天津市南开区南开中学2023年物理高一下期末监测试题含解析

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)两颗人造地球卫星，质量之比m1：m2＝1:2，轨道半径之比R1:R2=3:1，下面有关数据之比正确的是()A．周期之比T1:T2=3:1B．线速度之比v1:v2=3:1C．向心力之比为F1:F2=1:9D．向心加速度之比a1:a2=1:92、(本题9分)“礼让行人”是城市文明交通的体现。小王驾驶汽车以36km/h的速度匀速行驶，发现前方的斑马线上有行人通过，立即刹车使车做匀减速直线运动，直至停止，刹车加速度大小为10m/s2。若小王的反应时间为0.5s，则汽车距斑马线的安全距离至少为A．5m B．10mC．15m D．36m3、某星球x的质量和半径分别为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则星球x表面的重力加速度为A．0.4g B．0.5g C．1.5g D．2.5g4、(本题9分)我国发射的“神州六号”载人飞船，与“神州五号”飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是（）A．“神州六号”的速度较小B．“神州六号”的速度与“神州五号”的相同C．“神州六号”的周期更短D．“神州六号”的周期与“神州五号”的相同5、(本题9分)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和粗糙斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一个定滑轮。质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A．轻绳对m做的功等于m机械能的增加B．重力对M做的功小于M减少的重力势能C．轻绳对m做的功等于m增加的动能与m克服摩擦力所做的功之和D．两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和6、(本题9分)如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为T，物体所受重力为G，则下面说法正确的是A．物体做加速运动，且v2>v1B．物体做匀速运动，且v1=v2C．物体做匀速运动，且T=GD．物体做加速运动，且T>G7、(本题9分)如图所示，质量为M的木块静止在水平地面上，一颗质量为m，初速度为的子弹水平击中木块，达到共同速度时，子弹进入木块深度为d，木块位移为s．子弹射入木块过程中平均阻力为，木块与地面摩擦力为，则子弹与木块相互作用产生的内能是（）A．B．C．D．8、(本题9分)如图所示，将倾角θ=30°的斜面体C置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着可视为质点的小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑小滑轮.现用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态，OB绳平行于斜面，此时物块B恰好静止不动.已知A的质量m1=1kg，B的质量m2=4kg，OA段绳长l=1m.重力加速度g=10m/s2.将A由静止释放，在其向下运动过程中，物块B与斜面体C始终保持静止，下列分析正确的是A．小球A运动到最低点时，物块B受到的摩擦力大小为零B．小球A运动到最低点时，物块B受到的摩擦力大小为10NC．小球A向下运动的过程中，斜面体C受到水平地面的摩擦力方向先向右后向左D．小球A向下运动的过程中(初末两位置除外)，斜面体C受到水平地面的摩擦力方向始终水平向右9、(本题9分)“和谐”号动车组列车高速运行时可以让乘客体验追风的感觉．我们把火车转弯近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损．为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是（）A．增大弯道半径B．减小弯道半径C．增加内外轨的高度差D．减小内外轨的高度差10、(本题9分)图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用，根据此图可做出正确判断的是()A．带电粒子所带电荷的符号B．场强的方向C．带电粒子在a、b两点的受力方向D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大11、(本题9分)如图所示，在平面直角坐标系中有一等边三角形OPC，O点位于坐标原点，OC与x轴重合，P点坐标为，A、B分别为OP、PC的中点，坐标系处于匀强电场中，且电场方向与坐标平面平行，已知O点的电势为6V，A点的电势为3V，B点的电势为0V，则由此可判定A．C点的电势为3VB．场强方向一定与PC边垂直C．电场强度大小为300（V/m）D．电场强度大小为12、(本题9分)如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动,把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A．物体一直受到摩擦力作用,大小为μmgB．物体最终的速度为v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为10m/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,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:（1）.要验证重锤下落过程中符合机械能守恒,除了图示器材,以下实验器材必须要选取的有__________．(填写字母代号)A．秒表

B．刻度尺

C．天平

D．交流电源(2)运用公式对实验条件的要求是__________,为此所选择的纸带第1、2点间的距离应接近__________________________________(3).根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以h为横轴画出的图像应是下图中的哪个__________(4).从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=__________,此过程中物体动能的增加量△Ek=__________;（结果保留两位有效数字）(5).通过计算,数值上△Ep__________△Ek(填“>”“=”或“<”),这是因为__________14、（10分）某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中：提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。（1）组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_____，理由是_____。（1）若该小组采用甲方案进行实验，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_____。A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）（3）若该小组采用甲方案的装置打出了一条纸带如图丙所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep＝_____，动能变化量△Ek＝_____。（4）该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v1﹣h图线如图丁所示，谓根据图线计算出当地的重力加速度g＝_____m/s1．（结果保留三位有效数字）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）2019年4月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞。假设有一光子（其质量m未知）恰好沿黑洞表面做周期为T的匀速圆周运动，求：(1)若已知此光子速度为v，则此黑洞的半径R为多少？(2)此黑洞的平均密度ρ为多少？（万有引力常量为G）16、（12分）月球半径约为地球半径的，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，把月球和地球都视为质量均匀分布的球体．求：(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比；(2)地球和月球的平均密度之比．17、（12分）(本题9分)如图所示,在光滑的水平面上,一个质量为3m的小球A,以速度v0跟质量为m的静止的小球B发生弹性碰撞.求碰撞后AB两小球的速度各是多少?

