安徽省合肥第十一中学2021-2022学年物理高一下期末教学质量检测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳子带动小车m沿斜面升高。则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时，小车的速度为A．vcosθ B．vsinθ C． D．vtanθ2、如图所示，轻杆长为L，一端固定在水平轴上的O点，另一端固定一个小球（可视为质点）．小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力的加速度，下列说法正确的是（）A．小球到达最高点时所受轻杆的作用力不可能为零B．小球通过最低点时所受轻杆的作用力不可能向下C．小球通过最高点时所受轻杆的作用力一定随小球速度的增大而增大D．小球通过最低点时所受轻杆的作用力可能随小球速度的增大而减小3、(本题9分)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是（）A．0～2s内外力的平均功率是6WB．第2s内外力所做的功是4JC．0～2s内外力的冲量为5N·sD．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶44、(本题9分)足够长的光滑斜面固定在水平地面上，某物体在沿斜面向上的恒力F作用下从静止开始向上运动，一段时间后撤去F。v表示物体的速率，Ek表示物体的动能，EP表示物体的重力势能，E表示物体的机械能，t表示物体的运动时间，x表示物体的位移。不计空气阻力，右图表示的可能是物体从开始运动到最高点的过程中的（）A．E随x变化的E-x图像B．v随t变化的v-t图像C．EP随x变化的EP-x图像D．Ek随x变化的Ek-x图像5、如图所示，有一直角三角形粗糙斜面体ABC，已知AB边长为h，BC边长为2h，当地重力加速度为g。第一次将BC边固定在水平地面上，小物体从顶端沿斜面恰能匀速下滑；第二次将AB边固定于水平地面上，让该小物体从顶端C静止开始下滑，那么（）A．小物体两次从顶端滑到底端的过程中，克服摩擦力做功相等B．无法比较小物体这两次从顶端滑到底端的过程中，小滑块克服摩擦力做功的大小C．第二次小物体滑到底端A点时的速度大小2D．第二次小物体滑到底端A点时的速度大小6、(本题9分)跳台滑雪运动员的动作惊险而优美，其实滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动．如图所示，设可视为质点的滑雪运动员，从倾角为θ的斜坡顶端P处，以初速度v0水平飞出，运动员最后又落到斜坡上A点处，AP之间距离为L，在空中运动时间为t，改变初速度v0的大小，L和t都随之改变．关于L、t与①L与v0②L与v0③t与v0④t与v0A．①② B．②③ C．③④ D．①④7、如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/sB．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度C．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道ⅡD．在轨道I上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒8、(本题9分)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星．关于这些卫星，以下说法正确的是A．5颗同步卫星的轨道半径都相同B．5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小9、(本题9分)一个不带电的空心金属球壳，在它的球心处放一带正电的小球，如图所示。达到静电平衡时，其电场分布正确的是()A． B． C． D．10、(本题9分)如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连。A和B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度范围内）。则下列说法中正确的是（）A．B和A的运动一定是简谐运动B．B对A的静摩擦力方向一定水平向右C．B对A的静摩擦力与弹簧的弹力始终大小相等D．B对A的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比11、(本题9分)如图，x轴水平，y轴竖直。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，若a、b、c的飞行时间分别为ta、tb、tc，抛出的初速度分别为va、vb、vc，则错误的是:A．ta＞tb＞tc B．ta＜tb＝tc C．va＞vb＝vc D．va>vb>vc12、关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是(

