北京丰台区十二中2021-2022学年物理高一下期末学业质量监测模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下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、如图所示，较轻质OA长为1m，A端固定一个质量为5kg的小球，小球在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为3m/s，g=l0m/s2，细杆受到A．5N的压力B．5N的拉力C．95N的压力D．95N的拉力2、(本题9分)将一小球竖直向上抛出，小球上升和下降经过某点A时的动能分别为Ek1和Ek2。小球从抛出到第一次经过A点过程中克服重力做功的平均功率为P1，从抛出到第二次经过A点过程中克服重力做功的平均功率为P2。不计空气阻力，下列判断正确的是(

)A．， B．，C．， D．，3、(本题9分)长为L的轻绳，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，下列说法中正确的是()A．小球在最高点速度v的最小值为0B．当小球运动到最高点一定受到绳子的拉力C．当小球运动到最低点时，绳子的拉力等于小球的重力D．小球在运动过程中绳子的拉力不做功4、(本题9分)一个小球a以初速度v0水平抛出，并落于O点；同时刻另一小球b在它的正下方沿光滑水平面以初速度vA．小球b先到达O点 B．小球a先到达O点C．两球同时到达O点 D．不能确定哪一个先到达O点5、(本题9分)如图所示，质量为m、半径为b的小球，放在半径为a、质量为3m的大空心球内．大球开始静止在光滑的水平面上，当小球从图示位置无初速度地沿大球内壁滚到最低点时，大球移动的距离是（）A． B． C． D．6、(本题9分)2013年12月14日21时11分，嫦娥三号成功实现月面软着陆，中国成为世界上第三个在月球上实现软着陆的国家.如图所示，嫦娥三号经历漫长的地月旅行后，首次在距月表100km的环月轨道上绕月球做圆周运动．运动到A点时变推力发动机开机工作，嫦娥三号开始快速变轨，变轨后在近月点B距月球表面15km的椭圆轨道上绕月运行；当运动到B点时，变推力发动机再次开机，嫦娥三号从距月面15km处实施动力下降．关于嫦娥三号探月之旅，下列说法正确的是（）A．在A点变轨时，嫦娥三号的机械能增加B．在A点变轨时，发动机的推力和嫦娥三号运动方向相反C．在A点变轨后，嫦娥三号在椭圆轨道上运行的周期比圆轨道周期长D．在A点变轨后沿椭圆轨道向B点运动的过程中，嫦娥三号的加速度逐渐减小7、(本题9分)在如图所示的匀强电场中，1、2、3三条虚线表示三个等势面，a、b分别是等势面1、3上的两个点，下列说法中正确的是()A．三个等势面的电势相等B．等势面1的电势高于等势面2的电势C．若将一正电荷由a移到b，电场力做正功D．若将一正电荷由a移到b，电场力做负功8、(本题9分)关于同步卫星下列说法正确的是（）A．同步卫星的质量一定相同B．同步卫星不可能通过通辽地区的正上空C．运行周期有可能小于D．同步卫星距离地面高度一定相同9、如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。测得该星球对飞行器的最大张角为θ，飞行器离星球表面的高度为h，绕行周期为T.已知引力常量为G，由此可以求得A．该星球的半径B．该星球的平均密度C．该星球的第一宇宙速度D．该星球对飞行器的引力大小10、(本题9分)太阳系个行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是：

