湖南省衡陽市衡陽縣五中2023學(xué)年高一物理第二學(xué)期期末考試模擬試題（含答案解析）

2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、磁控管是微波爐的“心臟”，由它產(chǎn)生和發(fā)射微波，它實際上是一個真空管，利用磁場將電子群約束在圓管內(nèi)，如果電子群被控制在較小的圓形區(qū)域內(nèi)如圖所示，O是電子群的中心，A、C是磁控管邊緣兩點(diǎn)，其中，三點(diǎn)共線，則（）A．電子群在A、C處產(chǎn)生的場強(qiáng)大?。築．電子群形成的電場在A、C處的電勢：C．同一正電荷分別在A、C處電勢能：D．同一負(fù)電兩分別在A、C處受到的電場力：2、(本題9分)下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是（）A．研究跳水運(yùn)動員在空中的翻轉(zhuǎn)動作時，運(yùn)動員可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)B．研究航天器繞地球運(yùn)動的運(yùn)行軌道時，航天器可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)C．研究地球自轉(zhuǎn)時，地球可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)D．研究火車車輪的轉(zhuǎn)動時，車輪可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)3、(本題9分)如圖所示，電風(fēng)扇工作時，葉片上a、b兩點(diǎn)的線速度分別為va、vb，角速度分別為ωa、ωb，則下列關(guān)系正確的是A．， B．，C．， D．，4、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為M、中間為半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽內(nèi)有一質(zhì)量為m的小鐵球，現(xiàn)用一水平向右的推力F推動凹槽，小鐵球與光滑凹槽相對靜止時，凹槽球心和小鐵球的連線與豎直方向成α角．則下列說法正確的是()A．小鐵球受到的合外力方向水平向左B．F＝(M＋m)gtanαC．系統(tǒng)的加速度為a＝gsinαD．F＝mgtanα5、(本題9分)如圖所示某小孩在廣場游玩時將一氣球用輕質(zhì)細(xì)繩與地面上木塊相連，氣球在水平風(fēng)力作用下處于斜拉狀態(tài)，此時細(xì)繩與豎直線成角．假若氣球和木塊的質(zhì)量分別為m、M。當(dāng)水平風(fēng)力緩慢增大時，則下列說法中錯誤的是（）A．水平風(fēng)力足夠大時，木塊一定會脫離水平面B．細(xì)繩拉力變大C．水平面對木塊的支持力不變D．水平面對木塊的摩擦力變大6、如圖所示，質(zhì)量為0.1kg的小物塊在粗糙水平桌面上滑行4m后以3.0m/s的速度飛離桌面，最終落在水平地面上，已知物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.5，桌面高0.45m，若不計空氣阻力，取g=10m/s2，則()A．小物塊的初速度是5m/sB．小物塊的水平射程為1.2mC．小物塊在桌面上克服摩擦力做8J的功D．小物塊落地時的動能為0.9J7、(本題9分)如圖所示，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與質(zhì)量為m的重物相連，重物套在固定的粗糙豎直桿上．開始時重物處于A處，此時彈簧水平且處于原長．現(xiàn)將重物從A處由靜止開始釋放，重物下落過程中經(jīng)過B處時速度最大，到達(dá)C處時速度為零，已知AC的高度差為h．現(xiàn)若在C處給重物一豎直向上的初速度v，則圓環(huán)恰好能回到A處．已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重物與桿之間動摩擦因數(shù)恒定，重力加速度為g，則下列說法中正確的是A．重物下滑到B處時，加速度為零B．重物在下滑過程中所受摩擦力先增大后減小C．重物從A到C的過程中彈簧的彈性勢能增加了D．重物與彈簧組成的系統(tǒng)在下滑過程中機(jī)械能損失大于上升過程中機(jī)械能的損失8、(本題9分)地球的質(zhì)量為，半徑為，自轉(zhuǎn)角速度為，萬有引力常量為，地球表面的重力加速度為，同步衛(wèi)星距地面的距離為，則同步衛(wèi)星的線速度大小為（）A． B． C． D．9、關(guān)于人造地球衛(wèi)星，下列說法中正確的是()A．由公式F=G知，衛(wèi)星所受地球引力與其軌道半徑r二次方成反比B．若衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，則衛(wèi)星距地心越遠(yuǎn)，角速度越大C．地球的所有同步衛(wèi)星均在同一軌道上運(yùn)行D．第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最大發(fā)射速度10、如圖所示，已知電源的內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R1=0.5Ω，調(diào)節(jié)可變電阻R2的最大電阻1.5Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)可變電阻R2的阻值從最大到零的過程中，以下說法正確的是A．電源總功率一直變大B．電源效率一直變小C．電源輸出功率先變大再變小D．