重庆市九龙坡区铁路中学2020-2021学年高一（下）期末模拟考试物理试题（解析版）

重庆市铁路中学校高2023级高一下学期期末模拟考试考试时间：75分钟一、选择题：（本题共11小题，每小题4分，共47分在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-11题有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.一质点做曲线运动，下列说法正确的是（）A.质点速度大小时刻在改变 B.质点加速度方向时刻在改变C.质点速度方向一定与加速度方向相同 D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向【1题答案】【答案】D【解析】【详解】A．质点做曲线运动，速度的方向一定时刻在改变，但是速度大小不一定时刻在改变，例如匀速圆周运动，选项A错误；B．质点做曲线运动，加速度方向不一定时刻在改变，例如平抛运动，选项B错误；C．质点做曲线运动，速度方向一定与加速度方向不相同，选项C错误；D．做曲线运动的质点的速度方向一定沿曲线的切线方向，选项D正确。故选D。2.如图所示，滑板运动员以速度v0从距离地面高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上．运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响．下列说法中正确的是（）A.h一定时，v0越大，运动员在空中运动时间越长B.h一定时，v0越大，运动员落地瞬间速度越大C.运动员落地瞬间速度与高度h无关D.运动员落地位置与v0大小无关【2题答案】【答案】B【解析】【详解】根据知，运动员在空中运动的时间由高度决定，与初速度无关，故A错误．落地时竖直分速度vy＝，则运动员落地的速度v=，初速度越大，落地瞬间速度越大，故B正确．落地时速度方向与水平方向夹角的正切值，可知落地的速度方向与高度有关，故C错误．水平位移由初速度和高度共同决定，则运动员落地的位置与初速度有关，故D错误．故选B．点睛：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．落地的速度方向与初速度和高度有关．3.若“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为H的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后“嫦娥五号”在该轨道上某点采取措施，使卫星降至椭圆轨道Ⅱ上，如图所示，若近月点接近月球表面，而H等于月球半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上的运行周期为（）A. B. C. D.【3题答案】【答案】C【解析】【详解】在Ⅰ轨道上，r1=R+H=2R，在Ⅱ轨道上，半长轴为根据开普勒第三定律知解得故选C。4.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（）①a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒②a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒③a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒④a离开墙壁后，a和b组成系统动量不守恒A.①③ B.②④ C.②③ D.①④【4题答案】【答案】C【解析】【详解】动量守恒定律的运用条件是不受外力或所受合外力为零，a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力，系统的合外力不为零，不满足动量守恒条件；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒．故②③正确。所以C正确，ABD错误。故选C。5.鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一。假设在某次空难中，鸟的质量为0.6kg，飞行的速度为3m/s，迎面撞上速度为720km/h的飞机，对飞机的撞击力达到1.6×106N。则鸟撞飞机的作用时间大约为（）A.7.6×10-6s B.7.6×10-5s C.1.5×10-5s D.1.5×10-4s【5题答案】【答案】B【解析】【详解】设碰撞过程鸟撞击飞机的作用时间为t，则根据动量定理整理可得故选B。6.篮球运动员斜向上投出质量为的篮球，球出手时高度为、动能为，篮筐距地面高度为，不计空气阻力。则篮球进筐时的动能为（）A. B.C. D.【6题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】以地面为零势能面，篮球机械能守恒，根据机械能守恒定律有：解得-故选B。7.