黑龙江省普通高等学校2023年高一物理第二学期期末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)关于匀速圆周运动的说法正确的是（）A．匀速圆周运动一定是匀速运动B．匀速圆周运动是变加速运动C．匀速圆周运动是匀加速运动D．做匀速圆周运动的物体所受的合外力可能为恒力2、(本题9分)下列关于力对物体做功的说法正确的是()A．摩擦力对物体做功的多少与路径无关B．合力不做功，物体必定做匀速直线运动C．在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值一定相等，一正一负D．一对作用力和反作用力，可能其中一个力做功，而另一个力不做功3、(本题9分)如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点．已知重力加速度为g，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为（）A．mgl B．mgl C．mgl D．mgl4、(本题9分)以下说法正确的是()A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B．－10J的功大于＋5J的功C．功的正、负表示方向D．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移5、(本题9分)银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为27:1，则它们的轨道半径的比为（）A．3:1B．9:1C．27:1D．1:96、(本题9分)陨石落向地球(如图所示)是因为()A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的7、(本题9分)如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为，与平板车上表面等高的平台上有一质量为的滑块以水平初速度向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间变化的图象如图乙所示，是滑块在车上运动的时间，以下说法中正确的是（）A．滑块与平板车最终滑离B．滑块与增板车的质量之比2:3C．滑块与平板车表面的动摩擦因数为μ=D．平板车上表面的长度为58、任何有质量的物体周围都存在引力场，万有引力是通过引力场发生作用的。引入“引力场强度”A来表示引力场的强弱和方向，质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力为F，则地球在该处产生的引力场强度A=，以下说法正确的是（）A．A的单位与加速度的单位相同B．A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致C．r越大，A越大D．m越大，A越小9、(本题9分)如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/sB．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度C．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道ⅡD．在轨道I上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒10、(本题9分)把两个质量相等的小球a、b放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使两小球沿光滑的漏斗壁分别在1、2水平面内做匀速圆周运动，如图所示.平面1比平面2高，轨道1半径是轨道2半径的2倍.则（）A．小球做匀速圆周运动时受到重力支持力、向心力B．小球a的线速度大小是小球b的倍C．小球a对漏斗壁的压力大小是小球b的2倍D．小球a的向心加速度大小等于小球b的向心加速度11、自行车变速的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不同的齿轮上而改变速度。变速自行车的部分构造如图所示，其前、后轮的半径相等，当自行车沿直线匀速前进时，下列说法正确的是A．后轮轮胎边缘的线速度大于飞轮边缘的线速度B．飞轮的角速度与中轴链轮的角速度大小一定相等C．由链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小一定相等D．由链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的向心加速度大小一定相等12、(本题9分)如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧一直保持竖直）（）A．小球的机械能先增大后减小B．小球的重力势能一直减小C．小球的动能先增大后减小D．弹簧的弹性势能一直在增大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)（1）用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选用：铁架台、重锤、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、电建、天平．其中不必要的器材是：__________________．缺少的器材是：_________________________．（2）用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用电源频率为50hz，某同学从实验得到几纸带中，选取了一条初速度恰好为零的纸带，如图所示．图中标出的点均为计数点，并把电磁打点计时器打下的第一个计时点记作O点，测出O、A点间的距离为68.97cm，A、C点间的距离为15.24cm，C、E点间的距离为16.76cm．已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打点C时的瞬时速度为_______m/s，O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为________J，重锤重力势能的减少量为_______J，从以上数据可以得到的结论是：____________．（以上结果均保留三位有效数字）14、（10分）(本题9分)用图甲所示装置探究做功与物体速度变化的关系，A、B是固定在长直木板上的两个铁钉.实验时，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，通过改变橡皮筋的条数改变做功的多少，再根据纸带上的打点确定小车对应运动的速度，进而探究做功与物体速度变化的关系.(1)关于该实验的下列说法中，正确的有__________.A．需要测出小车的质量mB．需要选择相同的橡皮筋进行实验C．需要测出每根橡皮筋对小车所做的功WD．改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放(2)实验中得到一根纸带如图乙所示，1、2、3......是按时间先后顺序标出的计数点(每两个相邻计数点间还有4个打点未画出，打点计时器的电源频率为50Hz).小车质量为1.0kg，在打第5个计数点时小车的动能约为________J(保留两位有效数字)；造成5至9各计数点间距不相等的原因可能是_____________.(3)该小组用新、旧两组橡皮筋分别做实验，正确实验操作得到橡皮筋的条数n与小车对应速度v的多组数据，作出v²-n的图象如图丙中的C、D所示，则用新橡皮筋得出的图象是_______(选填“C”或“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）如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=0.8m的1/4圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为d=0.8m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。一个小球从A点的正上方高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的9/4倍，取g=10m/s2。求：（1）小球经过D点时的速度大小为多少?（2）小球自由下落的高度H的大小?（3）试讨论小球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由.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）如图所示，ABCD表示竖立在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.01kg、带电量q=+10-5C的小球在水平轨道的A点由静止释放后，小球在轨道的内侧运动（g=10m/s2）。求：(1)小球到达C点时的速度多大？(2)小球达到C点时对轨道的压力多大？(3)要使小球刚好能运动到D点，小球开始运动的位置应离B点多远？

