2021-2022學(xué)年天津大學(xué)附屬中學(xué)高一物理第二學(xué)期期末綜合測(cè)試試題含解析

2021-2022學(xué)年高一下物理期末模擬試卷注意事項(xiàng):1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)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(shí)請(qǐng)按要求用筆。3．請(qǐng)按照題號(hào)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(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是A．燃料推動(dòng)空氣，空氣反作用力推動(dòng)火箭B．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣，空氣膨脹推動(dòng)火箭C．火箭吸入空氣，然后向后排出，空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D．火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用力將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動(dòng)火箭2、如圖所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放，不計(jì)一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過程中，下列說法正確的是()A．小球的機(jī)械能守恒B．斜劈的機(jī)械能守恒C．斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．小球機(jī)械能的減小量大于斜劈動(dòng)能的增大量3、如圖，從地面上方某點(diǎn)，將一質(zhì)量為1Kg小球以5m/s的初速度沿水平方向拋出。小球經(jīng)過1s落地。不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2。則可求出A．小球拋出時(shí)離地面的高度是10mB．小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為100WC．小球落地時(shí)的速度大小是15m/sD．小球落地時(shí)的速度方向與水平地面成30o角4、(本題9分)我國(guó)自行研制的J-20隱形戰(zhàn)機(jī)在起飛前從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到起飛速度v所需時(shí)間t，則起飛前的運(yùn)動(dòng)距離（）A．vt B． C．2vt D．不能確定5、(本題9分)如圖所示，半徑為R的圓弧軌道固定在水平地面上，軌道由金屬凹槽制成，可視為光滑軌道。在軌道右側(cè)的正上方將金屬小球A由靜止釋放，小球靜止時(shí)距離地面的高度用hA表示，對(duì)于下述說法中正確的是A．只要小球距地面高度hA≥2R，小球便可以始終沿軌道運(yùn)動(dòng)并從最高點(diǎn)飛出B．若hA=R，由于機(jī)械能守恒，小球在軌道上上升的最大高度為RC．適當(dāng)調(diào)整hA，可使小球從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處D．若小球能到最高點(diǎn)，則隨著hA的增加，小球?qū)壍雷罡唿c(diǎn)的壓力也增加6、(本題9分)如圖所示，紙面為豎直面，MN為豎直線段，MN之間的距離為h，空間存在平行于紙面的足夠?qū)挼膭驈?qiáng)電場(chǎng)，其大小和方向未知，圖中未畫出，一帶正電的小球從M點(diǎn)在紙面內(nèi)以v0的速度水平向左開始運(yùn)動(dòng)，以后恰好以大小為vv0的速度通過N點(diǎn)。已知重力加速度g，不計(jì)空氣阻力。則下列說法正確的的是（）A．可以判斷出電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左B．從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中小球的機(jī)械能先增大后減小C．從M到N的運(yùn)動(dòng)過程中小球的速度最小為D．從M到N的運(yùn)動(dòng)過程中小球的速度最小為7、用繩子系一小球，使它在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則（）A．重力對(duì)球不做功，繩的拉力對(duì)球做功B．重力和繩的拉力對(duì)球都不做功C．繩的拉力等于球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力D．小球所受的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力8、(本題9分)如圖所示，一光滑細(xì)桿固定在水平面上的點(diǎn)，細(xì)桿與水平面的夾角為，一原長(zhǎng)為的輕質(zhì)彈簧，下端固定在水平面上的點(diǎn)，上端與質(zhì)量為的小環(huán)相連，當(dāng)把小環(huán)拉到點(diǎn)時(shí)，與地面垂直，彈簧長(zhǎng)為，將小環(huán)從點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)運(yùn)動(dòng)到的中點(diǎn)時(shí)，速度達(dá)到最大．重力加速度為，下列說法正確的是（）A．下滑過程中小環(huán)的機(jī)械能先增大再減小B．小環(huán)到達(dá)的中點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零C．小環(huán)剛釋放時(shí)的加速度等于D．小環(huán)的最大速度為9、如圖所示，在上端開口的飲料瓶的側(cè)面戳一個(gè)小孔，瓶中灌水，手持飲料瓶靜止時(shí)，小孔有水噴出。若飲料瓶在下列運(yùn)動(dòng)中，沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)且忽略空氣阻力，小孔不再向外噴水的是()A．自由下落B．飲料瓶被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中C．飲料瓶被豎直向上拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中D．手持飲料瓶向上加速運(yùn)動(dòng)的過程中10、如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置．物塊由點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)點(diǎn)．在從到的過程中，物塊（）A．加速度先減小后增大 B．經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度最大C．所受彈簧彈力始終做正功 D．所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功11、如圖所示，細(xì)桿的一端與小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)給小球一初速度使它在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球在軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則細(xì)桿對(duì)小球的作用力可能是A．a(chǎn)處為拉力，b處為拉力B．a(chǎn)處為拉力，b處為推力C．a(chǎn)處為推力，b處為拉力D．a(chǎn)處為推力，b處為推力12、圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受電場(chǎng)力的作用，根據(jù)此圖可做出正確判斷的是()A．帶電粒子所帶電荷的符號(hào)B．場(chǎng)強(qiáng)的方向C．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向D．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大二、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)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.打出了一條如圖所示的紙帶，O點(diǎn)為紙帶上第一點(diǎn)，紙帶上的點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn)。若重物的質(zhì)量為0.5kg，從開始下落到打D點(diǎn)的過程中重物的重力勢(shì)能減少量為__________J，動(dòng)能增加量為______________J。（重力加速度g=9.8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）14、（10分）(本題9分)某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放．小球離開桌面后落到水平地面．通過測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能．回答下列問題：（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等．已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測(cè)量下列物理量中的（填正確答案標(biāo)號(hào)）．A．小球的質(zhì)量mB．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的壓縮量△xE.彈簧原長(zhǎng)l0（2）用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek，得Ek=．（3）圖（b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的s—△x圖線．從理論上可推出，如果h不變．m增加，s—△x圖線的斜率會(huì)（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s—△x圖線的斜率會(huì)（填“增大”、“減小”或“不變”）．由圖（b）中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的次方成正比．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）如圖所示，AB是傾角為θ的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看做質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)．已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，在AB軌道上通過的總路程；(2)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)，物體對(duì)軌道壓力的大小和方向．16、（12分）如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60J；當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V。求：（1）電路中的最小電流；（2）滑片P在中點(diǎn)和在b端兩種狀態(tài)下，R消耗的電功率之比。17、（12分）(本題9分)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)不可伸長(zhǎng)的輕繩，一端拴著質(zhì)量為m的小球，另一端系在豎直細(xì)桿的上端．手握細(xì)桿輕輕搖動(dòng)一段時(shí)間后，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)輕繩與豎直細(xì)桿夾角為θ．重力加速度為g，不計(jì)一切阻力．求：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)(1)所受輕繩拉力大小T；(2)加速度的大小a；(3)線速度的大小v．

