湖北省黄冈实验学校2023年高一物理第二学期期末经典试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后的第三个成熟的卫星导航系统．已知某北斗导航卫星的轨道高度约为21500km，同步卫星的轨道高度约为36000km，地球半径约为6400km，则下列说法中正确的是（）A．该导航卫星的线速度大于7.9km/sB．地球同步卫星的运转角速度大于该导航卫星的运转角速度C．地球赤道上的物体随地球自转的周期小于该导航卫星的运转周期D．该导航卫星的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度2、北京时间2019年4月10日21时，在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系（M87）中央的超大质量黑洞的照片，如图所示。若某黑洞半径R约为45km，质量M和半径R满足的关系为，（其中c为光速，c=3.0×108m/s，G为引力常量），则估算该黑洞表面重力加速度的数量级为A．1010m/s2 B．1012m/s2C．1014m/s2 D．1016m/s23、(本题9分)如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过定滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动．则关于拉力F及拉力作用点的移动速度v的下列说法正确的是()A．F不变、v不变B．F增大、v不变C．F增大、v增大D．F增大、v减小4、(本题9分)如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是()A．轮胎受到的拉力对轮胎不做功B．轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功C．轮胎受到的重力对轮胎做了正功D．轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功5、(本题9分)下列物理量的单位中，属于电容单位的是（）A．Ω B．F C．N D．A6、某船要渡过60m宽的河，船渡河的最短时间是12s；若船沿垂直河岸的直线到达正对岸，渡河时间是15s，则船在静水中的速率v1及河水的流速v分别为A．v1=5m/sv2=4m/sB．v1=5m/sv2=3m/sC．v1=4m/sv2=5m/sD．v1=4m/sv2=3m/s7、(本题9分)如图，斜面倾角为O，xAP=2xPB，斜面上AP段光滑，PB段粗糙。一可视为质点的小物体由顶端A从静止释放，沿斜面下滑到底端B时速度为零，下列说法正确的是（）A．小物体在AP段和PB段运动的加速度大小之比为1：2B．小物体在AP段和PB段运动的时间之比为1：1C．小物体在AP段和PB段合外力做功绝对值之比为1：1D．小物体在AP段和PB段受合外力的冲量大小之比为2：18、(本题9分)如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间相距为dAB，两板间加有如图(b)所示的交变电压，质量为m，带电量为+q的粒子（不计重力）被固定在两板的正中间P处，且.下列说法正确的是A．由静止释放该粒子，一定能到达B板B．由静止释放该粒子，可能到达B板C．在和两个时间段内运动的粒子加速度相同D．在期间由静止释放该粒子，一定能到达A板9、(本题9分)关于功和能，下列说法中正确的是（）A．功是物体能量多少的量度B．物体在只受重力作用时，机械能一定不变C．做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程D．各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量可能增加10、(本题9分)由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径变小了，那么卫星的（）A．速率变大 B．角速度变小 C．向心加速度变大 D．周期变小11、(本题9分)2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（）A．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小B．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变C．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变D．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量12、(本题9分)如图所示，一个质量是25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下,滑到底端时的速度为2m/s(取g=10m/s2),关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()A．重力做的功为500J；B．合外力做功为50J；C．克服阻力做功为50J；D．支持力做功为450J；二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，则图中a、b、c各点的线速度之比va：vb：vc=______；角速度之比ωa：ωb：ωc=_______；加速度之比aa：ab：ac=_______．14、(本题9分)已知地球半径为R，将一物体从地面移到离地面高h处，物体所受万有引力大小减小为原来的四分之一，则h=________（用R表示）。15、如图，斜面倾角为30°，一小球从斜面底端B点的正上方A点水平抛出，初速度v0=10m/s，小球正好垂直打在斜面上。则小球从抛出到打在斜面上的时间t=______________s；AB间的高度hAB=_______________m。取g=10m/s2三．计算题(22分)16、（12分）从离地足够高处无初速度释放一小球，小球质量为0.2kg，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考平面.求：（1）第2s末小球的重力势能；（2）3s内重力所做的功及重力势能的变化；（3）3s内重力对小球做功的平均功率.17、（10分）如图所示，一质量为m的物体在合外力F的作用下沿直线运动了距离l，物体的速度由v1变为v2.应用牛顿第二定律和运动学公式证明：此过程中合外力的功等于物体动能的增量.

