2023-2024学年湖南省株洲市茶陵县二中物理高一下期末学业质量监测模拟试题含解析

2023-2024学年湖南省株洲市茶陵县二中物理高一下期末学业质量监测模拟试题注意事项：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（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)2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信．“墨子号”将由火箭发射至高度为500Km的预定圆形轨道．此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属地球静止轨道卫星（高度约为36000Km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高．以下说法中正确的是A．这两颗卫星的运行线速度可能大于7.9Km/sB．“墨子号”的角速度比北斗G7的角速度小C．“墨子号”的周期比北斗G7的周期小D．“墨子号”的向心加速度比北斗G7的向心加速度小2、(本题9分)一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（）A．GMm(R+h)2B．GMm3、2019年3月28日，杭衢高铁全线开工，线路总长约200公里，设计时速为350公里，届时衢州到杭州将缩短至45分钟，实现杭衢同城一体化．下列说法正确的是（）A．“200公里”指路程B．“时速350公里”指平均速度C．“45分钟”指时刻D．研究列车通过某一站牌所用时间，可将列车看成质点4、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．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量。B．开普勒利用他精湛的数学知识经过长期观察计算分析，最后终于发现了万有引力定律。C．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律。D．库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，并引入了“场”的概念。5、(本题9分)真空中存在范围足够大、竖直方向的匀强电场，A、B为该匀强电场中的两个等势面．现有三个质量相同、带同种等量电荷的小球a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v0分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上方向开始运动，如图所示．经过一段时间，三个小球先后通过等势面B，则下列判断正确的是()A．等势面A的电势一定高于等势面B的电势B．a、c两小球通过等势面B时的速度相同C．开始运动后的任一时刻，a、b两小球的动能总是相同D．开始运动后的任一时刻，三个小球电势能总是相等6、关于曲线运动，以下说法中正确的是（）A．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动C．平抛运动是一种匀变速运动D．物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动7、如图所示，一端固定在地面上的竖直轻弹簧，在弹簧的正上方高为H处有一个小球自由落下，将弹簧压缩至最短。设小球落到弹簧上将弹簧压缩的过程中获得最大动能是EK，在具有最大动能时刻的重力势能是EP，则（）A．若增大H，EK随之增大 B．若增大H，EK不变C．若增大H，EP随之增大 D．若增大H，EP不变8、(本题9分)如图所示，长木板A放在光滑水平地面上，物体B以水平速度v0冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上．则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下列说法正确的是()A．摩擦力对物体B做负功，对物体A做正功B．物体B动能的减少量等于系统损失的机械能C．摩擦力对A物体做的功等于系统机械能增加量D．物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和9、(本题9分)如图所示，长为L=4m的传送带的速度是5m/s，现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮的过程中，（g=10m/s2）下列说法中正确的是()A．摩擦产生的热量为12JB．小物体获得的动能为8JC．摩擦产生的热量为8JD．小物体获得的动能为12.5J10、(本题9分)如图所示，足够长的绝缘粗糙水平面放置一带正电的小滑块，小滑块与水平面间的动摩擦因数μ与小滑块的位移x满足μ-x图像关系，图像与横轴的交点为4m，与纵轴的交点为0.5，空间存在水平向右的足够大的匀强电场（图中未画出）．已知带电体的质量m=0.2kg，带有的电荷量，匀强电场的场强，若使小滑块由静止释放则当其运动的位移x=4m时，若，下列说法正确的是A．带电体的电势能减少了5.6JB．带电体的电势能增加了5.6JC．在这个过程中合外力做功为1.6JD．在这个过程中合外力的冲量大小是11、(本题9分)如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD．a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，机械能不变12、(本题9分)一个质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下,从最低点P缓慢地移到Q点,如图所示,则在此过程中()A．小球受到的合外力做功为mgL(1-cosθ)；B．拉力F做功为FLsinθ；C．小球的重力势能增加mgL(1-cosθ)；D．水平力F做功使小球的机械能增加mgL(1-cosθ)；二．填空题(每小题6分，共18分)13、某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，，当用2条、3条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由电磁打点计时器所打的纸带测出（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是（）A．不系橡皮筋，放开小车，能够自由下滑即可B．不系橡皮筋，轻推小车，小车能够匀速下滑即可C．不系橡皮筋，放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．不系橡皮筋，轻推拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可（2）若根据多次测量数据画出的v-W草图如图所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出的以下猜想可能正确的是．A．W∝1/vB．W∝vC．W∝v2D．W∝v314、(本题9分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中为了验证“加速度与物体质量成反比”的猜想，采用图象法处理数据．下图是四个小组描绘出的不同图象，你觉得能够准确验证上述猜想的图象有（）A．B．C．D．15、(本题9分)用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”．实验室所给的电源为输出电压为6V的交流电和直流电两种．重物从高处由静止开始下落，重物拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量．第14题图第14题图(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器材；B．将打点计时器接到电源的“交流输出”端上；C．用天平测量出重物的质量；D．释放悬挂纸带的重物，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点间的距离；F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．其中没有必要进行的操作步骤是。(将其选项对应的字母填在横线处)(2)某同学在上述验证机械能守恒定律的实验中得到一条较为理想的纸带，若Ｏ点为重物下落的起始点，重物的质量m，电源的频率为f,则重物从Ｏ到Ｃ过程减小的重力势能；增加的动能。（当地重力加速度为g，用给出的字母表示）三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m1=0.3kg和m2=1kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v0=1.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.1．某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v2=3m/s，g取10m/s2．求：(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep(2)从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物体m1平抛的最大水平位移x的大小。17、（10分）(本题9分)在如图所示的闭合电路中，设电源的电动势为E，内阻为r，外电阻为R，其余电阻不计，电路中的电流为I。请根据电动势的定义和能量转化与守恒定律，推导闭合电路欧姆定律表达式：I=E

