2022年黑龙江省哈尔滨市阿城区二中高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：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：（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)在物理学的发展过程中。许多物理学家的科学研究推动了人类文明进程，下列描述符合史实的是（）A．伽利略通过“理想斜面实验”提出了能量的概念和能量守恒的思想B．开普勒总结了行星运动的规律，并指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C．卡文迪许在实验室里通过扭秤实验测出了引力常量G的数值D．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”2、德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知)A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径3、(本题9分)在街头的理发店门口，常可以看到有这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉．如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）为L=10cm，圆筒沿逆时针方向（从俯视方向看），以2转/秒的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为（）A．向上10cm/s B．向上20cm/s C．向下10cm/s D．向下20cm/s4、(本题9分)起重机以1m/s2的加速度，将质量为100kg的货物由静止匀加速向上提升，g=10m/s2，则第1s内起重机对货物做功为（）A．500J B．550J C．1000J D．1100J5、(本题9分)如图甲所示，浙江百丈漈瀑布是全国单体落差最高的瀑布。如图乙是该瀑布的侧面示意图，第一漈=207米，第二漈=68米，第三漈=12米，三漈相加是287米。假设忽略上游水的初速度和空气的阻力，则水下落三漈后的竖直速度计算式为A．B．C．D．6、(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．GMm7、关于第一宇宙速度，下面说法正确的是：A．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度8、质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，其轨道半径、线速度大小和向心加速度大小分别为r、v、a，引力常量为G，则在该卫星所受到的地球引力大小的下列各种表达式中，正确的是A．B．C．D．9、在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，在滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向下滑动的过程中A．电路中的总电流变大B．路端电压变小C．通过电阻R2的电流不变D．通过滑动变阻器R1的电流变小10、(本题9分)甲、乙两颗人造地球卫星，质量分别为m和2m，它们绕地球做圆周运动的轨道半径分别为2r和r，下列说法正确的是A．甲、乙的周期之比为4∶1 B．甲、乙的向心力之比为1∶8C．甲、乙的动能之比为1∶4 D．甲、乙的动能之比为1∶811、(本题9分)如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电内阻r相等．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．电的输出功率逐渐增大D．质点P将向上运动12、关于向心力的说法中正确的是（）A．向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，向心力是一个恒力B．向心力总是沿着半径指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某个力的分力D．向心力只改变物体线速度的方向，不能改变物体线速度的大小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)为验证机械能守恒定律，选用了如图所示的实验装置，让重物带动纸带下落的过程中，打出了一条纸带，如图所示。(1)利用纸带上的B、E两点来验证，需要直接测量的数据有：___________、___________、___________。(2)为完成实验，除了电源、开关、导线和图中器材外，还必需的测量器材有___________A．刻度尺B．秒表C．天平D．弹簧测力计(3)下列哪些操作对减小实验误差有帮助___________A．将铁架台由离地面0.8米的实验台放在离地面2米的高处B．固定打点计时器时，使纸带限位孔的连线保持竖直C．重物的质量应适当大些D．图中夹子的质量尽量小14、（10分）(本题9分)某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示，实验主要步骤如下:（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是____填“甲”或“乙”）．（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；（3）再用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的______________（填写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3…（5）作出W-v图像，则下列图像符合实际的是_______．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，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小mg的滑动摩擦力。小环能达到的最大高度为3h，求：（1）小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。对比（1）问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。（3）以地面为零势能面。从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？（4）上升和下降两次经过2h高处时的速度大小之比为多少？16、（12分）(本题9分)如图所示，质量m＝0.2kg的金属小球从距水平面h＝5.0m的光滑斜面上由静止开始释放，运动到A点时无能量损耗，水平面AB是粗糙平面，与半径为R＝0.9m的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，其中圆轨道在竖直平面内，D为轨道的最高点，小球恰能通过最高点D，求：(g＝10m/s2)(1)小球运动到A点时的速度大小；(2)小球从A运动到B时摩擦阻力所做的功；17、（12分）(本题9分)如图所示，光滑轨道是一“过山车”的简化模型，最低点处入、出口不重合，点是半径为的竖直圆轨道的最高点，DF部分水平，末端F点与其右侧的水平传送带平滑连接，传送带以速率v=1m/s逆时针匀速转动，水平部分长度L=1m．物块静止在水平面的最右端处．质量为的物块从轨道上某点由静止释放，恰好通过竖直圆轨道最高点，然后与发生碰撞并粘在一起．若的质量是的倍，与传送带的动摩擦因数都为，物块均可视为质点，物块与物块的碰撞时间极短，取．求：（1）当时物块碰撞过程中产生的内能；（2）当k=3时物块在传送带上向右滑行的最远距离；（3）讨论在不同数值范围时，碰撞后传送带对它们所做的功的表达式．

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、C【解析】

A．伽利略通过理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，而不是能量的概念和能量守恒的思想，故A错误；B．开普勒总结了行星运动定律，并没有解释行星为什么这样运动；牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，故B错误；C．卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，故C正确；D．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面重力加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”，故D错误。故选C。2、D【解析】

设太阳系的质量为m，黑洞的质量为M，太阳系绕黑洞做圆周运动的向心力由万有引力提供，则，解得黑洞的质量M：，则已知太阳系绕该黑洞公转的周期T和公转的半径r可求解黑洞的质量；或者已知太阳系的运行速度v和公转的半径r可求解黑洞的质量M，故选项D正确，ABC错误.3、D【解析】