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】匀速圆周运动加速度大小不变，方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，故AC错误，B正确；做匀速圆周运动的物体所受的合外力提供向心力，方向始终指向圆心，是变力，故D错误．所以B正确，ACD错误．2、D【解析】摩擦阻力对物体做功等于摩擦力与路程的乘积，所以与路径有关，A错；合力不做功,物体不一定做匀速直线运动，如匀速圆周运动，B错；作用力和反作用力可能其中一个力做功,而另一个力不做功，也可能都做功，也可能都不做功，如人推墙时，墙对人的作用力做功，人对墙的反作用力不做功，C错，D对．3、C【解析】规定O点所在的水平面为零势能位置，则第一次软绳的重力势能为,第二次对折以后，软绳的重力势能为，重力势能增加，所以外力至少的做功量为,所以C正确．故选C.4、B【解析】

A.功是标量；B.正功代表动力做功，负功代表阻力做功，功的大小看其绝对值，故C选项错误；D.某个力对物体不做功也可能是，在力的方向上位移是零，但不一定是物体本身没有位移。故本题选B.5、B【解析】

根据开普勒第三定律可得，所以，故B正确，ACD错误。6、B【解析】陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力，是作用力与反作用，它们等值反向，故A错误；陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，它们是一对作用力和反作用力，但陨石质量小，惯性小，加速度大，所以改变运动方向落向地球，故B正确；陨石落向地球，不是太阳不再吸引陨石，是由于地球对陨石的引力大于太阳队陨石的引力，故C错误；万有引力定律告诉我们，任何两个有质量的物体都是相互吸引的，故D错误．故选B．【点睛】运动是绝对的，宇宙中的天体都在运动，陨石也不例外．陨石落向地球，不是太阳不再吸引陨石，是由于地球对陨石的引力大于太阳队陨石的引力．陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力，是作用力与反作用，它们等值反向．地球对它的引力大于它运动所需向心力，所以改变运动轨道落向地球做向心运动．7、AC【解析】由图象可知，滑块运动到平板车最右端时，速度大于平板车的速度，所以滑块将做平抛运动离开平板车，故A正确；根据图线知，滑块的加速度大小a1=v0-23v0t0=v03t0．小车的加速度大小a2=v03t0，知铁块与小车的加速度之比为1：1，根据牛顿第二定律得，滑块的加速度大小为：a1=fm，小车的加速度大小为：a2=fM，则滑块与小车的质量之比m：M=1：1．故B错误。滑块的加速度a1=fm点睛：解决本题的关键是通过v-t图像理清小车和铁块的运动情况，知道图像的斜率等于加速度，“面积”等于位移，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。8、AB【解析】

