的周期7、质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是()A．pA＝6kg·m/s，pB＝6kg·m/sB．pA＝3kg·m/s，pB＝9kg·m/sC．pA＝－2kg·m/s，pB＝14kg·m/sD．pA＝－4kg·m/s，pB＝17kg·m/s8、自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用．图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为分别是三个轮子边缘上的点．当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（）A．A、B两点的角速度大小之比为1：1B．A、C两点的周期之比为C．B、C两点的向心加速度大小之比为D．A、C两点的向心加速度大小之比为9、(本题9分)放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直线运动．拉力F和物块速度v随时间t变化的图象如图，则()A．第1s内物块受到的合外力为0.5NB．物块的质量为11kgC．第1s内拉力F的功率逐渐增大D．前3s内物块机械能先增大后不变10、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11、(本题9分)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别为1V、2V、5V，则下列说法中正确的是A．D、E、F

三点的电势分别为

7

V、6

V、3

VB．电荷量为

C

的正点电荷在

E

点的电势能为

JC．将电荷量为

C

的正点电荷从

E

点移到

F

点，电场力做的功为

JD．将电荷量为

C

的负点电荷从

B

点移到

A

点，电荷的电势能增加了

J12、(本题9分)由下列哪一组物理量可以计算出地球的质量A．月球的轨道半径和月球的公转周期B．月球的半径和月球的自转周期C．人造卫星的质量和卫星的周期D．人造卫星离地面的高度、卫星的周期和地球的半径二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：(1)该同学采用的实验方法为________．A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法D．微小量放大法(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/m•s-11.01.52.02.53.0v2/m2•s-21.02.254.06.259.0F/N0.882.003.505.507.90①请在图乙中作出F-v2图线_____；②若圆柱体运动半径r＝0.3m，由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m＝_____kg．(结果保留两位有效数字)14、（10分）(本题9分)图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：（1）纸带的______端与重物相连；填“左”或“右”（2）打点计时器打下点B时，物体的速度______(保留两位有效数字；（3）从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量______J，此过程中物体动能的增加量______J；（g=9.8m/s2，以上两空均保留两位有效数字（4）通过计算，______填“”“”或“”，这是因为______；（5）实验的结论是______．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)为了研究过山车的原理，某同学设计了如下模型：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.5m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.2m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量m=2kg小物块，当从A点以初速度v0=6m/s沿倾斜轨道滑下，到达C点时速度vC=4m/s。取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。（1）小物块到达C点时，求圆轨道对小物块支持力的大小；（2）求小物块从A到B运动过程中，摩擦力对小物块所做的功；（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，求沿倾斜轨道滑下时在A点的最小初速度vA。16、（12分）(本题9分)某直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源的电压为120V。不计内阻，当电机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，（g=10m/s2）求：(1)电动机线圈的电阻为多少？(2)电动机对该重物提升的最大提升速度是多少？(3)若因电动机的故障电动机不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率是多少？17、（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?

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、B【解析】

A.足球由1运动到2的过程中，物体高度上升，重力做负功，所以重力做的功为-mgh，A错误。B.足球由2运动到3的过程中，重力做正功，重力势能减少了mgh，B正确。C.足球由1运动到3的过程中，高度没有变化，所以重力做功为零，C错误。D.重力势能变化量与参考平面无关，重力势能大小与参考平面有关，D错误。2、C【解析】

AB.根据平抛规律：求得：落地竖直速度，竖直方向：，计算得：，AB错误CD.根据竖直方向，解得，水平方向，C正确D错误3、D【解析】

设每个球的质量均为m，碰前系统总动量，碰前的总机械能；A.碰后总动量P′=4m，总机械能E′=20m，动量守恒，机械能守恒，故A可能实现，不符合题意；B.碰后总动量P′=4m，总机械能E′=4m，动量守恒，机械能不增加，故B可能实现，不符合题意；C.碰后总动量P′=4m，总机械能E′=5m，动量守恒，机械能不增加，故C可能实现，不符合题意；D.碰后总动量P′=4m，总机械能E′=29m，动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，故D不可能实现，符合题意故选D．4、B【解析】

