江苏省南通市天星湖中学2023年物理高一下期末学业水平测试试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)以下关于功和能的说法中正确的是（）A．功是矢量，能是标量B．功是能量转化的量度C．功和能都是矢量D．因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能2、(本题9分)嘉兴江南摩尔有一个摩天轮，最高点与最低点相差30m，在竖直平面内匀速转动一周用时5分钟，质量为60kg的张同学，乘坐该摩天轮一圈观赏城市风光。在该同学从最高点运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．该同学机械能守恒B．重力做功9000JC．重力做功功率为60wD．重力做功功率为120w3、磁控管是微波炉的“心脏”，由它产生和发射微波，它实际上是一个真空管，利用磁场将电子群约束在圆管内，如果电子群被控制在较小的圆形区域内如图所示，O是电子群的中心，A、C是磁控管边缘两点，其中，三点共线，则（）A．电子群在A、C处产生的场强大小：B．电子群形成的电场在A、C处的电势：C．同一正电荷分别在A、C处电势能：D．同一负电两分别在A、C处受到的电场力：4、中国北斗卫星导航系统(BDS)是中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)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于b的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期大于24h5、万有引力定律是下列哪位科学家发现的A．牛顿 B．开普勒 C．卡文迪许 D．法拉第6、(本题9分)一质点在xoy平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是（）A．若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B．若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C．若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D．若y方向始终匀速，则x方向一直加速7、(本题9分)如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g．物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的（）A．动能损失了2mgHB．动能损失了mgHC．机械能损失了mgHD．机械能损失了mgH8、(本题9分)如图所示，两个倾角分别为的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等．有三个完全相同的小球a、b、c，开始均静止于同一高度处，其中b小球在两斜面之间，a、c两小球在斜面顶端．若同时释放，小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′.下列关于时间的关系正确的是A．t1′>t2′>t3′B．t1>t3>t2C．t1<t1′，t2<t2′，t3<t3′D．t1＝t1′，t2＝t2′，t3＝t3′9、(本题9分)如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下作匀速圆周运动若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa作离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa作离心运动C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb作近心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb作离心运动10、如图所示，内壁光滑的圆锥筒固定不动，圆锥筒的轴线沿竖直方向．两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动的轨道半径之比rA∶rB=2∶1，取圆锥筒的最低点C为重力势能参照面，则A、B两球A．运动周期之比TA∶TB=2∶1B．速度之比vA∶vB=∶1C．机械能之比EA∶EB=2∶1D．向心加速度之比aA∶aB=∶111、(本题9分)如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M

的小车，其左侧有半径为R

的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B

与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m

的物块（可视为质点）从A

点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出．设重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．关于物块从A

