西南交通大學(xué)附屬中學(xué)2023年高一物理第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析

2022-2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無(wú)效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。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(cuò)選和不選得零分）1、用恒力F使質(zhì)量為10kg的物體從靜止開始，以2m/的加速度勻加速上升，不計(jì)空氣阻力，g取10m/，那么以下說法中正確的是：（）A．2s內(nèi)恒力F做功80J B．2s內(nèi)重力做的功是400JC．2s內(nèi)物體克服重力做的功是400J D．2s內(nèi)合力做的功為零2、(本題9分)關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是A．做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度大小和方向都在時(shí)刻變化B．做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度大小不斷變化，速度的方向不一定發(fā)生變化C．做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度方向不斷變化，速度的大小不一定發(fā)生變化D．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定受到了變力作用3、(本題9分)2008年9月我國(guó)成功發(fā)射了“神州七號(hào)”載人飛船．為了觀察“神舟七號(hào)”的運(yùn)行和宇航員倉(cāng)外活動(dòng)情況，飛船利用彈射裝置發(fā)射一顆“伴星”．伴星經(jīng)調(diào)整后，和“神舟七號(hào)”一樣繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但比“神舟七號(hào)”離地面稍高一些，如圖所示，那么:A．伴星的運(yùn)行周期比“神舟七號(hào)”稍大一些B．伴星的運(yùn)行速度比“神舟七號(hào)”稍大一些C．伴星的運(yùn)行角速度比“神舟七號(hào)”稍大一些D．伴星的向心加速度比“神舟七號(hào)”稍大一些4、如圖abc是豎直平面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長(zhǎng)度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)，一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，則（）A．小球恰好能運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)cB．小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中動(dòng)能增量為2mgRC．小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中機(jī)械能的增量為2mgRD．小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過程中機(jī)械能的增量為3mgR5、(本題9分)如圖所示．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素，已知兩極板正對(duì)面積為，極板間的距離為，靜電計(jì)指針偏角為．實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若（）A．保持不變，增大，則不變B．保持不變，增大，則減小C．保持不變，增大，則不變D．保持不變，增大，則減小6、如圖所示，將圖中電容器、電源、小燈泡等元件連成電路，電源電壓恒為4V，下列說法正確的是A．閉合電鍵前，電容為0B．閉合電鍵，該電容器最多儲(chǔ)存的電荷量為4×10-4CC．閉合電鍵，電流表有持續(xù)電流D．?dāng)嚅_電鍵，電容器放電7、(本題9分)人造地球衛(wèi)星可以看起來相對(duì)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=32π8、(本題9分)如圖所示，x軸在水平地面內(nèi)，y軸沿豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中a和c是從同一點(diǎn)拋出的，b和c落在地面上同一點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是（）A．b和c的飛行時(shí)間相同 B．a(chǎn)和c的飛行時(shí)間相同C．c的水平速度比a的大 D．a(chǎn)的水平速度比b的大9、(本題9分)如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一紅蠟塊R（R視為質(zhì)點(diǎn)）．將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0=3cm/s勻速上浮的同時(shí)，玻璃管沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，合速度的方向與y軸夾角為α．則紅蠟塊R的（）A．分位移y與x成正比B．分位移y的平方與x成正比C．合速度v的大小與時(shí)間t成正比D．tanα與時(shí)間t成正比10、科幻電影《流浪地球》中講述了人類想方設(shè)法讓地球脫離太陽(yáng)系的故事.地球流浪途中在接近木星時(shí)被木星吸引,當(dāng)?shù)厍蚩煲矒裟拘堑奈ｋU(xiǎn)時(shí)刻，點(diǎn)燃木星產(chǎn)生強(qiáng)大氣流推開地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，且航天器在地球表面的重力為G1，在木星表面的重力為G2，地球與木星均可視為球體，其半徑分別為R1、R2，則下列說法正確的是（）A．地球逃逸前，其在相等時(shí)間內(nèi)與太陽(yáng)連線掃過的面積相等B．木星與地球的第一宇宙速度之比為GC．地球與木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期之比的立方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的平方D．地球與木星的質(zhì)量之比為G11、(本題9分)如圖所示,質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平桌面上,一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入木塊,深度為d時(shí),子彈與木塊相對(duì)靜止,在子彈入射的過程中,木塊沿桌面移動(dòng)的距離為L(zhǎng),木塊對(duì)子彈的平均阻力為f,那么在這一過程中,下列說法正確的是()A．木塊的動(dòng)能增加f