如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动，A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O处于同一水平线上的点。小滑块运动时，物体在地面上静止不动，则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是（）A.小滑块在A点时，，摩擦力方向向左B.小滑块在B点时，，摩擦力方向向右C.小滑块在C点时，，M与地面无摩擦D.小滑块在D点时，，摩擦力方向向左【7题答案】【答案】B【解析】【详解】A．小滑块能经过A点时，滑块对轨道有向上的作用力，恰好能经过A点时滑块对轨道无作用力，此时物体在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误；B．小滑块在B点时，需要的向心力向右，所以轨道对滑块有向右的支持力的作用，对轨道受力分析可知，地面要对轨道有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，滑块对轨道没有力的作用，所以轨道对地面的压力故B正确；C．小滑块在C点时，滑块有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，即滑块对轨道的作用力大于自身的重力，则物体在水平方向不受其他力的作用，所以不受摩擦力，故C错误；D．小滑块在D点时，需要的向心力向左，所以轨道对滑块有向左的支持力的作用，对轨道受力分析可知，地面要对轨道有向左的摩擦力的作用；在竖直方向上，滑块对轨道没有力的作用，所以轨道对地面的压力故D错误。故选B。8.如图所示，a为放在地球赤道上随地球一起转动的物体，b、c、d为在圆轨道上运行的卫星，轨道平面均在地球赤道面上，其中b是近地卫星，c是地球同步卫星.若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g，则下列说法中正确的是A.b卫星转动的线速度大于7.9km/sB.a、b、c、d的周期大小关系为Ta<Tb<Tc<TdC.a和b的向心加速度都等于重力加速度gD.在b、c、d中，b的动能最大，d的机械能最大【8题答案】【答案】D【解析】【详解】7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，所以b卫星转动的线速度小于7.9km/s，故A错误．对于b、c、d三颗卫星，由开普勒第三定律：，知，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，则有．因此有，故B错误．b卫星由重力提供向心力，其向心加速度等于重力加速度g．而a由重力和支持力的合力提供向心力，则a的向心加速度小于重力加速度g，故C错误．对于b、c、d三颗卫星，根据万有引力提供圆周运动向心力，有：，得，卫星的动能为，所以b的动能最大．若要将卫星的轨道半径增大，卫星必须加速，机械能增大，所以d的机械能最大，故D正确．故选D．【点睛】7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度．地球同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相等，根据开普勒第三定律分析周期关系．卫星做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出向心加速度和线速度的表达式，然后分析答题．9.如图所示，汽车吊起重为G的货物，汽车以速度v匀速前进。当牵绳与竖直方向夹角为时，绳的拉力大小为T，重物的速度大小为v0，下列说法正确的是（）A. B. C. D.【9题答案】【答案】BD【解析】【详解】AB．当绳子与竖直方向的夹角为θ时，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于重物的速度，根据平行四边形定则，有v0=vsinθ所以，故A错误，B正确；CD．汽车向右匀速前进的过程中，角度θ逐渐增大，sinθ增大，所以重物的速度v0逐渐增大，重物加速上升，根据牛顿第二定律可知，重物处于超重状态，绳子的拉力T大于重物的重力G，故C错误，D正确。故选BD。10.如图所示为某汽车启动时发动机功率P随时间t变化的图像，图中P0为发动机的额定功率，汽车所受阻力恒定，若已知汽车在t2时刻之前已达到最大速度vm，据此可知（）A.t1~t2时间内汽车做匀速运动B.0~t1时间内发动机做的功为C.0~t2时间内发动机做的功为D.汽车匀速运动时所受的阻力为【10题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．0～t1时间内，由P=Fv=Fat可知，汽车做匀加速直线运动，t1达到额定功率，此时汽车的牵引力仍然大于阻力，所以求出将继续做加速运动，根据P=Fv，速度增大，牵引力减小，则加速度减小，t1-t2时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故A错误；