AB、F为质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力，则A=表示的就是物体的加速度，根据牛顿第二定律定律，A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致，故AB正确。CD、由万有引力定律F=G知，r越大，引力F越小，则A越小；由A=知，A与m无关，故CD错误。9、BC【解析】

第一宇宙速度7.9km/s是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，选项B正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C正确；在轨道I上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．10、BD【解析】A、小球做匀速圆周运动时，只受重力和支持力两个力作用，由两个力的合力提供向心力，故A错误．

B、受力分析如图所示：根据牛顿第二定律得：，解得：，知轨道1半径是轨道2半径的2倍，则同一个小球在轨道1的线速度是轨道2线速度的倍，即：小球a的线速度大小是小球b的倍，故B正确；

C、轨道对小球的支持力为：，与轨道平面的高度无关，则小球对轨道的压力也与轨道平面无关，因此同一个小球a和小球b对漏斗壁的压力大小相等，故C错误；

D、根据得：，知同一个小球在轨道1的向心加速度等于在轨道2的向心加速度，即小球a的向心加速度大小等于小球b的向心加速度，故D正确．点睛：本题是圆锥摆类型的问题，分析受力情况，确定小球向心力的来源，再由牛顿第二定律和圆周运动规律结合进行分析，是常用的方法和思路．11、AC【解析】

A.由于后轮轮胎边缘的点与飞轮边缘的点是同轴转动，角速度相同，根据可知后轮轮胎边缘的线速度大于飞轮边缘的线速度，故选项A正确；B.由于飞轮边缘的点与中轴链轮边缘的点是皮带传动，线速度大小相等，根据可知飞轮的角速度与中轴链轮的角速度大小不一定相等，故选项B错误；CD.由于链条相连接的飞轮边缘的点与中轴链轮边缘的点是皮带传动，线速度大小相等，根据可知链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的向心加速度大小不一定相等，故选项C正确，D错误。12、BCD【解析】

解答本题需要掌握：正确判断物体机械能是否守恒；正确分析小球下落过程中弹簧弹力的变化从而进一步明确速度、加速度的变化情况；弄清小球下落过程中的功能转化，小球和弹簧接触直至压缩最短过程中，弹簧弹力对小球做负功，因此小球机械能减小。【详解】A项：小球下落过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒，但是小球机械能不守恒，因下落过程中弹簧弹力对其做负功，所以小球机械能减小，故A错误；B项：小球在下落过程中，重力做正功，所以重力势能一直减小，故B正确；C项：小球下落和弹簧接触过程中，开始做加速度逐渐减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力时速度最大，然后做加速度逐渐增大的减速运动，故其动能先增大后减小，故C正确；D项：小球下落将弹簧压缩，所以弹簧的弹性势能一直在增大，故D正确。【点睛】弹簧问题往往是动态变化的，分析这类问题时用动态变化的观点进行，同时注意其过程中的功能转化关系。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、低压直流电源、天平低压交流电源、刻度尺4.008.008.25在实验误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，重锤的机械能守恒【解析】本题考查的是“验证机械能守恒定律”的实验问题．实验器材：铁架台、重锤、打点计时器、复写纸、纸带、低压交流电源、导线、电键、刻度尺．C点速度为A、E的中间时刻速度，O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为,重锤重力势能的减少量:从以上数据可以得到的结论是在实验误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，重锤的机械能守恒.14、BD0.75没有平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足）C.【解析】（1）实验时用完全相同的橡皮筋对小车做功，通过改变橡皮筋的条数可以改变橡皮筋对小车做的功，实验不需要具体求出橡皮筋做功的具体数值，但需要选择相同的橡皮筋进行实验，同时改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放，从而使橡皮筋对小车做功成倍增加，然后根据打出的纸带求出小车的速度，实验不需要测出小车质量，从而研究功与速度变化的关系，故BD正确，AC错误；（2）根据运动学规律可知，中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度，则第5个计数点时小车的速度