可變電阻R2消耗功率先變大再變小11、(本題9分)如圖所示，A、B兩球穿過光滑水平桿，兩球間用一細(xì)繩連接，當(dāng)該裝置繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動時，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動.若兩球質(zhì)量之比mA∶mB＝2∶1，那么關(guān)于A、B兩球的下列說法中正確的是()A．A、B兩球受到的向心力之比為2∶1B．A、B兩球角速度之比為1∶1C．A、B兩球運(yùn)動半徑之比為1∶2D．A、B兩球向心加速度之比為1∶212、人造地球衛(wèi)星可以看起來相對地面靜止，就是我們常說的同步衛(wèi)星。地球半徑為R，質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，同步衛(wèi)星距離地面高度為h，運(yùn)行速度為v。下列表達(dá)式正確的是（）A．h=3GMT2C．v=32π二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)利用圖甲裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗。（1）為驗證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的________。A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________。A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)（3）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝____________，動能變化量ΔEk＝__________。（4）大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是________。A．利用公式v＝gt計算重物速度B．利用公式v＝計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實驗取平均值的方法14、（10分）(本題9分)為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計）(1)下列實驗步驟正確的是________A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點(diǎn)計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E.實驗中不需要砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（兩計數(shù)點(diǎn)間還有兩個點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為______。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為，求得圖線的斜率為，則小車的質(zhì)量為______。A．B．C．D．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，P為彈射器，PA、BC為光滑水平面分別與傳送帶AB水平相連，CD為光滑半圓軌道，其半徑R=1m，傳送帶AB長為L=6m，并沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動．現(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）由彈射器P彈出后滑向傳送帶經(jīng)BC緊貼圓弧面到達(dá)D點(diǎn)，已知彈射器的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為物體的動能，物體與傳送帶的動摩擦因數(shù)為=0.1．取g=10m/s1，現(xiàn)要使物體剛好能經(jīng)過D點(diǎn)，求：（1）物體到達(dá)D點(diǎn)速度大??；（1）則彈射器初始時具有的彈性勢能至少為多少．16、（12分）(本題9分)天文觀測發(fā)現(xiàn)：某半徑為R的行星有一顆衛(wèi)星繞其做勻速圓周運(yùn)動。測得衛(wèi)星到行星中心的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的周期為T，已知萬有引力常量為G.求：（1）該行星的質(zhì)量和密度；（2）若在此行星表面發(fā)射衛(wèi)星，則發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為多少?17、（12分）(本題9分)如圖，在xOy平而內(nèi)，x=0與x=3L兩直線之間存在兩勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向均垂直于xOy平面，x軸為兩磁場的分界線；在第I象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子從x軸上的A點(diǎn)以某一初速度射入電場，一段時間后，該粒子運(yùn)動到y(tǒng)軸上的P（0，）點(diǎn)，以速度v0垂直于y軸方向進(jìn)入磁場。不計粒子的重力。（1）求A點(diǎn)的坐標(biāo)；（2）若粒子能從磁場右邊界離開，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍；（3）若粒子能從O'（3L，0）點(diǎn)離開，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能取值。

