江苏省南通市包场中学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请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)若将地球同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,在地球表面以初速度竖直上抛一钢球,钢球经时间落回抛出点,已知地球半径为,引力常量为下列相关说法不正确的是（）A．地球的质量为B．地球的第一宇宙速度大小为C．月球的线速度比同步卫星的线速度小D．月球的向心加速度比同步卫星的向心加速度小2、(本题9分)三个相同金属球，原来有两个小球带电荷量相等，相互间的引力为F，用第三个不带电的小球，依次接触两个带电小球后再移走，则原来两个带电小球之间的相互吸引力变为A．F2B．C．F8D．3、(本题9分)在物理学发展过程中,很多科学家做出了巨大的贡献,下列说法中符合史实的是（）A．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律B．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量C．牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星D．开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律4、一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力为N1，在拱形路面上行驶中经过最高处时对路面的压力N2，已知这辆汽车的重力为G，则：A．N1<G B．N1>G C．N2<G D．N2=G5、(本题9分)关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是()A．轨道半径越大，线速度大小越大B．轨道半径越小，线速度大小越大C．质量越大，线速度大小越大D．质量越小，线速度大小越大6、(本题9分)如图所示，质量为m的木块被水平推力压着，静止在竖直墙壁上，当推力F的大小增加到2F时，下列说法错误的是（）A．木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍B．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍C．木块所受墙面的摩擦力方向竖直向上D．木块所受墙面的摩擦力不变7、如图是一个单摆的共振曲线，已知重力加速度为g，根据图线可以得出的是（）A．单摆的固有频率 B．单摆的固有周期C．这个单摆的摆长 D．单摆的摆球质量8、(本题9分)如右图所示，下列关于地球人造卫星轨道的说法，正确的是A．卫星轨道a、b、c都是可能的B．卫星轨道只可能是b、cC．a、b均可能是同步卫星轨道D．同步卫星轨道只可能是b9、(本题9分)如图四幅图为生活中与向心力知识相关的情景，有关说法正确的是（）A．图甲为火车转弯的轨道，内低外高以防止脱轨B．图乙为小车过拱桥的情景，此过程小车处于失重C．图丙为“旋转秋千”，人与座椅整体受到重力、绳子拉力和向心力D．图丁为汽车在凹凸不平的地面上行驶，应快速通过此路面10、(本题9分)已知一只船在静水中的速度为3m/s，它要渡过一条宽度为30m的河，河水的流速为5m/s，则下列说法中正确的是()A．船不可能渡过河B．船渡河航程最短时，船相对河岸的速度大小为4m/sC．船不能垂直到达对岸D．船垂直到达对岸所需时间为6s11、一辆汽车在水平路面上以额定功率P＝50kW行驶，所受恒定阻力f=2000N，当汽车达到最大速度vm时，下列说法正确的是A．牵引力小于阻力B．引力等于阻力C．vm=25m/sD．vm=40m/s12、如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的细绳与斜面平行，在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态。则A．b对c的摩擦力方向一定平行斜面向上B．b对c的摩擦力可能先减小后增大C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图甲所示，螺旋测微器的读数为__________mm；如图乙所示，电压表的量程为3V，则电压表的读数为__________V。14、（10分）(本题9分)某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和步骤完成下列问题：(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________.A．重物最好选择密度较小的木块B．重物的质量可以不测量C．实验中应先接通电源，后释放纸带D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能ΔEp＝________J；重物增加的动能ΔEk＝________J(重力加速度g取9.8m/s2，计算结果均保留三位有效数字)。(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是__________________.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)如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，轨道的B点与水平面相切，其半径为OA＝OB＝R。有一小物体自A点由静止开始沿圆弧轨道下滑到B点，然后沿水平面前进s，到达C点停止。已知当地的重力加速度为g。试求：（1）物体到达B点时的速率v；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ。16、（12分）(本题9分)一列火车总质量m=5×105kg，机车发动机的额定功率P=3×106w，水平轨道对列车的阻力是车重的0.02倍，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，取g=10m/s2，求：(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度vm；(2)当行驶速度为v=20m/s时，机车发动机的功率已经为额定功率，此时加速度a的大小。17、（12分）(本题9分)如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点．现将一质量为m的带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：（1）小球在A点受到的静电力大小（2）小球在B点的加速度大小（3）AB间的电势差(用k、Q和L表示)

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】在地球表面以初速度v0竖直上抛一钢球，钢球做加速度竖直向下，大小为重力加速度g的匀变速运动；钢球经时间t落回抛出点，故钢球回到抛出点时的速度和初速度大小相等、方向相反，故有；由地球表面物体重力即万有引力可得：，所以地球的质量为：，故A正确；绕地球做圆周运动的卫星，半径为地球半径时，卫星速度即地球的第一宇宙速度，故由万有引力做向心力可得：；所以地球的第一宇宙速度为：，故B错误；根据，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的线速度比同步卫星的线速度小，选项C正确；根据，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的向心加速度比同步卫星的小，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选B.点睛：此题是万有引力问题与运动问题的结合，求解重力加速度是联系这两个问题的桥梁；万有引力与卫星的运动问题，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、向心加速度的关系，然后通过半径关系来比较．2、C【解析】因为题中两球之间为吸引力，故两者带等量异种电荷，假设A带电量为Q，B带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是F=kQ2r2，第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为Q2，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为-【点睛】要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题．3、B【解析】A、开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，故A错误；