位置运动至

C位置的过程中，下列说法正确的是（）A．小车和物块构成的系统动量守恒B．摩擦力对物块和轨道所做的功的代数和-mgRC．物块运动过程中的最大速度为D．小车运动过程中的最大速度为12、(本题9分)物体在恒定的合外力F作用下做直线运动，在时间Δt1内速度由0增大到v，接着在时间Δt2内速度由v增大到2v．设F在Δt1内做的功是W1，冲量是I1；在Δt2内做的功是W2，冲量是I2；那么：A．I1＜I2 B．I1＝I2 C．W1＜W2 D．W1＝W2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h；然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h(h远大于b)时的速度，重力加速度为g。(1)在A从静止开始下落h的过程中，验证A、B组成的系统机械能守恒的表达式为________________________；绳子拉力对重物B做的功为______________________。(用题目所给物理量的符号表示)(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv，因而系统减少的重力势能____________系统增加的动能(选填“大于“或“小于”)(3)为减小上述Δv对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是______A．减小挡光片上端到光电门的距离hB．增大挡光片的挡光宽度bC．适当减小挡光片的挡光宽度b14、（10分）(本题9分)为了探究功与速度变化的关系,我们以平板上的小车为研究对象,使它在力的作用下从静止开始运动,测量力的大小及小车在力的作用下运动的距离,可以计算力做的功.如果力的大小改变了,或者小车在力的作用下运动的距离改变了,力对小车做的功也会改变,小车获得的速度就会不同,由此能够得到功与速度的几组数据.用打点计时器能够测量小车的速度,这个实验的关键是为小车提供可测量的作用力.如图所示,由重物通过滑轮牵引小车,当___________时,可以把重物所受的重力当做小车受到的牵引力.小车运动的距离可以由纸带测出.改变重物的质量或者改变小车运动的距离,也就改变了牵引力做的功.采取什么办法,可以使牵引力做的功就是合外力对小车做的功?答:_______________________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，是运载火箭发射飞船的示意图．飞船由运载火箭先送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道，在B点实施变轨后，再进入预定圆轨道．已知近地点A距地面高度为h1，飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：（1）地球的第一宇宙速度大小；（2）飞船在近地点A的加速度aA大小；（3）远地点B距地面的高度h2大小．16、（12分）如图所示，在水平向右的匀强电场中，一不可伸长的绝缘细线的长度为L=40cm，细线的一端连着一个质量为m=1.0×10－4kg、带电量为q=+5.0×10－8C的小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速由A点释放，当细线转过90°，小球到达B点时速度恰好为零．不计空气阻力和细线质量，重力加速度g=10m/s1．求：（1）A、B两点间的电势差UAB；（1）匀强电场的电场强度E的大小；（3）小球从A点运动到B点过程中的最大速度的大小．（结果可保留根号）17、（12分）(本题9分)如图所示，直角坐标系处于竖直面内，第一、二象限存在着平滑连接的光滑绝缘轨道。第一象限内的轨道呈抛物线形状，其方程为；第二象限内的轨道呈半圆形状，半径为R，B点是其最高点，且第二象限处于竖直方向的匀强电场中。现有一质量为m、带电量为+q的带电小球，从与B点等高的A点静止释放，小球沿着轨道运动且恰能运动到B点。重力加速度为g，求：（1）第二象限内匀强电场的场强E的大小和方向；（2）小球落回抛物线轨道时的动能Ek．

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】

AC．物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功，功是标量，能量也是标量，故选项A、C错误；BD．功是能量转化的量度，单位都是焦耳，但功不是能量，功属于过程量，能量属于状态量，故选项B正确，D错误．2、D【解析】

A、该同学从最高点运动到最低点的过程中，除重力做功外，还有其它力做功，机械能不守恒，故A错误。B、该同学从最高点运动到最低点的过程中，重力做的功W=mgh=601030J=1.8104J，故B错误。CD、从最高点运动到最低点的时间t=2.5min=150s，重力做功的功率P==W=120W，故C错误，D正确。3、C【解析】

AB.负电荷的电场线分布为呈辐射状指向电荷的线，电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向。沿着电场线方向电势是降低的。越靠近电荷电场强度越大，越靠近负电荷，电势越低。即EA＞EC，φA＜φC，故AB错误；C.正电荷在电势高的地方电势能大，故同一正电荷分别在A、C处的电势能：EPA＜EPC，故C正确；D.场强大的地方，电荷受到的电场力大，同一负电荷分别在A、C处受到的电场力：FA＞FC，故D错误。4、A【解析】

根据，可得，a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；由，a的轨道半径与b的轨道半径相等，因此卫星a的加速度等于b的加速度，选项B错误；由，a的轨道半径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；由，a的轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24h，选项D错误。5、A【解析】

牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律A．牛顿与分析相符，故A正确B．开普勒与分析不符，故B错误C．卡文迪许与分析不符，故C错误D．法拉第与分析不符，故D错误【点睛】牛顿的贡献有：建立了以牛顿运动定律为基础的力学理论；发现了万有引力定律；创立了微积分6、B【解析】试题分析：由图中运动的轨迹可知，若x方向始终匀速，则y方向刚开始变化快，中间变化慢，最后又变化快，故其运动是先减速后加速，A错误，B正确；若y方向始终匀速，则x方向应该先加速后减速，故CD均错误．考点：运动的快慢．7、AC【解析】

知道加速度，根据牛顿第二定律和动能定理可求得动能的损失；根据牛顿第二定律求出摩擦力，得到摩擦力做功，即可根据功能关系求解机械能的损失．【详解】AB．已知物体上滑的加速度大小为g，由动能定理得：动能损失等于物体克服合外力做功为：，故A正确B错误；CD．设摩擦力的大小为f，根据牛顿第二定律得：，解得：，则物块克服摩擦力做功为：，根据功能关系可知机械能损失了mgH，故C正确D错误．【点睛】解决本题的关键根据动能定理可求得动能的变化，掌握功能关系，明确除了重力以外的力做功等于物体机械能的变化．8、BD【解析】

由静止释放，b球做平抛运动，a、c两球做匀加速直线运动，对b球，根据得：，对于a、c两球，加速度a=gsinθ，根据得：所以有：所以t1＞t3＞t2；若同时沿水平方向抛出，a、c两球做类平抛运动，b球做平抛运动，抓住小球在竖直方向上或沿斜面方向上的运动规律与静止释放时相同，根据等时性有：t1=t1′，t2=t2′，t3=t3′．故B、D正确．9、AD【解析】

若拉力突然消失，小球做离心运动，因为不受力，将沿轨迹Pa运动，故A正确．若拉力变小，拉力不够提供向心力，做半径变大的离心运动，即沿Pb运动，故B错误，D正确．若拉力变大，则拉力大于向心力，沿轨迹Pc做近心运动，故C错误．【点睛】此题要理解离心运动的条件，结合力与运动的关系，当合力为零时，物体做匀速直线运动．10、BC【解析】

小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的和提供向心力，结合牛顿第二定律列出向心力与线速度、角速度、向心加速度的表达式，从而进行求解．设支持力和竖直方向上的夹角为θ，根据牛顿第二定律得：，解得：，因为A、B圆运动的半径之比为2:1，所以，，，AD错误B正确；从以上分析可知，根据几何知识可知，故，由于机械能为动能和重力势能之和，故EA∶EB=2∶1，C正确．11、BD【解析】A.小车和物块组成的系统水平方向所受合外力为零，水平方向动量守恒，系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B.摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和等于摩擦力与相对位移的乘积，摩擦力做功的代数和为-mgR，故B正确；C.如果小车固定不动，物块到达水平轨道时速度最大，由机械能守恒定律得：，v=，现在物块下滑时，小车向左滑动，物块的速度小于，故C错误；D.小车与物块组成的系统水平方向动量守恒，物块下滑过程，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv1−Mv2=0,由机械能守恒定律得：，解得：v2=，物块到达B点时小车速度最大，故D正确；故选BD.12、BC【解析】AB、根据动量定理得，，知，故B正确，A错误；CD、根据动能定理得，，则，故C正确，D错误；故选BC．【点睛】根据动能定理研究功的关系，根据动量定理研究冲量的关系即可．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(M-m)gh=12(M-m)【解析】（1）系统重力势能的减小量为：△Ep=（M-m）gh，

物块经过光电门的瞬时速度为：v＝bt，

则系统动能的增加量为：△Ek＝12(M+m)v1=12(M+m)(bt)1．

则机械能守恒的表达式为：(M−m)gh＝12(M+m)(b（1）光电门测出的平均速度是挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度，此时下降的高度小于h，则系统减少的重力势能大于系统增加的动能．

（3）为减小上述△v对结果的影响，可以减小挡光片的宽度，使得平均速度更接近瞬时速度，故C正确．

点睛：解决本题的关键知道