LB．子彈的動(dòng)能減少量為fdC．子彈和木塊(系統(tǒng))的動(dòng)能減少量為fLD．子彈和木塊(系統(tǒng))的動(dòng)能減少量為Mmv02/2（m+M）12、(本題9分)在光滑的水平面上有、兩小球，其質(zhì)量分別是、，兩小球在時(shí)刻發(fā)生正碰，兩小球在碰撞前后的速度大小與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖所示.則（）A． B．C． D．二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某同學(xué)利用圖甲所示裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。在某次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量的數(shù)據(jù)如圖乙所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，O為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的第一個(gè)點(diǎn)。取g=9.80m/s。回答下列問題：（1）乙圖中紙帶的____（填“左”或“右”）端與重錘相連。（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下O點(diǎn)到B點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)重錘的重力勢(shì)能減少量EP=_____J，動(dòng)能的增加量EK=_____J。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（3）通過計(jì)算可得EP____EK（填“?！被颉?lt;”），這是因?yàn)開________。14、（10分）(本題9分)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖1所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.那么：(1)紙帶的________(選填“左”或“右”)端與重物相連；(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和________點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(3)從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量Ep＝________J，該所取點(diǎn)的速度大小為________m/s；(結(jié)果取3位有效數(shù)字)(4)如圖2，一位同學(xué)按如下方法判斷機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度為v，描繪v2－h(huán)圖象，若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，該同學(xué)的判斷依據(jù)________．(填“正確”或“不正確)三、計(jì)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，質(zhì)量為m＝2kg的木塊在傾角θ＝的斜面上由靜止開始下滑（假設(shè)斜面足夠長(zhǎng)），木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，已知sin＝0.6，cos＝0.8，g取10m/s2，求：(1)木塊下滑時(shí)的加速度大小和前2s內(nèi)的位移大?。?2)前2s內(nèi)重力做的功；(3)前2s內(nèi)重力的平均功率．16、（12分）(本題9分)某學(xué)校探究性學(xué)習(xí)小組對(duì)一輛自制小遙控車的性能進(jìn)行研究．他們讓這輛小車在水平的地面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v－t圖象，已知小車在0～2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2～10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，在10s末停止遙控讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m＝1kg，整個(gè)過程中小車受到的阻力大小不變．求：(1)小車所受的阻力Ff是多大？(2)在2～10s內(nèi)小車牽引力的功率P是多大？(3)小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中的總位移x是多少？17、（12分）如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)豎直固定質(zhì)量為m的小球A套在圓環(huán)上；長(zhǎng)為的剛性(既不伸長(zhǎng)也不縮短)輕桿一端通過銨鏈與A連接，另一端通過鉸鏈與滑塊B連接；質(zhì)量為m的滑塊B套在固定的光滑水平長(zhǎng)桿上，水平桿與圓環(huán)的圓心O位于同一水平線上，給B施加一水平向左的力，使小球A靜止于輕桿與圓環(huán)相切的位置現(xiàn)撒去水平力F，滑塊B由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦AB均視為質(zhì)點(diǎn)重力加速度為g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)小球A靜止時(shí)滑塊B受到水平力F的大??；(2)小球A滑到與圓心O同高度時(shí)的速度大??；(3)小球A由靜止下滑至桿與圓環(huán)再次相切的過程中，桿對(duì)滑塊B做的功。

參考答案一、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(cuò)選和不選得零分）1、C【解析】

A.根據(jù)牛頓第二定律可知，恒力為：2s內(nèi)物體上升的高度：2s內(nèi)恒力做功：故選項(xiàng)A不符合題題；BC.2s內(nèi)重力做功：即2s內(nèi)物體克服重力做功為400J，故選項(xiàng)B不符合題意，C符合題意；D.2s內(nèi)合力做的功：故選項(xiàng)D不符合題意。2、C【解析】

ABC.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小不一定改變，速度方向一定變化，比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤，C正確；D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到了力作用，但不一定是恒力，比如平拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；故選C．3、A【解析】考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．分析：根據(jù)人造衛(wèi)星的萬(wàn)有引力等于向心力，列式求出線速度、角速度、周期和向心力的表達(dá)式進(jìn)行討論即可．解：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有F=F向F=GF向=m=mω2r=m（）2r因而G=m=mω2r=m（）2r=ma解得v=①T==2π②ω=③a=④由題中圖象可以得到，伴星的軌道半徑大于“神舟七號(hào)”飛船的軌道半徑，再根據(jù)①②③④可以得到，伴星的線速度較小、角速度較小、周期較大、加速度較??；故選A．4、B【解析】

A．設(shè)小球到達(dá)c點(diǎn)的速度為v，則從a到c由動(dòng)能定理：，解得，則小球不是恰好能運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)c（恰好達(dá)到c點(diǎn)的速度為零），A錯(cuò)誤；B．小球從a到c的過程中，動(dòng)能增量為，B正確；C．小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中機(jī)械能的增量為，故C錯(cuò)誤；D．小球離開c點(diǎn)后，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球從c點(diǎn)達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間為t，則有，此段時(shí)間水平位移為，所以小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，小球在水平方向的位移為，水平外力做功為，則機(jī)械能的增量為，故D錯(cuò)誤．5、D【解析】