2023學(xué)年模擬測試卷參考答案（含詳細(xì)解析）一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、C【答案解析】

AB.負(fù)電荷的電場線分布為呈輻射狀指向電荷的線，電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱，電場線某點(diǎn)的切線方向表示電場強(qiáng)度的方向。沿著電場線方向電勢是降低的。越靠近電荷電場強(qiáng)度越大，越靠近負(fù)電荷，電勢越低。即EA＞EC，φA＜φC，故AB錯誤；C.正電荷在電勢高的地方電勢能大，故同一正電荷分別在A、C處的電勢能：EPA＜EPC，故C正確；D.場強(qiáng)大的地方，電荷受到的電場力大，同一負(fù)電荷分別在A、C處受到的電場力：FA＞FC，故D錯誤。2、B【答案解析】A、研究高臺跳水運(yùn)動員空中翻轉(zhuǎn)動作時，運(yùn)動員的形狀和大小在所研究的問題中不可以忽略，運(yùn)動員不可以看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯誤；B、研究航天器繞地球運(yùn)動的運(yùn)行軌道時，航天器的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略，航天器可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，故B正確；C、研究地球自轉(zhuǎn)時，地球的形狀和大小在所研究的問題中不可以忽略，不可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，故C錯誤；D、研究火車車輪的轉(zhuǎn)動時，車輪的形狀和大小在所研究的問題中不可以忽略，不可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，故D錯誤；故選B．【答案點(diǎn)睛】能否看作質(zhì)點(diǎn)，要看所研究問題的性質(zhì)，看物體的形狀和大小在所研究的問題中是否可以忽略．3、D【答案解析】

電扇上的a、b兩點(diǎn)在同一扇葉上屬于共軸轉(zhuǎn)動，具有相同的角速度，所以，由于線速度，而且由圖可知，所以．故選D正確．4、B【答案解析】

小鐵球和凹槽整體在水平方向上只受推力F作用，故系統(tǒng)有向右的加速度，小鐵球受到的合外力方向水平向右；受力分析如圖所示；故A錯誤．根據(jù)幾何關(guān)系可知小鐵球所受的合外力為mgtanα，由牛頓第二定律可知加速度為gtanα，推力F=（m+M）gtanα，故B正確，CD錯誤．故選B．【答案點(diǎn)睛】本題主要考查牛頓第二定律的應(yīng)用，要注意整體法和隔離法的正確應(yīng)用，明確兩物體的加速度相同；則根據(jù)小球的受力情況可明確加速度大小．5、A【答案解析】

AC.對氣球和磚塊的整體，豎直方向受到重力、浮力和地面的支持力作用，則G=FN+F浮，若水平風(fēng)力緩慢增大，地面支持力不變，與風(fēng)力無關(guān)，木塊不可能脫離水平面，故A錯誤，C正確；B.對氣球受力分析，受到重力、風(fēng)的推力、拉力、浮力，如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：Tsinθ=F；Tcosθ+mg=F浮，解得，當(dāng)風(fēng)力緩慢增大時，繩子的拉力T也增大，故B正確；D.水平方向，整體受到水平風(fēng)力和地面給磚塊的摩擦力作用，所以磚塊受到的摩擦力總等于水平風(fēng)力，當(dāng)風(fēng)力緩慢增大時，磚塊受到的摩擦力也緩慢增大，故D錯誤。6、D【答案解析】由題意可以，小物塊到達(dá)B時的速度=3m/s，如下圖所示小物塊從A運(yùn)動到B的過程中，由動能定理可得：解得：，故A選項錯誤；（或根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，求解）小物塊從B點(diǎn)離開桌面后，做平拋運(yùn)動所以，解得因此，水平射程=0.9m，選項B錯誤；小物塊在桌面上克服摩擦力做的功=2J，選項C錯誤；從B到C，利用動能定理得：，解得，D正確．（或利用平拋運(yùn)動運(yùn)動學(xué)公式，先求落地速度，然后再根據(jù)動能得定義，求落地動能）7、AC【答案解析】