)A．它是卫星环绕地球运行的最小速度B．它是卫星环绕地球运行的最大速度C．它是发射地球卫星的最小发射速度D．它是发射地球卫星的最大发射速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组用如图所示的气垫导轨完成“验证动量守恒”的实验。图中A、B是带有碰撞装置和遮光片的滑块，可在气垫导轨上无摩擦地滑动。光电门C、D固定，通过光电计时器(图中未画出)可测出遮光片通过光电门的时间。主要实验步骤如下：(ⅰ)用天平分别测出A、B两滑块的质量并记录。(ⅱ)用游标卡尺分别测出A、B两滑块上遮光片的宽度并记录。(ⅲ)调整气垫导轨使之水平。(ⅳ)将滑块A、B静止放在气垫导轨的图示位置上。(ⅴ)给A一个水平冲量，使之水平向右运动，观察A、B碰撞的情况，记录A、B上的遮光片经过光电门C、D的时间。(ⅵ)重复步骤ⅳ、ⅴ三至五次。(ⅶ)分析数据，得出结论。若某次实验步骤(ⅴ)中滑块A两次经过光电门C，实验记录如下mA(g)mB(g)dA(cm)dB(cm)滑块A第一次经过C的时间(ms)滑块A第二次经过C的时间(ms)滑块B经过D的时间(ms)1501.001.005.0025.006.25请回答下列问题(1)两滑块碰后滑块B的速度大小________m/s；(2)实验记录过程中滑块A的质量忘记记录了，根据你的分析，滑块A的质量mA=_____g；(3)步骤(ⅲ)的目的是__________________________________。14、（10分）(本题9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．(1)实验所用的电源为学生电源输出电压有的交流电和的直流电两种，实验中应选用的电源为的___________电．(2)实验中同学用天平测出了重锤的质量，而同学认为没有必要测出重锤质量，你认为__________(填“有”或“没有”)必要测出重锤的质量．(3)打开电源开关，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出了一系列的点，如图所示，点为打点计时器所打的第一个点，相邻计数点间的时间间隔为，重力加速度为．若重锤的质量用表示，从点到打下计数点的过程中，重锤重力势能的减少量___________，动能的增加量___________．(4)实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度为，重锤的质量为．试用这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为_____________．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）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为+q的小球.整个装置处于水平向右，场强大小为的匀强电场中。重力加速度为g.（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态。求细线与竖直方向之间的夹角θ（可以用三角函数表示）；（2）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放。不计小球受到的空气阻力。求小球通过最低点时的速度大小v。16、（12分）(本题9分)如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=0.8m的1/4圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为d=0.8m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。一个小球从A点的正上方高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的9/4倍，取g=10m/s2。求：（1）小球经过D点时的速度大小为多少?（2）小球自由下落的高度H的大小?（3）试讨论小球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由.17、（12分）(本题9分)如图所示，一个可视为质点的物块，质量为m=1kg，从竖直放置的光滑四分之一圆弧轨道顶端静止释放，物块到达底端后，滑入与轨道底端相切的水平传送带．若传送带以大小为u=3m/s的速率沿逆时针方向匀速转动，圆弧轨道半径R=0.8m，皮带轮的半径r=0.1m，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，两皮带轮的轴间距L=6m，重力加速度g=10m/s1．求：（1）皮带轮转动的角速度．（1）物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力．（3）物块将从传送带的哪一端离开传送带？物块在传送带上克服摩擦力所做的功为多大？

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】

物体M以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于小车m的速率，将M物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解m的速率，从而即可求解.【详解】将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示：得绳子速率为，而绳子速率等于小车m的速率，则有小车m的速率为；故A正确【点睛】本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出的结果是将绳的速度分解，一定注意合运动是物体的实际运动,是把合速度分解成两等效的分速度.2、B【解析】试题分析：最高点时，若小球速度为零，重力与支持力相等，则加速度为零；故A错误；因最低点时，小球一定有向上的向心力；该力由拉力及重力的合力提供；故拉力一定向上；故B正确；在速度由零增大到时，小球通过最高点时所受轻轩的作用力随速度的增大而减小；故C错误；小球在最低点时，，故速度越大则拉力越大；故D错误；故选B．考点：向心力；牛顿定律的应用3、D【解析】

A．0-1s内，物体的加速度则质点在0-1s内的位移1s末的速度第2s内物体的加速度第2s内的位移物体在0-2s内外力F做功的大小可知0-2s内外力的平均功率故A错误．B．第2s内外力做功的大小故B错误；C．0～2s内外力F的冲量为故C错误；D．第1s末外力的瞬时功率第2s末的速度则外力的瞬时功率第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，故D正确；故选D．【点睛】根据牛顿第二定律求出0-1s内和1-2s内的加速度，结合位移时间公式分别求出两段时间内的位移，从而得出两段时间内外力做功的大小，结合平均功率的公式求出外力的平均功率．根据速度时间公式分别求出第1s末和第2s末的速度，结合瞬时功率的公式求出外力的瞬时功率．4、A【解析】

