江西省师范大学附属中学、九江第一中学2021-2022学年物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

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)如图所示，质量为m的蹦极运动员从蹦极台上跃下。设运动员由静止开始下落，且下落过程中所受阻力恒定，加速度为g。在运动员下落h的过程中(蹦极绳未拉直前)，下列说法正确的是A．运动员的动能增加了mghB．运动员的重力势能减少了mghC．运动员的机械能减少了mghD．运动员克服阻力所做的功为mgh2、一只小船渡河，运动轨迹如图所示。水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于河岸；小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船的初速度大小均相同，方向垂直于河岸，且船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可以确定船A．沿三条不同路径渡河的时间相同B．沿AC轨迹渡河所用的时间最短C．沿AC轨迹船到达对岸的速度最小D．沿AB轨迹运动时，船在垂直于河岸方向做匀减速直线运动3、(本题9分)2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）A．黑洞A、B的质量之比为1∶2B．黑洞A、B所受引力之比为1∶2C．黑洞A、B的角速度之比为1∶2D．黑洞A、B的线速度之比为1∶24、(本题9分)如图所示，一卫星绕地球运动，运动轨迹为椭圆，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A点距离地球最近，C点距离地球最远．卫星运动速度最大的位置是A．A点 B．B点C．C点 D．D点5、(本题9分)公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥,如图，汽车通过凹形桥的最低点时（）A．车的加速度为零，受力平衡 B．车对桥的压力比汽车的重力大C．车对桥的压力比汽车的重力小 D．车的速度越大，车对桥面的压力越小6、(本题9分)有两个力，一个是14N，一个是4N，它们的合力可能等于（）A．5N B．9N C．15N D．20N7、(本题9分)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，A．三个等势面中，c的电势最低B．带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C．带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的大D．带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b8、(本题9分)已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度为v，则（）A．月球表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比约为4∶81B．月球表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比约为16∶81C．载人飞船“近月”运行的速度与“近地”运行的速度之比约为2∶9D．在月球表面发射绕月探测器的最小速度约为9、(本题9分)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F的推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止运动至高为h的山坡顶部B处,获得的速度为v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g.下列说法正确的是()A．小车克服重力做的功是mghB．合外力对小车做的功是mv02/2C．推力对小车做的功是mv02/2+mghD．阻力对小车做的功是mgh+mv02/2−Fx10、(本题9分)质量为m的小球以某一初速度竖直向上抛出上升过程的加速度大小为1.5g(g为重力加速度)，上升的最大高度为h，则在整个上升过程中以下说法正确的是A．小球动能减少了mghB．小球动能减少了1.5mghC．小球克服阻力做功1.5mghD．小球机械能减少了0.5mgh11、(本题9分)如图所示，质量为m的竖直光滑圆环A的半径为R，固定在质量为3m的木板B上，木板B的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上，B不能左右运动．在环的最低点静止放有一质量为m的小球C．现给小球一水平向右的瞬时速度v0，小球会在圆环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，初速度v0必须满足（）A．最小值为B．最小值为C．最大值为D．最大值为12、(本题9分)如图，光滑水平面上有甲、乙两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，两小车处于静止状态。现烧断细线，两小车分别向左、右运动。已知甲、乙两小车质量之比为31，下列说法正确的是（）A．弹簧弹开后，甲、乙两车速度大小之比为13B．弹簧弹开后，甲、乙两车动量大小之比为31C．弹簧弹开过程，弹簧弹力对甲、乙两车的冲量大小之比为31D．弹簧弹开过程，弹簧弹力对甲、乙两车做功之比为13二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清晰的某点开始记为零点，依次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率为_______________．（填写表达式）（2）若测出小车质量为0.4kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N．（3）本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量___（填“是”或“否”）14、（10分）(本题9分)如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律，摆锤A拴在长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，在A上放一个质量很小的小铁块，现将摆锤拉起，使绳与竖直方向成θ角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P的阻挡而停止运动，之后铁块将飞离摆锤做平抛运动．(1)为了验证摆锤在运动过程中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度．为了求出这一速度，还应测量的物理量有__________．(2)用测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v＝__________．(3)用已知的和测得的物理量表示摆锤在运动过程中机械能守恒的关系式为______．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)“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形，2017年6月，“神舟十号”与“太空一号”成功对接．现已知“太空一号”飞行器在轨运行周期为To，运行速度为，地球半径为R，引力常量为假设“天宫一号”环绕地球做匀速圖周运动，求：“天宫号”的轨道高度h．地球的质量M．16、（12分）(本题9分)如图所示，轻质弹簧的自由端位于O点。用功率恒为P的水平拉力将一质量为m=2kg的滑块（可视为质点）从A处由静止开始向右拉动，经t=2s时间运动到O点，恰好达到最大速度vm=4m/s，此时将拉力撤去。滑块继续向右运动到B点时，弹簧被压缩至最短。已知xAO=4m，xOB=1m，从A→O→B的整个过程中滑块所受摩擦阻力f恒定不变，空气阻力不计。求：(1)恒定功率P及摩擦阻力f的大小；(2)弹簧的最大弹性势能EP。17、（12分）(本题9分)某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v－t图象，如图所示（除2s~10s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知小车运动的过程中，2s~14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。求：（1）小车运动中所受到的阻力大小为多少？（2）小车匀速行驶阶段的功率为多少？（3）小车加速运动过程中牵引力做功为多少？