规定初速度的方向为正方向．

A．火箭的速度改变量为△v=v2-v1=100m/s-0=100m/s故A错误；B．108km/h=30m/s，汽车的速度改变量为△v′=v2′-v1′=0-30m/s=-30m/s故B正确；CD．根据得：火箭的加速度为：汽车的加速度为：所以火箭的加速度比汽车的加速度小，火箭的速度变化比汽车慢，所以CD错误．5、B【解析】

根据几何知识可得：AO与竖直方向的夹角为60°。在A球滑到N点时，由系统的机械能守恒得：4mgR（1-cos60°）-mgR=，其中vA=vB；对B，运用动能定理得：-mgR+W=，联立以上各式得轻杆对B球做的功W=1.2mgR。6、B【解析】

A.根据万有引力提供向心力mAω2rA=mBω2rB，因为rA＞rB，所以mA＜mB，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；BCD.双星系统角速度相等，则周期相等，根据v=ωr可知，vA＞vB，故B正确，CD错误。7、AB【解析】以两球组成的系统为研究对象，取甲球碰撞前的速度方向为正方向，两球的质量均为m，碰撞前系统的总动能：；系统的总动量：p=9kg•m/s+5kg•m/s=14kg•m/s；

A、若碰后甲、乙两球动量为：pA=7kg∙m/s，pB=7kg∙m/s，系统的总动量p′=7kg∙m/s+7kg∙m/s=14kg•m/s，动量守恒．总动能：，总动能减小，是可能的，故A正确．

B、若碰后甲、乙两球动量为：pA=6kg∙m/s，pB=8kg∙m/s，系统的总动量p′=6kg∙m/s+8kg∙m/s=14kg•m/s，动量守恒．总动能：，总动能减小，是可能的，故B正确．

C、若碰后甲、乙两球动量为：pA=-2kg∙m/s，pB=16kg∙m/s，系统的总动量p′=-2kg∙m/s+16kg∙m/s=14kg•m/s，动量守恒．总动能：，总动能增加，是不可能的，故C错误．

D、若碰后甲、乙两球动量为：pA=-4kg∙m/s，pB=17kg∙m/s，系统的总动量p′=-4kg∙m/s+17kg∙m/s=13kg•m/s，动量不守恒，不可能，故D错误．故选AB．点睛：对于碰撞过程，要掌握三大规律：1、动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．8、BD【解析】大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据v=Rω可知：R2ω2=R2ω2，所以：．故A错误；小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等即ω2=ω2，根据．所以B与C的周期相等，即T2=T2；

根据，则A与B的周期之比：，所以A、C两点的周期之比为．故B正确；小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等，根据a=ω2r，可知B、C两点的向心速度大小之比为a2：a2=R2：R2．故C错误；大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据，所以：a2：a2=R2：R2．所以：．故D正确．故选BD.点睛：本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．解决本题的关键知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等．9、AC【解析】由图可得，0～1s内物体的加速度为：；由牛顿第二定律可得：F-mgsinθ=ma；1s后有：F′=mgsinθ；联立并将F=5.5N，F′=5.0N代入解得：m=1.0kg，θ=30°；第1

s内物块受到的合外力为F合=ma=1×0.5N=0.5N．故A正确，B错误．第1

s内拉力F的功率P=Fv，F不变，v增大，则P增大，故C正确．前1s内物块的动能和重力势能均增大，则其机械能增大．2-3s内，动能不变，重力势能增大，其机械能增大，所以物块的机械能一直增大．故D错误．故选AC．点睛：本题的关键先由v-t图象确定运动情况，然后求解出加速度，再根据牛顿第二定律和平衡条件列方程求解物体的质量和斜面的倾角．10、AC【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．【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．11、AD【解析】连接AD,由正六边形的性质可得：AD平行于BC,且AD=2BC,因为，所以,故A错误；由可得B正确；由可得C错误．，,所以D错误．选B．12、AD【解析】只要知道天体的一颗卫星或行星的周期和轨道半径，利用公式就可以计算出中心天体的质量，故AD正确．选AD.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）B（2）如图（3）0.26（0.27同样得分）【解析】

（1）该同学采用的实验方法为控制变量法，故选B.（2）①在图乙中作出F-v2图线如图：②根据，则，因为r=0.3m，则m=0.27kg14、左下落过程中存在阻力做功在实验误差