B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人，故B正确；C、威廉•赫歇耳运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星，故C错误；

D、牛顿利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律，故D错误。点睛：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。4、C【解析】

汽车在水平路面上行驶时对路面的压力等于其重力；汽车通过凸圆弧形路面顶部时，由汽车的重力和桥面的支持力的合力提供汽车的向心力，即：解得：则：根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力为A.N1<G与分析不符，故A项错误；B.N1>G与分析不符，故B项错误；C.N2<G与分析相符，故C项正确；D.N2=G与分析不符，故D项错误。5、B【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则有得．式中M是地球的质量，r是卫星的轨道半径，可见卫星的速度与卫星的质量m无关，随着轨道半径的增大而减小，减小而增大，B正确．6、B【解析】

物块静止在竖直墙壁上，受重力、推力和弹力、静摩擦力处于平衡，根据共点力平衡判断弹力和摩擦力的变化。【详解】木块处于静止，推力和墙壁的弹力平衡，重力和静摩擦力平衡，摩擦力方向竖直向上；当推力增大为原来的2倍，则木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍。但摩擦力大小始终等于重力，保持不变，而方向与重力方向相反，竖直向上。故B错误，ACD正确。本题选错误的，故选：B。【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意确定物体受到静摩擦力与什么因素有关是解题的关键。7、ABC【解析】

AB.由单摆的共振曲线知，当驱动力的频率为0.3Hz时单摆产生了共振现象，则单摆的固有频率，固有周期为；故A项符合题意；B项符合题意.C.由单摆的周期公式，已知重力加速度g，可求出周期T，则能得到单摆的摆长；故C项符合题意.D.因单摆的周期T与球的质量m无关，则题目所给条件不能求出小球的质量;D项不合题意.8、BD【解析】A、地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，所以凡是人造地球卫星的轨道平面必定经过地球中心，所以b、c均可能是卫星轨道，a不可能是卫星轨道，故A错误，B正确；

C、同步卫星的轨道必定在赤道平面内，所以同步卫星轨道只可能是b，故D正确，C错误．点睛：凡是人造地球卫星，轨道平面必定经过地球中心，即万有引力方向指向轨道面的圆心．同步卫星轨道必须与赤道平面共面．由此分析即可．9、AB【解析】

A.火车轨道弯道处设计成外高内低，让火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力，防止脱轨.故选项A符合题意.B．汽车过拱形桥时，受到的重力和支持力的合力提供向心力，加速度向下，处于失重状态.故选项B符合题意.C.向心力属于效果力，不是性质力，由其他力提供.故选项C不符合题意.D.汽车在凹凸不平的地面上行驶时，速度越大，对地面的压力越大，根据牛顿第三定律可知，地面对轮胎的支持力越大，易爆胎.故选项D不符合题意.10、BC【解析】

A．当静水速度与河岸不平行，则船就能渡过河，A错误；B．以水速矢量尾端为圆心，以小船船速大小为半径做圆，过水速矢量始端做圆的切线，此时小船航程最短，合速度与船速垂直，故船相对河岸的速度大小为m/s，B正确；C．根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸，C正确；D．当静水速与河岸垂直时，渡河时间：sD错误。故选BC。11、BC【解析】

AB当汽车发动机达到额定功率并做匀速运动时，汽车达到最大速度，此时发动机牵引力等于阻力，选项A错误，B正确；CD.根据P=Fv=fv，则有：；故C正确，D错误。12、BD【解析】

AB.设a、b的重力分别为Ga、Gb，若Ga<Gbsinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件，有：f=Gbsinθ－Ga，在a中的沙子缓慢流出的过程中，Ga减小，故摩擦力增加；若Ga>Gbsinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件，有：f=Ga－Gbsinθ，在a中的沙子缓慢流出的过程中，Ga减小，故摩擦力减小，若Ga<Gbsinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，由牛顿第三定律知b对c的摩擦力方向可能平行斜面向下，故A错误，B正确；CD.以bc整体为研究对象，分析受力如图所示，根据平衡条件得知水平面对c的摩擦力：f=Tcosθ=Gacosθ，Ga减小，故摩擦力减小，方向水平向左，故C错误，D正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、6.7001.10±0.01【解析】

[1]由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器的读数为：d=6.5mm+20.0×0.01mm=6.700mm；[2]电压表量程为3V，由图示电压表表盘可知，其分度值为：0.1V，示数为：1.10V.14、BC2.142.12图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍【解析】

第一空.重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误.本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是mgh＝mv2，因为是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平测量重物的质量，操作时应先接通电源，再释放纸带，故B、C正确.不能利用公式v＝来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导，故D错误.第二空.重力势能减少量ΔEp＝