B．0～t1时间内发动机的功率逐渐增大，所以发动机做的功一定小于P0t1，故B错误；

C．根据功的公式，W=Pt，可知图线与时间轴之间所围成的面积可以表示发动机的功，所以0-t2时间内发动机做的功为P0（t2-t1），故C正确；

D．汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，则所受的阻力为故D正确；

故选CD。11.如图所示，质量为物块静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块，由静止释放物块、后（重力加速度大小为）（）A.相同时间内，运动的路程之比为 B.物块的加速度之比为C.细绳的拉力 D.当下落高度时，速度为【11题答案】【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A．由动滑轮的绳子位移运动特点可知，在相同时间内，运动的路程之比为，A正确；B．两物块都做初速度为0的匀加速直线运动，由可知，相同时间内，物体的位移与加速度成正比，所以物块的加速度之比为，B错误；C．设绳子的拉力为T，对A有对B有解得，C正确；D．当下落高度时，速度为解得D正确。故选ACD。二、实验题：（本题共2小题，每空2分，共18分）12.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(1)实验前反复调节实验装置，直到斜槽末端切线水平，实验时每次让小球从同一位置由静止释放，以上两步操作的目的是：___________________。(2)实验取得的数据如图乙所示，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s。（g取9.8m/s2计算结果保留两位有效数字）(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L，通过实验：记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度表达式为v0=_______（用g、L表示）；B点的速度vB=________（用g、L表示）。【12题答案】【答案】①.斜槽末端切线水平，这样小球离开斜槽后才做平抛运动。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。②.1.6③.④.【解析】【详解】(1)[1]实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，这样小球离开斜槽后才做平抛运动。每次让小球从同一位置由静止释放，为了每次平抛初速度相同。(2)[2]由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有x=v0ty=gt2将x=32.0cm，y=19.6cm，代入解得v0=1.6m/s(3)[3][4]由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有△y=gT2由图可知△y=2L代入解得x=v0T将x=3L代入解得竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度有B点的速度13.如图所示为实验室中《验证动量守恒定律》的实验装置示意图。甲组同学：m1＞m2（1）实验中须要求的条件是______；A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差B．斜槽轨道末端的切线必须水平C．入射球和被碰球的大小可以不同D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，用天平测量两个小球的质量m1、m2，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。（3）为了验证碰撞前后动量守恒，甲同学只需验证表达式：______成立，即表示碰撞中动量守恒。乙组同学：m2＞4m1，两球为弹性碰撞，轨道改为特殊材料做成的光滑轨道，其它不变按照（2）的步骤完成实验，将落地点仍然按照上图所示顺序标记为M、P、N。（4）由以上信息判断：m1碰撞前的落点为______，m1碰撞后的落点为______；（5）为了验证碰撞前后动量守恒，乙同学只需验证表达式：______成立，即表明碰撞中动量守恒。【13题答案】【答案】①.BD②.m1OP=m1OM+m2ON③.N④.P⑤.【解析】【详解】（1）[1]A．斜槽轨道没必要尽量光滑，只要到达底端时的速度相等即可，选项A错误；B．斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确；C．入射球和被碰球的大小必须相同，以保证两球能发生正碰，选项C错误；D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，以保证到达底端时的速度相等，选项D正确。故选BD。（3）[2]碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m1v1=m1v2+m2v3小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得m1v1t=m1v2t+m2v3t得m1OP=m1OM+m2ON（4）[3][4]若m2＞4m1，两球为弹性碰撞，则由若当m2=4m1时可解得则入射球m1会碰后反弹，沿斜面上滑后返回到斜面底端，然后做平抛运动，根据速度关系可知，m1碰撞前的落点为N，m1碰撞后的落点为P；（5）[5]由以上分析可知，为了验证碰撞前后动量守恒，乙同学只需验证表达式两边乘以t即三、计算题：（本题共3小题，共35分）14.2019年12月16日15时22分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第五十二、五十三颗北斗导航卫星，北斗导航卫星分为高、中、低三种轨道。某中轨道卫星的运动视为匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径的4倍，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球的自转。求：(1)地球的质量；(2)该中轨道卫星的线速度大小。【14题答案】【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)对地球表面上的物体解得(2)对中轨卫星解得15.如图所示,两个小球A和B质量分别是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:(1)球B的初速度大小;(2)两球之间的斥力大小;(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.【15题答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】试题分析：（1）当两球速度相等时，两球相距最近，根据动量守恒定律求出B球的初速度；（2）在两球相距L＞18m时无相互作用力，B球做匀速直线运动，两球相距L≤18m时存在着恒定斥力F，B球做匀减速运动，由动能定理可得相互作用力（3）根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间．（1）设两球之间的斥力大小是F，两球从开始相互作用到两球相距最近