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】根据，得，故轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故A错误；根据，得，导航卫星的轨道半径小，所以地球同步轨道卫星的运转角速度小于导航卫星的运转角速度，故B错误．根据，得，所以导航卫星的周期小于静止轨道卫星的周期，则导航卫星的周期小于地球赤道上物体随地球自转的周期．故C错误．根据，得，轨道半径越大，向心加速度越小，导航卫星的轨道半径小，向心加速度大．故D正确．故选D．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，会根据轨道半径的关系比较向心加速度、线速度、角速度和周期．2、B【解析】

黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又有，联立解得，代入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2。

A.1010m/s2与结果不相符；B.1012m/s2与结果相符；C.1014m/s2与结果不相符；D.1016m/s2与结果不相符；3、D【解析】

设绳子与竖直方向上的夹角为θ，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有Fcosθ=mg因为θ增大，则F增大．物体A沿绳子方向上的分速度v=v1cosθ因为θ增大，则v减小．故D正确，ABC错误．故选D.点睛：解决本题的关键抓住A在竖直方向上平衡判断出拉力的变化，以及注意拉力的功率不能写成P=Fv，因为绳子末端速度大小与A上升的速度大小不等，A速度沿绳子方向上的分速度等于绳子末端速度的大小．4、B【解析】

设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功，故选项A错误；由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180°，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，故选项B正确；轮胎受到的重力竖直向下，支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则在竖直方向上没有发生位移，重力和支持力都不做功，故选项CD错误.5、B【解析】A项：Ω是电阻的单位；B项：F是电容的单位；C项：N是力的单位；D项：A是电流的单位故应选B．6、B【解析】

CD.当以最短时间渡河时，船头指向正对岸，则渡河时间为：t1=dAB.当船垂直河岸到达正对岸时，即合速度垂直河岸，渡河时间为：t2=dv127、AC【解析】

A、已知，将逆向视为初速度为零的匀加速直线运动，根据，；所以小物体在段和段运动的加速度大小之比为1：2，故选项A正确；B、根据，加速度之比为1：2，所以小物体在段和段运动的时间之比为2：1，故选项B错误；C、根据动能定理知，段和段的动能变化绝对值相等，小物体在段和段合外力做功绝对值之比为1：1，故选项C正确；D、加速度之比为1：2，根据知小物体在段和段合外力之比为1：2，根据冲量，所以小物体在段和段受合外力的冲量大小之比为1：1，故选项D错误。8、AD【解析】试题分析:A、C、在t=0时释放该粒子，在0-T/2这段时间内粒子所受电场力方向向右，粒子向右做匀加速直线运动，设加速度为a，末速度为,在T/2～T这段时间内，正电荷所受电场力方向向左，将向右做匀减速运动，末速度为0；然后又向右加速，再减速，最终将达到B板，故A正确、C错误．B、画出各个时刻在电场中运动的速度-时间图象如图所示：可知粒子t=T/4时刻释放的粒子围绕P点做往复运动，而，则始终不能打在两边的板上，选项B错误．D、带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，选项D正确．故选AD．考点：考查带电粒子在匀强电场中的运动．名师点睛：解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动，通过加速度的方向与速度方向的关系得出物体的运动规律．本题也可以通过速度-时间图象进行分析．9、BC【解析】

功是物体能量转化的量度，做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程，选项A错误，C正确；物体在只受重力作用时，也只有重力做功，则机械能一定不变，选项B正确；根据能量守恒定律，各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量保持不变，选项D错误；故选BC.10、ACD【解析】

人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，得：，可得：A.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则速率变大，选项A正确；B.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则角速度变大，选项B错误；C.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则向心加速度变大，选项C正确；D.由可知人造地球卫星的轨道半径减小时，周期变小，故D正确。11、AC【解析】根据万有引力提供向心力，距离关系为：，有：，联立解得：，因为双星间的距离减小，则双星相互公转的周期逐渐变小，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力，即m1r1=m2r2，可知轨道半径比等于质量之反比，因质量不变，所以脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变，故C正确；由上可知，不知道双星间的距离，也就无法求出总质量，故D错误．所以AC正确，BD错误．12、AB【解析】

小孩从静止开始下滑的过程中，重力做功WG=mgh=25×10×2J=500J，A正确；支持力不做功为零，D错误；根据动能定理，合外力做的功等于动能的变化量，则W合=12m故本题选AB。二．填空题(每小题6分，共18分)13、1:1:22:1:12:1:2【解析】试题分析：a、b为共线关系，线速度相等，b、c为共轴关系，角速度相等，而线速度v=wr可知b、c线速度之比为1：2,a、b角速度之比等于半径的倒数比，因此ωa∶ωb∶ωc=2∶1∶1，加速度公式，因此加速度之比为aa∶ab∶ac=2∶1∶2考点：考查圆周运动点评：本题难度较小，注意共轴和共线关系，共轴是角速度相等，共线是线速度相等14、R【解析】

根据万有引力定律得，地面上：，高度为h处：，解得：h=R。15、3s【解析】

如图小球垂直撞在斜面上，将速度分解，有：tan30°=v0vy，又vy=gt，代入数据解得运动时间为：t=