由于每秒转2圈，则转1圈的时间为0.5s，而螺距为10cm，所以每秒沿竖直方向运动的距离为20cm，即速度大小为20cm/s．又因为彩色螺旋斜条纹是从左下到右上，且圆筒沿逆时针方向（从俯视方向看），人眼观察某一个空间位置处的彩色条纹，由于圆筒在转动，经过很小的时间间隔△t后，同一位置处不是彩色条纹，变成了圆筒壁，根据人眼的视觉暂留现象，人眼错认为原来的点向下移动了一小段，就会感觉条纹的运动方向向下．故选D．4、B【解析】

根据“起重机对货物做功”，考查了功的计算，根据牛顿第二定律求出拉力的大小，结合运动学公式求出花纹上升的位移，最后结合做功的公式，求出拉力做功大小。【详解】根据牛顿第二定律得，F-mg=ma，解得F=mg+ma=100×（10+1）N=1100N。上升的位移x=12at2=12×1×125、D【解析】

水在竖直方向做自由落体运动，则由自由落体运动的规律v2=2gh可知，水下落三漈后的竖直速度计算式为；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论相符，选项D正确。6、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=GMm7、AB【解析】

ABC.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是地球上发射卫星的最小速度，根据可得：，近地卫星轨道半径最小，环绕速度最大，AB正确C错误．D.在近地轨道进入椭圆轨道，需要点火加速离心，所以卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度可能大于第一宇宙速度，D错误．8、ABD【解析】质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：，故ABD正确，C错误；故选ABD.【点睛】根据万有引力定律求解卫星受到的万有引力，根据卫星围绕地球做匀速圆运动也可以求解万有引力，要注意向心力表达式中的m应为卫星的质量．9、AB【解析】A、在滑动变阻器的滑动触片P向下滑动的过程中，接入电路的变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律分析电路中的总电流变大，故A正确；

B、路端电压，I变大，E、r不变，则U变小，故B正确；

C、路端电压U变小，通过电阻的电流变小，故C错误；

D、总电流变大，通过电阻的电流变小，所以通过滑动变阻器的电流必定变大，故D错误。10、BC【解析】

根据可知可知，甲、乙的周期之比为2∶1，选项A错误；由可知，甲、乙的向心力之比为1∶8，选项B正确；由可知，甲、乙的动能之比为1∶4，选项C正确，D错误.11、AC【解析】

当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大．电容器板间电压等于R3的电压．R4减小，AB间并联部分的总电阻减小，则R3的电压减小，R3上消耗的功率逐渐减小，电容器板间场强减小，质点P所受的电场力减小，所以质点P将向下运动，故D错误；流过电流表的电流IA=I-I3，I增大，I3减小，则IA增大，所以电流表读数增大，故B错误；R4的电压U4=U3-U2，U3减小，U2增大，则U4减小，所以电压表读数减小．故A正确；由于R1的阻值和电源内阻r相等，则外电路总电阻大于电源的内阻r，当外电阻减小时，电源的输出功率逐渐增大．C正确．故选AC．【点睛】本题是电路动态变化分析问题，先分析变阻器接入电路的电阻变化，再分析外总电阻变化和总电流的变化，接着分析局部电路电压和电流的变化．12、BCD【解析】

A.向心力的方向始终沿半径指向圆心，是变力，故选项A错误；BC.向心力是根据力的作用效果命名的，可以是某个力或几个力的合力，也可以是某个力的分力，故选项B、C正确；D.向心力方向跟速度方向垂直，只改变线速度的方向，不可能改变线速度的大小，故选项D正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）AC间距DF间距BE间距（2）A（或刻度尺）（3）BC【解析】

第一空.第二空.第三空.根据实验原理可知，若用B、E两点来验证，则需要测B、E两点间的距离及B、E两点对应的重物体的速度，根据速度的测量的方法是：用平均速度等于中间时刻的速度来进行测量的，所以可知直接测量的数据有：AC间的距离，DF间的距离，BE间的距离；

第四空.A．由于要测量纸带上计数点间的距离，所以需要用到刻度尺，故A正确；

B．打点计时器可以记录重物下落的时间，所以不需要秒表，故B错误；

C．根据可知，在不需要求出动能的增加量与重力势能的减少量的具体数据时，可以不测质量，故C错误；

D．本实验不需要测量力的大小，所以不需要弹簧测力计，故D错误。

故选A；

第五空.A．只要保证有足够的距离使纸带打出数量足够的点，不要求将铁架台由离地面0.8米的实验台放在离地面2米的高处，故A错误；

B．为减小纸带与打点计时器间的摩擦力，固定打点计时器时，应该使纸带限位孔的连线保持竖直，故B正确；

C．为减小重物在下落过程中所受的空气阻力大小，重物的质量应适当大些，体积适当的小一些，故C正确；

D．图中夹子的质量应该大一些，故D错误。

故选BC。14、（1）乙；（3）伸长量（或形变量、长度等）都相同；（5）D．【解析】

（1）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；

（2）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功；即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W；再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…

（3）功与速度的平方相对应，所以图象应为D．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）；；（2）重力做功与路径无关，仅与初末位置有关．势能的变化与初末位置有关．两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能．摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。（3）（4）【解析】

（1）重力做功为WG=-mgh摩擦力做功（2）重力做功与路径无关，仅与初末位置有关。势能的变化与初末位置有关。两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能。摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。

（3）若以地面为零势面，小环初始势能为mgh，初始动能为故初始机械能为4mgh

故从出发到落地前，通过路程s，克服摩擦力所做的功为mgs

机械能变化的表达式为：E=4mgh-mgs

（4）上升过程经过2h高处时：解得下降过程经过2h高处时：解得则速度大小之比为：16、(1)10m/s(2)－5.5J【解析】

（1）小球运动到A点时的速度为，根据机械能守恒定律可得

解得

=10m/