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、D【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：T=2π，周期之比：，故A错误；由可得线速度之比：，故B错误；向心力之比：，故C错误；由，向心加速度之比：，故D正确；故选D．点睛：本题考查了比较线速度、周期、角速度与加速度大小关系，知道万有引力提供向心力是解题的关键，应用牛顿第二定律可以解题．2、B【解析】

汽车的初速度为，反应时间内做匀速直线运动，有：刹车过程的加速度大小为，由匀减速直线运动的规律：可得刹车距离为故安全距离为：；故B正确，ACD错误；故选B。3、A【解析】

根据星球表面的万有引力等于重力知道得出：；星球x的质量和半径分别约为地球的和。所以星球表面的重力加速度，故选A。4、A【解析】

根据可得，可知“神州六号”的速度较小，周期较大，故选A.5、D【解析】

AC、根据动能定理可知，轻绳对m做的功等于m增加的机械能与m克服摩擦力所做的功之和，轻绳对m做的功大于m机械能的增加，故A、C错误。B、根据重力做功与重力势能变化的关系可知，重力对M做的功等于M重力势能的变化，故B错误。D、根据能量守恒定律，两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和，故D正确。6、D【解析】

小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，其中沿绳方向的运动与物体上升的运动速度相等.【详解】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为，由几何关系可得：，所以，而逐渐变大，故逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，，故ABC错误，D正确；故选D。7、AD【解析】对子弹由动能定理有；对木块由动能定理有；根据功能关系可知，一对摩擦力做功的总和为系统摩擦生热，，故A、D正确，B、C错误．故选AD．【点睛】本题是冲击块类型，要注意应用动能定理研究多个物体的系统时，摩擦生热的的公式中，是相对位移．8、BD【解析】

AB．小球A摆下的过程，只有重力做功，其机械能守恒，有：，而在最低点由牛顿第二定律有：，联立解得：；再对B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，沿斜面方向由平衡条件有，解得：,方向沿斜面向下；故A错误，B正确.CD．对物体B和斜面体C的整体受力分析，由于伸长的细绳向左下方拉物体B和斜面的整体而未拉动，故一定受到地面对C向右的静摩擦力；故C错误，D正确.9、AC【解析】

AB．设弯道半径为R，路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得θ一定，v增大时，可增大半径R，故A正确，B错误；CD．根据由于θ较小，则h为内外轨道的高度差，L为路面的宽度。则L、R一定，v增大，h增大，故C正确，D错误。10、CD【解析】

AB.由图可知，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，也无法判断电场的方向，故AB项与题意不相符；C.粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故C项与题意相符；D.根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故a点的电场力的大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，故D项与题意相符。11、BD【解析】

O点的电势为6V，A点的电势为3V，则由可知，P点的电势为0V，因B点的电势为0V，可知PC为等势线，即C点的电势为0，选项A错误；电场线与等势面垂直，则场强方向一定与PC边垂直，选项B正确；，则场强大小，选项C错误，D正确；故选BD.12、BC【解析】A、物体无初速的轻放在左端时，由于相对运动产生了滑动摩擦力，方向水平向右，大小，物体在滑动摩擦力作用下，做匀加速直线运动，因为传送带足够长，所以经过一段时间，物体的速度与传送带相等，即为，此时物体与传送带之间没有相对滑动，摩擦力为零，与传送带一起匀速运动，故A错误，BC正确；D、物体匀速运动时，受力平衡，水平方向不受摩擦力，故D错误．点睛：解答时要主要当物块达到与传送速度相等后便不再加速，而是与传送带一起匀速运动，此后就不受摩擦力作用了．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）BD（2）打第一点速度为零2mm（3）C（4）0.50J0.48J（5）大于阻力【解析】（1）A.要验证重锤下落过程中符合机械能守恒，需要满足，根据打点计时器打出的纸带求速度，不用秒表，而打点计时器需要用到低压交流电源，故A错误，D正确；B．需要用刻度尺测量物体下落的高度，故B正确；C．等号两边的质量约去，不用天平，故C错误．故选：BD．（2）运用公式验证机械能守恒，要求打第一个点的速度必须为零．根据自由落体运动的位移时间关系，==0.002m=2mm，所以所选择的纸带第1、2点间的距离应接近2mm．（3）根据，，图像应为C；（4）根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：△EP=mgh=1.0×10×0.05J=0.50J匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：，动能变化量：△EK==0.48J；（5）由(4)可知重力势能的减小量大于动能的增加量，其原因是物体下落过程中存在阻力．点睛：根据自由落体运动的位移时间关系，纸带第1、2点间的距离应接近2mm；测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能；根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．14、甲，采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒AB-mghBm2【解析】

（1）[1]该小组选择的方案是甲图；由甲、乙两图可知，乙图存在的摩擦远远大于甲图中摩擦，由此可知甲图验证机械能守恒更合适。[1]采用图乙实验时，由于小车与斜