2022年湖北省汉阳一中物理高一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)如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r1，线速度大小分别为v1、v1．则（）A． B． C． D．2、图示是某一卫星运行的轨道示意图，卫星先沿椭圆轨道1运行，近地点为M，远地点为N，当卫星经过N时点火加速，使卫星由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行。关于卫星的运行过程，下列说法中正确的是（）A．卫星在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等B．卫星在轨道1上运行经过N点的速度小于经过M点的速度C．卫星在轨道1上运行经过N点的加速度小于在轨道2上运行经过N点的加速度D．卫星在轨道1上运行经过N点的加速度大于在轨道2上运行经过N点的加速度3、(本题9分)飞行员进行身体素质训练时，抓住一质量不计的秋千杆由水平状态开始下摆，到达最低点的过程中（如图所示），飞行员所受重力做功的瞬时功率的变化情况是A．一直减小B．一直增大C．先增大后减小D．先减小后增大4、(本题9分)在距水平地而10m高处，以10m/s的速度水平抛出一个质量为1kg的物体，已知物体落地时的速度为16m/s，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．抛出时人对物体做功为150JB．自抛出到落地,重力对物体做功为78JC．飞行过程中物体克服阻力做功22JD．物体自抛出到落地时间为5、(本题9分)已知河水的流速保持不变，小船在静水中的速度恒定且大于河水的流速。如图所示，为使小船由河岸O点沿虚线垂直河岸航行，船头的指向可能为图中的A．①方向 B．②方向 C．③方向 D．④方向6、使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用，如图所示，若水柱截面为S，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为ρ，则水对钢板的冲力为A． B． C． D．7、(本题9分)同步卫星A的运行速率为V1，向心加速度为a1，运转周期为T1；放置在地球赤道上的物体B随地球自转的线速度为V2，向心加速度为a2，运转周期为T2；在赤道平面上空做匀速圆周运动的近地卫星C的速率为V1，向心加速度为a1，动转周期为T1．比较上述各量的大小可得（）A．T1=T2>T1 B．V1>V2>V1 C．a1<a2=a1 D．a1>a1>a28、(本题9分)物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示，下列表述正确的是A．在0～1s内，物体做加速运动，合外力做正功B．在1～3s内，物体做匀速运动，合外力做正功C．在3～7s内，合外力做功为零D．在0～5s内，速度变化量为零，合力的平均功率为零9、(本题9分)在平直的公路上有一辆质量为m＝1500kg的小汽车从静止开始以额定功率启动，经t＝15s达到最大速度vm＝30m/s．设小汽车受到的阻力为车重的0.1倍．g＝10m/s1．则A．小汽车做加速度减小的加速运动B．小汽车速度为l0m/s时，加速度α＝1m/s1C．小汽车的额定功率P＝4500WD．小汽车在前15s内的位移x＝400m10、(本题9分)质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始加速，前进了s距离后速度达到最大值vm．设在加速过程中发动机的功率恒为P，汽车所受阻力恒为f．当速度为v（vm＞v）时，所受牵引力为F，对汽车在这段位移内的有关物理量，以下说法正确的是（）A．汽车的牵引力做功为FsB．汽车的牵引力做功为12mvm2C．汽车的速度v=P/FD．汽车的最大速度vm=P/f11、(本题9分)如图所示，一内壁光滑的圆形细管竖直放置，其半径为R，质量为m的小球在该管内做圆周运动，小球可视为质点．下列说法中正确的是A．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的速度可以为B．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的最小速度为C．如果小球在光滑圆形细管最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道有向上的作用力D．如果小球在光滑圆形细管最低点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力12、(本题9分)一个质量为m=50kg的人乘坐电梯，由静止开始上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P-t图象如图所示，取g=10m/，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是（）A．图中的值为1100WB．图中的值为900WC．电梯匀速阶段运动的速度为2m/sD．电梯加速阶段对人所做的功大于减速阶段对人所做功二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.(1)关于实验操作，下列说法正确的是________.A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C．每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D．实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离.已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度vB＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2.(3)改变细线下端钩码的个数，得到a－F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是________.14、（10分）(本题9分)为了探究机械能守恒定律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：A．小车B．钩码C．一端带滑轮的木板D．细线E．电火花计时器F．纸带G．毫米刻度尺H．低压交流电源I．220V的交流电源J．天平K．秒表(1)根据实验装置，你认为实验中不需要的器材是_____、_______。（填写器材序号）(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0-6），测出0到l、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T。则打点2时小车的速度v2=________。(3)若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____。在实验数据处理时，如果以v2/2为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线斜率的表达式为____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，高为L的倾斜直轨道AB、CD与水平面的夹角均为53°，分别与竖直平面内的光滑圆弧轨道相切于B、D两点，圆弧的半径也为L。质量为m的小滑块从A点由静止下滑后，经轨道CD后返回，再次冲上轨道AB至速度为零时，相对于水平线BD的高度为。已知滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ1=0.5，重力加速度为g，(取)求：（1）求滑块第一次经过B点的速度大小；（2）滑块第一次经过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；（3）滑块与轨道CD间的动摩擦因数μ2。16、（12分）一个物体自t=0时开始做直线运动其速度-时间图象如图所示。求：(1)物体在4s～6s内的加速度大小；(2)物体0～6s内的路程；(3)物体0～6s内的平均速度。17、（12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：（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、A【解析】根据万有引力提供向心力，解得，a、b到地心O的距离分别为，所以，A正确．2、B【解析】