根據(jù)圓環(huán)的運(yùn)動情況分析下滑過程中，分析加速度的變化；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程和圓環(huán)從C處上滑到A的過程，運(yùn)用動能定理列出等式，可求彈力做功，從而得到在C處彈簧的彈性勢能．【題目詳解】A．圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速運(yùn)動，再做減速運(yùn)動，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過B處的加速度為零，A正確；B．設(shè)彈簧與豎直方向的夾角為，彈簧的勁度系數(shù)為k，受力分析如圖所示，則，而，故，減小，故N增大，根據(jù)可得摩擦力增大，B錯誤；C．研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，由動能定理得，在C處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A，由動能定理得，解得，，所圓環(huán)從A處到C處的過程中彈簧的彈性勢能增加量為，C正確；D．下滑過程和上滑過程經(jīng)過同一位置時圓環(huán)所受的摩擦力大小相等，兩個過程位移大小相等，所以摩擦力做功相等，即重物與彈簧組成的系統(tǒng)在下滑過程中機(jī)械能損失等于上升過程中機(jī)械能的損失，D錯誤．8、AB【答案解析】

A．同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度為，根據(jù)可得同步衛(wèi)星的線速度大小為故A正確；BC．同步衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，則有解得聯(lián)立黃金代換式可得故B正確，C錯誤；D．第一宇宙速度的表達(dá)式為同步衛(wèi)星線速度小于第一宇宙速度，故D錯誤；故選AB。9、AC【答案解析】

A．根據(jù)公式F=G知，衛(wèi)星所受地球引力與其軌道半徑r二次方成反比，故A正確；B．由萬有引力提供向心力得解得衛(wèi)星距地心越遠(yuǎn)，角速度越小，故B錯誤；C．地球的所有同步衛(wèi)星均在赤道平面上運(yùn)行，故C正確；D．第一寧宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大線速度，最小的發(fā)射速度，故D錯誤。故選AC。10、AB【答案解析】

A、當(dāng)可變電阻的阻值從最大到零的過程中總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知總電流增大，根據(jù)可知電源總功率一直變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知路端電壓減小，所以電源效率一直變小，故選項A、B正確；C、由于，根據(jù)電源的內(nèi)電阻和外電阻相等時，電源的輸出功率最大可知可變電阻的阻值從最大到零的過程中電源輸出功率一直減小，故選項C錯誤；D、當(dāng)把和電源看做一個整體時，即把電源的內(nèi)阻看做，由于，根據(jù)電源的內(nèi)電阻和外電阻相等時，電源的輸出功率最大可知可變電阻的阻值從最大到零的過程中可變電阻消耗功率一直減小，故選項D正確。11、BCD【答案解析】由繩子的拉力提供向心力，繩子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比為1：1，故A錯誤；同軸轉(zhuǎn)動角速度相同，由繩子的拉力提供向心力，則有：mAω2rA=mBω2rB，解得：，故BC正確；根據(jù)a=ω2r得：，故D正確；故選BCD。12、AC【答案解析】

根據(jù)萬有引力提供向心力F萬=F向GMm(R+h)2＝又v＝2π(R+h)T【答案點(diǎn)睛】該題為天體運(yùn)動的典型題型，由萬有引力提供向心力，公式中量比較多，計算要小心。屬于基礎(chǔ)題。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、AABΔEp＝－mghBΔE＝m2C【答案解析】

（1）[1]．驗證機(jī)械能守恒定律原理是看減少的重力勢能和增加的動能是否相等，所以需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的動能變化量與勢能變化量，故選A；

（2）[2]．電磁打點(diǎn)計時器使用低壓交流電源；需選用刻度尺測出紙帶上任意連點(diǎn)見得距離，表示重錘下落的高度；等式兩邊都含有相同的質(zhì)量，所以不需要天平秤質(zhì)量；故選AB；

（3）[3][4]．根據(jù)功能關(guān)系，重物的重力勢能變化量的大小等于重力做的功的多少，打B點(diǎn)時的重力勢能減小量：△Ep=-mghBB點(diǎn)的速度為：所以動能變化量為：；（4）[5]．由于紙帶在下落過程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點(diǎn)計時器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦力阻力做功，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故C選項正確；14、BDE1.3C【答案解析】

(1)[1]．AE．本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故A錯誤，E正確；

B．該題是彈簧測力計測出拉力，從而表示小車受到的合外力，應(yīng)拿走砂桶，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，故B正確；

C．打點(diǎn)計時器運(yùn)用時，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計的示數(shù)，故C錯誤；

D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打