A．根据功能原理知，撤去恒力前有E-x图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后，只有重力做功，物体的机械能守恒，E-x图象是平行x轴的直线，选项A正确；B．撤去恒力前物体做初速度为零的匀加速直线运动，v-t图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后，物体做匀减速直线运动，v-t图象是向下倾斜的直线，选项B错误；C．物体的重力势能所以EP-x图象是一条过原点的倾斜直线，选项C错误；D．根据动能定理撤去恒力前有Ek-x图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后有Ek-x图象是向下倾斜的直线，选项D错误。故选A。5、D【解析】

AB．根据做功公式知，第一次滑到底端的过程中克服摩擦力做功为：W1＝μmgcos∠C•h，第二次滑到底端的过程中克服摩擦力做功为：W2＝μmgcos∠A•h，因为∠C＜∠A，所以W1＞W2，故AB错误；CD．因为第一次小物体在斜面上匀速下滑，所以有mgsin∠C=μmgcos∠C解得；第二次下滑过程中，根据动能定理得：mg•2h−μmgcos∠A•h＝mv2，且有cos∠A＝，解得第二次小物块滑到底端的速度为故C错误，D正确。6、B【解析】

滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动。设水平位移x，竖直位移为y，结合几何关系，有：水平方向上：x=Lcosθ=v0t，竖直方向上：y=Lsinθ=12gt2，联立可得：A.①②与分析不符，A错误B.②③与分析相符，B正确C.③④与分析不符，C错误D.①④与分析不符，D错误【点睛】对于平抛运动，通常有两种分解方法：一种是沿水平方向和竖直方向分解，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动．另一种是沿斜面向下方向和垂直于斜面方向，沿斜面向下方向做匀加速直线运动，垂直于斜面方向做匀减速直线运动．这两种方法都要学会运用．7、BC【解析】

第一宇宙速度7.9km/s是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，选项B正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C正确；在轨道I上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．8、AB【解析】

因为同步卫星要和地球自转同步，所以运行轨道就在赤道所在平面内，根据F==mω2r，因为ω一定，所以r必须固定，所以一定位于空间同一轨道上，故A正确；它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，故B正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；根据周期公式T=2π，运行轨道半径越大的，周期越大，故D错误；【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度．9、CD【解析】

AC.由于电场线是从正电荷或者无穷远出发出的，所以正点荷的电场线都是向外的，由于静电感应，金属球的内壁和外壁会出现感应电荷，会产生感应电场，感应电场的方向是与正电荷的电场的方向相反，最终达到平衡时，在球壳内部的电场为零，所以没有电场线，在球壳的外部电场线的方向是向外的，故A项与题意不符，C项与题意相符；BD.当金属球的外壳接地时，金属球与大地形成一个等势体，所以金属球的外面没有电场线，故B项与题意不符，D项与题意相符。10、AD【解析】

A.A和B起在光滑水平面上做往复运动，受力分析可知弹簧的弹力提供回复力，满足回复力F=-kx，故都做简谐运动；故A项符合题意.BCD.设弹簧的形变量为x，弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为M和m，根据牛顿第二定律得到整体的加速度为a=-kx对A：f=Ma=-Mkx可见B对A的静摩擦力大小f与弹簧的形变量x成正比；B对A的静摩擦力方向在平衡位置右侧向左，在平衡位置左侧向右；故B项不合题意，C项不合题意，D项符合题意.11、AC【解析】试题分析：根据h=12gt2得，t=2hg，因为ha考点：考查了平抛运动规律的应用12、BC【解析】

第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度；在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球飞行的轨迹就不是圆，而是椭圆，因此7.9km/s不是人造地球卫星环绕地球飞行的最大运行速度，大于此值也可以，只不过物体做的是椭圆轨道运动，7.9km/s是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，BC正确，AD错误。故选BC。【点睛】注意第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）1.6；（2）100；(3)保证滑块碰撞前后做匀速直线运动；【解析】(1)碰后滑块B经过D的时间6.25ms，则碰后滑块B的速度大小vB(2)以碰前A的速度方向为正，碰前A的速度v1=dt1=1.00×10-2(3)调整气垫导轨使之水平