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、C【解析】

A、根据，得，知道轨道半径越大，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，所以两卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故A错误；B、由，可得，则轨道半径越小角速度越大，“墨子号”的角速度比北斗G7的角速度大，故B错误；C、根据，得，所以量子科学实验卫星“墨子号”的周期小，故C正确；D、卫星的向心加速度：，半径小的量子科学实验卫星“墨子号”的向心加速度比北斗G7的大，故D错误．故选C．【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、线速度和周期．2、A【解析】

根据万有引力的大小公式为F=GMmr2，r=R+h【点睛】解决本题关键掌握万有引力的大小公式F=GMm3、A【解析】

A．“200公里”指路程，选项A正确；B．“时速350公里”指瞬时速度，选项B错误；C．“45分钟”指时间间隔，选项C错误；D．研究列车通过某一站牌所用时间，列车的大小不能忽略，不可将列车看成质点，选项D错误。4、A【解析】

A.卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量，选项A正确；B.牛顿利用他精湛的数学知识经过长期观察计算分析，最后终于发现了万有引力定律，选项B错误。C.开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，选项C错误。D.库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，法拉第引入了“场”的概念，选项D错误。5、B【解析】试题分析：由于小球所受重力和电场力的大小不知，所以电场的方向不确定，即AB两等势面电势的高低不确定，A错；对a、b、c三小球通过等势面B时，电场力和重力对三球做功相同，所以三球通过等势面B时的动能相同，而ac在水平方向没有速度，所以ac两球在竖直方向的速度相同，B对；开始运动后a球由于具有向下的初速度，所以要比b球向下运动的快，即重力和电场力对ab两球做功不同，所以在任一时刻，a、b两小球的动能不相同，C错；因在任一时刻三球在竖直方向的位移不同，所以电场力做功不同，即三球的电势能不相等，D错．考点：本题考查动能定理，运动过程分析点评：本题学生做时能想象出三球的运动过程，知道在开始运动后任一时刻在竖直方向上的速度和位移都不同．6、C【解析】

做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力，合力的大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，故A错误；曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，加速度恒定，故平抛运动为匀变速运动，故BD错误，C正确．7、AD【解析】