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

轨道半径（AU）

1.0

1.5

5.2

9.5

19

30

A．各点外行星每年都会出现冲日现象B．在2015年内一定会出现木星冲日C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短11、(本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧开始压缩到最短的整个过程中（不计空气阻力及碰撞过程能量损失），下列关于能量的叙述中正确的应是（）A．重力势能和动能之和一直减少B．重力势能和弹性势能之和总保持不变C．动能和弹性势能之和保持不变D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变12、关于地球同步卫星，下列说法正确的是A．它处于平衡状态，且具有一定的高度B．它的加速度小于9.8m/s2C．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合D．它的速度等于7.9km/s二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m＝1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：（1）纸带的______（填“P”或“C”，必须用字母表示）端与重物相连；（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝______m/s（保留到小数点后两位）；（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP＝_____J，此过程中物体动能的增加量△Ek＝_____J；（g取9.8m/s2保留到小数点后两位）（4）通过计算，数值上△EP_____△Ek（填“＜”、“＞”或“＝”），这是因为_____．14、（10分）(本题9分)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是______A．调节斜槽使其末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）某同学通过正确操作实验后在白纸上记录了抛物线轨迹，x轴沿水平方向，如图所示。则可判断坐标系中原点O点______（填“是”或“不是”）抛出点，由图中数据可求出平抛物体的初速度大小为______m/s。（g=10m/s2，结果保留一位小数）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）坐标原点O处的波源t=0时刻开始沿着y轴方向做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。T=0.3s时刻，波刚传播到x=3m处的P点，t=0.3s时刻的波形如图所示。求：（1）波的传播速度大小；（2）从图示时刻再经过多长时间，位于x=8m处的Q点第一次到达波谷；（3）在图中画出t=0.5s时刻的波形（不用写出推导过程）。16、（12分）如图所示，AB为倾角37°的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙，BP为圆心角等于143°、半径R=1m的竖直光滑圆弧轨道，两轨道相切于B点，P、Q两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m=2kg的小物块在外力作用下降弹簧缓慢压缩到D点后（不栓接）释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系为（式中x单位为m，t单位是s），假设物块第一次经过B点后恰能到达P点，sin37°=0.6，cos37°=0.8，，试求：（1）若CD=1m，试求物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；（2）B、C两点间的距离x；（3）若在P处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞后速度反向，速度大小不变，小物块与弹簧相互作用不损失机械能，试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离轨道？17、（12分）(本题9分)一辆质量2t的小轿车，驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面，重力加速度．求：（1）若桥面为凹形，汽车以的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？

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】

小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为v1，则有：得：，因为，所以小球受到细杆的支持力，小球在O点受力分析：重力与支持力，则，所以细杆受到的压力，大小为5N。A.5N的压力，与结论相符，选项A正确；B.5N的拉力，与结论不相符，选项B错误；C.95N的压力，与结论不相符，选项C错误；D.95N的拉力，与结论不相符，选项D错误；2、C【解析】

小球在运动过程中，若忽略空气阻力，其机械能守恒，则两次经过A点的动能相同，所以有Ek1=Ek1。从抛出开始到第一次经过P点的过程中小球克服重力做功与从抛出开始到第二次经过P点的过程中小球克服重力做功相等，而第一次时间较短，由P=W/t知P1＞P1．故C正确，ABD错误。故选C。3、D【解析】

在最高点时，当重力完全充当向心力时，速度最小，有，解得，此时绳子的拉力为零，AB错误；在最低点时，绳子的拉力和重力的合力充当向心力，有，拉力不一定等于重力，C错误；运动过程中拉力恒垂直于速度方向，故拉力不做功，D正确．4、C【解析】

小球a做平抛运动，在水平方向上以初速度v0做匀速直线运动，小球b在它的正下方沿光滑水平面以初速度运v0运动，所以两球同时到达OA.小球b先到达O点，与上分析两球同时到达O点不一致，，故选项A不合题意；B.小球a先到达O点，与上分析两球同时到达O点不一致，故选项B不合题意；C.两球同时到达O点，与上分析一致，故选项C符合题意；D.不能确定哪一个先到达O点，与上分析两球同时到达O点不一致，故选项D不合题意。5、D【解析】设小球滑到最低点所用的时间为t，大球的位移大小为x，小球发生的水平位移大小为a-b-x，取水平向左方向为正方向．则根据水平方向平均动量守恒得：即：,解得：,故选D．6、B【解析】试题分析：嫦娥三号在A点变轨时，发动机的推力和嫦娥三号运动方向相反，卫星做减速运动，万有引力大于向心力做近心运动，使其进入椭圆轨道，故在A点变轨时，机械能要减小，故A错误、B正确．由开普勒第三定律，椭圆轨道的半长轴比圆轨道的半径小，则椭圆轨道上运行的周期比圆轨道周期短;选项C错误.由牛顿第二定律可知，A点变轨后沿椭圆轨道向B点运动时，减小，则加速度逐渐增大;选项D错误．故选B.考点：本题考查了开普勒第三定律、万有引力定律及其应用、卫星的变轨.7、BC【解析】