AB.根據(jù)電容的決定式得知，當(dāng)保持S不變，增大d時(shí)，電容減小，電容器的電量Q不變，由電容的定義式C=Q/U分析可知板間電勢(shì)差增大，則靜電計(jì)指針的偏角θ變大；故AB錯(cuò)誤，CD.根據(jù)電容的決定式得知，當(dāng)保持d不變，增大S時(shí)，電容增大，電容器極板所帶的電荷量Q不變，則由電容的定義式C=Q/U分析可知板間電勢(shì)差減小，靜電計(jì)指針的偏角θ變小故C錯(cuò)誤；D正確．故選D.6、B【解析】

A.電容的大小由電容器本身決定，與是否接入電路無(wú)關(guān)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.閉合電鍵后，電容器的電壓最高為4V，由圖可知，電容器的電容為100μF，該電容器最多儲(chǔ)存的電荷量為：故B項(xiàng)正確；C.電容器的電壓達(dá)到最高為4V后，充電停止，電流表沒有電流，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.斷開電鍵，由于無(wú)法形成回路，電容器無(wú)法放電，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7、AC【解析】

根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力F萬(wàn)=F向GMm(R+h)2＝又v＝2π(R+h)T【點(diǎn)睛】該題為天體運(yùn)動(dòng)的典型題型，由萬(wàn)有引力提供向心力，公式中量比較多，計(jì)算要小心。屬于基礎(chǔ)題。8、BD【解析】

AB．由圖知據(jù)可得：故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。CD．由圖知據(jù)可得：故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。9、BD【解析】試題分析：紅蠟燭在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則y=v0t；在水平方向，解得：，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；蠟燭的合速度：，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；，即tanα與時(shí)間t成正比，選項(xiàng)D正確；故選BD.考點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)的合成.10、AD【解析】

A.由開普勒第二定律可知對(duì)每一個(gè)行星而言，行星與太陽(yáng)的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，所以地球逃逸前，其在相等時(shí)間內(nèi)與太陽(yáng)連線掃過的面積相等，故選項(xiàng)A正確；B.根據(jù)重力提供向心力得G1=mv12RC.根據(jù)開普勒第三定律得a13TD.根據(jù)重力與萬(wàn)有引力相等，根據(jù)G'=GMmR2解得M=G'R2Gm，可得地球的質(zhì)量為11、AD【解析】

A項(xiàng)：子彈對(duì)木塊的作用力大小為f，木塊相對(duì)于地的位移為L(zhǎng)，則子彈對(duì)木塊做功為fL，根據(jù)動(dòng)能定理得知，木塊動(dòng)能的增加量等于子彈對(duì)木塊做功，即fL，故A正確；B項(xiàng)：子彈相對(duì)于地面的位移大小為L(zhǎng)+d，則木塊對(duì)子彈的阻力做功為-f（L+d），根據(jù)動(dòng)能定理得知：子彈動(dòng)能的減少量等于子彈克服阻力做功，大小為f（L+d），B正確；C項(xiàng)：子彈相對(duì)于木塊的位移大小為d，則系統(tǒng)克服阻力做功為fd，根據(jù)功能關(guān)系可知，系統(tǒng)動(dòng)能的減少量為fd．故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：由動(dòng)量守恒定律得：，解得：，子彈和木塊(系統(tǒng))的動(dòng)能減少量為，故D正確．12、AC【解析】

由圖可知b球碰前靜止，a球的速度為，碰后a、b球速度都為，由動(dòng)量守恒定律有解得若碰后a的速度為，b球速度為，由動(dòng)量守恒定律有解得故選AC。【點(diǎn)睛】題中的圖是速度碰撞前后a、b速度大小的圖象，故碰撞后a、b可能同向，也可能反向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律即可求解兩球質(zhì)量之比。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）左（2）0.941，0.938（3）>，克服阻力做功【解析】（1）重錘拉著紙帶做加速運(yùn)動(dòng)，即開始的點(diǎn)跡之間的距離小，后來越來越大，故從乙圖可知左端與重錘相連；（2）O點(diǎn)到B點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)重錘的重力勢(shì)能減少量ΔEP=mghOB（3）通過計(jì)算可得ΔE【點(diǎn)睛】紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．由于紙帶通過時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力，重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量．14、(1)左(2)B(3)1.88，1.92(4)不正確【解析】①下落過程為勻加速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度漸漸變大，故打點(diǎn)間距應(yīng)變大，所以紙帶的左端與重物相連；②根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；③從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量EP=mghB=1×9.8×0.1920J=1.88J，該所取點(diǎn)的速度大小為；④該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確．在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)，可得，則此時(shí)v2-h圖象就是過原點(diǎn)的一條直線．所以要想通過v2-h圖象的方法驗(yàn)證