A.卫星由轨道1到轨道2，需要在N点加速，所以变轨后的机械能大，故A错误；B.从N点到M点引力做正功，所以经过N点的速度小于经过M点的速度，故B正确。CD.根据牛顿第二定律得：,所以无论轨道1还是轨道2经过N点加速度一样，故CD错误。3、C【解析】试题分析：刚开始竖直方向上的速度为零，重力的瞬时功率为零，到达最低点时，竖直方向上的速度为零，重力的瞬时功率为零，所以重力的瞬时功率先增大后减小，故C正确考点：考查了功率的计算【名师点睛】重力是竖直方向的，重力的瞬时功率只与人在竖直方向上的速度有关，根据人做的是圆周运动，可以知道人的速度的变化的情况．4、C【解析】

解：A．抛出时人对物体做的功等于物体的动能，则有：故A错误；B．自抛出到落地，重力对物体做功为：W=mgh=1×10×10J=100J故B错误；C．在飞行过程中有重力和阻力做功。根据动能定理得：代入数据可得克服阻力做功为：Wf=22J故C正确；D．因为物体在飞行过程中还受阻力作用，所以不是平抛运动，则竖直方向也不是自由落体运动，物体在空中运动时间无法计算，故D错误。5、B【解析】

，为使小船由河岸O点沿虚线垂直河岸航行，船头应向上游偏，速度合成如图所示，船头的指向可能为图中的②方向A.①方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向不相符，故A不符合题意；B.②方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向相符，故B符合题意；C.③方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向不相符，故C不符合题意；D.④方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向不相符，故D不符合题意；6、B【解析】

设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：m=ρV=ρSvt，以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：Ft=0-mv即：负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可以知道，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．故选B．【点睛】本题关键是选择对象(对流体、气体等连续体产生的瞬时作用)研究，然后根据动量定理列式求解即可．7、AD【解析】

A、同步卫星与地球自转同步，所以T3＝T2．根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大，周期越大，故T3＞T3．故A正确．B、同步卫星与物体2周期相同，根据圆周运动公式v，所以V3＞V2，故B错误．CD、同步卫星与物体2周期相同，根据圆周运动公式a，得a3＞a2，同步卫星3与人造卫星3，都是万有引力提供向心力，所以a，由于r3＞r3，由牛顿第二定律，可知a3＞a3．故C错误、D正确．故选AD．8、ACD【解析】A、在0～1s内，物体做匀加速运动，动能增加，根据动能定理知，合外力做正功，故A正确；

B、在1～3s内，物体做匀速运动，合外力为零，故合外力不做功，故B错误；

C、在点睛：本题根据动能定理可以直接判断合外力做功情况，也可以根据合外力方向与位移方向的关系判断。9、AB【解析】根据P=Fv，汽车的功率一定，随速度的增加，汽车的牵引力逐渐减小，则汽车做加速度减小的加速运动，直到加速度为零时速度最大，选项A正确；汽车的额定功率：；小汽车速度为l0m/s时，牵引力，加速度，选项B正确，C错误；根据动能定理：，解得x=300m，选项D错误；故选AB.点睛：机车启动问题常常与牛顿第二定律相结合进行考查，对于机车的两种方式，要根据牛顿第二定律和牵引力功率公式，弄清过程中速速、加速度的变化情况．10、BCD【解析】

汽车恒定功率启动，是变加速运动，牵引力是变力，故汽车的牵引力做功不为Fs，故A错误；根据动能定理，有：W-fs=12解得：W=fs+12汽车的实际功率P=Fv，任意时刻的速度为v=PF，故C正确；汽车速度达到最大时，是匀速直线运动，牵引力与阻力平衡，f=F，由于：P=Fvm，故v【点睛】本题是恒定功率启动问题，关键是分析清楚汽车的运动规律，知道汽车做加速度减小的变加速运动，然后动能定理列式分析.11、AC【解析】

AB.小球在最高点，由于细管对小球的弹力可以向上，也可以向下，则v的最小值为零，故A正确，B错误；CD.小球在最低点，不管小球的速度是多少，向心力由轨道向上的支持力和向下重力提供，且支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，小球对管道有向上的作用力，故C正确，D错误．12、AC【解析】

C.匀速运动时，支持力等于重力，则有：根据可得匀速运动的速度：故选项C符合题意；A.匀加速直线运动的加速度大小：根据牛顿第二定律得：解得：，则图中的值为故选项A符合题意；B.匀减速直线运动的加速度大小：根据牛顿第二定律得：解得：，则图中的值为故选项B不符合题意；D.加速过程中的位移：电梯对人做功：减速过程中的位移：电梯对人做功：可知电梯加速运动过程中对人所做的功小于减速阶段对人所做的功，故选项D不符合题意。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)AD(2)0.320.93(3)随所挂钩码质量m的增大，不能满足M≫m.【解析】

(1)A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；B、在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B错误；

C、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量即改变拉小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；

D、实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故D错误；故选A.(2)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.10s．根据△x=aT2可得：xCE-xAC=a(2T)2，小车运动的加速度为，B点对应的速度：.(3)随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足M>>m，因此曲线上部出现弯曲现象．【点睛】该题考查了实验注意事项、实验数据处理分析，知道实验原理及注意事项即可正确解题，探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码的重力．14、H；K；v2=d3【解析】（1）实验中，打点计时器可以直接记录时间，所以不需要秒表，电火花打点计时器需要220V的交流电源，不需要低压交流电源，所以不需要的器材为：H、K。

（2）点2的瞬时速度为：v2=d（3）从点1到点5，动能的增加量为12(M+m)（v52-v12），则需要验证的动能定理表达式为：mg（d5-d1）=12(M+m)（v52-v12）。

（4）根据动能定理得：mgd＝12(M+m)v2，解得：12v2点睛：解决本题的