根据顺着电场线方向电势降低，可判断三个等势面电势的高低，根据电场力与位移方向夹角与90∘【详解】：A、沿着电场线方向电势降低，所以1、2和3三个等势面中1的电势能最高，3的等势面最低，故A错误，B正确；C、正电荷的受力方向与电场强度方向相同，则将一正电荷由a移到b，力的方向与位移方向的夹角小于90∘，电场力做正功，故C正确，D故选：BC。【点睛】解决本题的关键要掌握电场线的物理意义：顺着电场线方向电势降低，从而理解等势面之间电势的高低。8、BD【解析】AD：据可知，同步卫星周期一定，轨道半径一定，离地面高度一定；对于同步卫星的质量，不一定相同．故A项错误，D项正确．BC：同步卫星与地球保持相对静止，可知同步卫星必须位于赤道的上方，与地球的自转周期相等．则同步卫星不可能通过无锡的正上空，同步卫星运行周期等于24h．故B项正确，C项错误．9、ABC【解析】

A.由题意，令星球的半径为R，则飞行器的轨道半径r=R+h，由几何关系，即，表达式中只有一个未知量R，故可以据此求出星球半径R；故A正确.B.由A项分析知，可以求出飞行器轨道半径r，据万有引力提供圆周运动向心力可知，已知r和T及G的情况下可以求得星球质量M，再根据密度公式可以求得星球的密度，故B正确.C.在求得星球质量M及星球轨道半径R的情况下，根据，已知引力常量G，可以求出星球的第一宇宙速度，故C正确；D.因为不知道飞行器的质量大小，故无法求得星球对飞行器的引力大小，故D错误.10、BD【解析】试题分析：根据开普勒第三定律，有：；解得：；故T火=年=1.84年；T木=年=11.86年；T土=年=29.28年；T天=年=82.82年；T海=年=164.32年；如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有：，代入数据，有：，解得：T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A错误；2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确；如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有：；解得：；故天王星相邻两次冲日的时间间隔为：；土星相邻两次冲日的时间间隔为：；故C错误；如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有：，解得：，故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短；故D正确；故选BD考点：开普勒行星运动定律【名师点睛】本题考查了开普勒行星运动定律的应用问题；解题的关键是结合开普勒第三定律分析（也可以运用万有引力等于向心力列式推导出），知道相邻的两次行星冲日的时间中地球多转动一周，实质上也是圆周运动的追击问题.11、AD【解析】

对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小。故A正确。在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误。小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大。故C错误。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。故D正确。故选AD。【点睛】根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化．12、BC【解析】

A.同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，离地面的高度h为一定值，没有处于平衡状态，故A错误.B.同步卫星和近地卫星都符合，近地卫星，由于同步卫星轨道半径大于近地卫星的半径，故同步卫星的加速度小于9.8m/s2，故B正确.C.同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，同步卫星的周期为24h，轨道平面与赤道平面重合，故C正确.D.根据万有引力提供向心力，，解得运行速度，近地卫星的运行速度为7.9km/s，则同步卫星的运行速度小于7.9km/s，故D错误.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、P0.980.490.48＞有机械能损失【解析】

（1）与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，从纸带图上可以看出是P点．（2）利用匀变速直线运动的推论得：B点的速度B点的动能（3）重力势能减小量△Ep＝mgh＝1×9.8×0.0501J＝0.49J．（4）＞，由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失．14、AC；不是；4.0【解析】

根据“研究平抛运动”可知，考查了平抛运动的实验原理、实验步骤及数据处理。根据平抛运动实验的原理以及注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。【详解】（1）A、调节斜槽末端切线水平是为了保证小球做平抛运动，故A正确。B.C、研究平抛运动的实验中，小球每次必须从同一位置由静止释放，从而保证小球平抛时的初速度相同，故B错误，C正确。D、平抛的轨迹应是抛物线，故D错误。（2）如果坐标原点是抛出点的话，由于OA、AB、BC的水平位移相等，故时间间隔相等，根据匀变速直线运动的推论：初速度为零的匀变速直线运动，在相