CD．小球压缩弹簧的过程中，受重力和支持力，在平衡位置，速度最大，动能最大，根据平衡条件，有kx=mg解得：即压缩量恒定，即动能最大时是固定的位置，则EP不变；故C错误，D正确；AB．从越高的地方释放，减小的重力势能越大，而增加的弹性势能（）相同，故在具有最大动能时刻的动能越大，则A正确，B错误。故选AD。8、AD【解析】试题分析：对两物体受力分析，B在A上滑行过程中，B对A的滑动摩擦力对A做正功，而A对B的滑动摩擦力对B做负功，并且在此过程中，将有摩擦生热现象，系统内能的增量将等于系统机械能的减少量．B的摩擦力方向向左，位移向右，故摩擦力对物体B做负功，A受B给他的摩擦力向右，位移向右，故摩擦力对物体A做正功，故A正确；根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于A的机械能增量和系统损失的机械能之和，故B错误；根据动能定理，摩擦力对木板A做的功等于A动能的增加，故C错误；根据能量守恒定律，物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，故D正确9、AB【解析】

摩擦产生的热量Q等于滑动摩擦力大小与物体传送带相对位移大小的乘积，由速度公式求出物体加速运动的时间，再根据运动学基本公式求出物体和传送带的位移，进而求出相对位移；根据动能定理即可求出小物体获得的动能。【详解】对小物体由牛顿第二定律得：Ff=μmg=ma；解得：a=μg=2m/s2；假设物块与传送带能够相对静止得：t=va=52s＝2.5s；小物块位移x=12at2=12×2×2.52=6.25m＞L；故小物体在传送带上一直加速，由vt2-v02=2aL得：最大速度为：vt=2aL=2×2×4=4m/s；小物体获得的动能为：Ek=10、AD【解析】若使小滑块由静止释放，则电场力做正功，电势能减小，则当其运动的位移x=4m时电势能减小量为，选项A正确，B错误；此过程中摩擦力的功：，由图像可知，则，则合力做功为，选项C错误；由动能定理可知：；由动量定理可知：，解得I=1.2N⋅s，选项D正确；故选AD.11、AB【解析】

根据万有引力提供圆周运动向心力有有：A、线速度，可知轨道半径小的线速度大，故A正确；B、向心加速度知，轨道半径小的向心加速度大，故B正确；C、c加速前万有引力等于圆周运动向心力，加速后所需向心力增加，而引力没有增加，故C卫星将做离心运动，故不能追上同一轨道的卫星b，所以C错误；D、a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，根据可知其线速度将增大，但由于克服阻力做功，机械能减小。故D错误。故选：AB。12、CD【解析】

（1）在小球缓慢上升的过程中，始终处于平衡态，合力为零，故合力做功为零，A错误；（2）分析可知，拉力F为变力，故无法使用功的表达式来计算功；根据动能定理得：，则拉力F做的功为，故B错误；（3）重力势能的增加量为：，C正确；（4）由题意可知，小球缓慢上升过程中，动能不变，重力势能增加，故系统机械能增加，由能量守恒定律可知，增加的机械能等于除重力以外，水平力F做的功．即水平力F做功，使得系统的机械能增加了，D正确．故本题选CD．二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）D（2）CD【解析】试题分析：（1）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦，因此平衡摩擦力时，不系橡皮筋，轻推拖着纸带的小车，如果小车能够匀速下滑，则恰好平衡摩擦力，故选D．（2）根据图象结合数学知识可知，该图象形式和形式，故CD正确．考点：“探究功与物体速度变化的关系”实验14、BC【解析】

若加速度与物体质量成反比，在a-m图象中应该是双曲线，但是实验得出的各组数据是不是落在同一条双曲线上是不好判断的，但是的关系是正比例函数，若画出图象是过原点的倾斜的直线，则说明加速度与物体质量成反比，若画出图象是过原点的倾斜的直线，则也能说明加速度与物体质量成反比，故选BC．【点睛】用图象法处理数据时，若画出的是曲线，不好说明一定成反比例，但如果是过原点的直线，则一定能说明成正比，据此分析即可．15、（1）C；（2分）（2）mg(x0+x1)；（3分）。(3分)【解析】本题考查的是对“验证机械能守恒定律”实验的应用问题，由于实验结果与物体质量无关，故步骤C是不必要的；其他步骤为实验的内容及步骤；从O到C下落的高度为x0+x1，故重力势能减少量为mg(x0+x1)；根据动能定理，合外力做功，增加的动能三．计算题(22分)16、(1)19.5J(2)6.75J(3)R=1.