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】

A.由牛顿第二定律知，运动员所受的合力为：F合=ma=mg，根据动能定理知运动员的动能增加量为：△EK=W合=mgh，故A正确。B.重力做的功为：WG=mgh，重力势能减少了：△EP=mgh，故B错误。C.运动员的动能增加了mgh，重力势能减少了mgh，则机械能减少了mgh-mgh=mgh，选项C错误；D.根据功能原理知：运动员克服阻力所做的功等于机械能的减少量，为mgh．故D错误。2、B【解析】

船沿着船头指向方向做匀加速直线运动的同时还要随着水流一起运动；曲线运动的加速度指向轨迹的内侧，故AC轨迹船相对于静水沿v0方向做匀加速运动，AB轨迹船相对于静水沿v0方向做匀速运动，AD轨迹船相对于静水沿v0方向做匀减速运动；船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，因运动的性质不同，则渡河时间也不同，故A错误；沿AC轨迹，垂直河岸方向做匀加速直线运动，则渡河所用的时间最短，故B正确；沿AC轨迹，船是匀加速运动，则船到达对岸时垂直河岸的速度最大，此时船的速度最大，故C错误；沿AB轨迹运动时，船在垂直于河岸方向做匀速直线运动，故D错误。3、D【解析】

A．两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引力提供向心力，有知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，选项A错误；B．黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，选项B错误；C．两黑洞属于同轴转动模型，做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1：1，选项C错误；D．根据线速度与角速度关系知线速度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1：2，选项D正确。故选D。4、A【解析】

卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等．则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小．A．A点与分析相符，所以A正确B．B点与分析不符，所以B错误C．C点与分析不符，所以C错误D．D点与分析不符，所以D错误5、B【解析】

A、汽车做圆周运动，速度在改变，加速度一定不为零，受力一定不平衡，故A错误．BC、汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车过于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故B正确，C错误．D、对汽车，根据牛顿第二定律得：，则得，可见，v越大，路面的支持力越大，据牛顿第三定律得知，车对桥面的压力越大，故D错误．故选B.【点睛】解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源，即重力和支持力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律进行求解．6、C【解析】

根据合力与分力的关系。【详解】当两个力方向相同时，合力最大为当两个力方向相反时，合力最小为因此合力范围因此，C正确，ABD错误。故选C。7、BD【解析】

A.负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上，故c点电势最高；故A错误.B.利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大；故B正确.C.只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和；故C错误.D.带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向与等势面垂直；故D正确.8、BC【解析】

A．根据万有引力公式与重力的关系可得B正确，A错误；C．根据万有引力公式和牛顿第二定律可得C正确；D．在月球表面发射绕月探测器的最小速度与绕月球表面飞行速度相同，因此约为，D错误。故选BC。9、ABD【解析】

A项：在上升过程中，重力做功为WG=-mgh，则小车克服重力所做的功为mgh，故A正确；B项：根据动能定理得，合力做功等于动能的变化量，则合力做功为，故B正确；C、D项：动能定理得，，则推力做功为，阻力做功为，故C错误，D正确。10、BD【解析】

AB.小球的合外力大小F合=ma=1.5mg，方向竖直向下，根据动能定理得：小球动能减少量△Ek=F合h=1.5mgh，故A错误，B正确.CD.小球重力势能增加了mgh，动能减少了1.5mgh，所以机械能减少了0.5mgh，根据功能关系知：小球克服阻力做功等于小球机械能减少，因此小球克服阻力做功0.5mgh；故C错误，D正确.11、BC【解析】在最高点，速度最小时有：，解得：，从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为，根据机械能守恒定律，有：，解得：；要使环不会在竖直方向上跳起，环对球的压力最大为：，最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为，在最高点，速度最大时有：，解得：，所以保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：，CD正确，AB错误．选CD．【点睛】小球在环内侧做圆周运动，通过最高点速度最小时，轨道对球的最小弹力为零，根据牛顿第二定律求出小球在最高点的最小速度；为了不会使环在竖直方向上跳起，小球在最高点对轨道的弹力不能大于5mg，根据牛顿第二定律求出最高点的最大速度，再根据机械能守恒定律求出小球在最低点的速度范围．12、AD【解析】

AB、设甲、乙两车的质量为m1、m2，弹簧弹开后，甲、乙两车的速度为v1、v2，根据动量守恒定律：m1v1-m2v2=0，则弹簧弹开后，甲、乙两车速度大小之比为13，动量大小之比为11，故A正确，B错误。C、根据动量定理I=p，弹簧弹开后，甲、乙两车动量的变化p大小相等，故C错误。D、由动能Ek=mv2==知，根据动能定理W=Ek，==，即弹簧弹力对甲、乙两车做功之比为13，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）2Fm【解析】（1）由动能定理可得：W=Fx=12mv2（2）由图可知，图象的斜率为5；合外力F=1N；（3）本实验不需要用小桶（含内部沙子）的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量。14、遇到挡板之后铁片的水平位移s和坚直下落高度h【解析】

①铁片在最低点飞出时做平抛运动,平抛的初速度即为铁片在最低点的速度,

根据平抛运动规律可以知道因此要想求出平抛的初速度,应该测量遇到挡板后铁片的