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、D【解析】

由于反沖運(yùn)動(dòng)的作用，火箭燃料燃燒產(chǎn)生的氣體給火箭一個(gè)反作用力使火箭加速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)反作用力并不是空氣給的，故D正確，ABC錯(cuò)誤.故選D2、C【解析】

ABC.小球和斜劈組成的系統(tǒng)中，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故C正確，AB錯(cuò)誤；D.根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，小球機(jī)械能的減小量等于斜劈機(jī)械能增大量，即斜劈動(dòng)能的增大量，故D錯(cuò)誤。3、B【解析】

小球拋出點(diǎn)的高度h=gt2＝×10×1m＝5m；故A錯(cuò)誤。小球落地時(shí)豎直分速度vy=gt=10m/s，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P=mgvy=100W，選項(xiàng)B正確；小球的速度大小，故C錯(cuò)誤。設(shè)小球落地的速度方向與水平方向的夾角為θ，則tanθ＝＝2，可知θ≠30°．故D錯(cuò)誤。4、B【解析】

根據(jù)平均速度與位移的關(guān)系?！驹斀狻坑捎陲w機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)，起飛前的平均速度為因此，起飛前的運(yùn)動(dòng)距離B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。5、D【解析】

A.若小球恰好能到圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)，由，，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，，解得：hA=R；選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.若hA=R<R，小球不能上升到最高點(diǎn)，小球A在到達(dá)最高點(diǎn)前離開軌道，有一定的速度，由機(jī)械能守恒可知，A在軌道上上升的最大高度小于R，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.C.小球從最高點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，下落R高度時(shí)，水平位移的最小值為，所以小球落在軌道右端口外側(cè)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。D.在最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律：，即，則若小球能到最高點(diǎn)，則隨著hA的增加，到達(dá)最高點(diǎn)的速度增加，則小球?qū)壍雷罡唿c(diǎn)的壓力也增加，選項(xiàng)D正確。6、D【解析】

A．小球運(yùn)動(dòng)的過程中重力與電場(chǎng)力做功，設(shè)電場(chǎng)力做的功為W，則有代入解得說明MN為電場(chǎng)的等勢(shì)面，可知電場(chǎng)的方向水平向右，故A錯(cuò)誤；B．水平方向小球受向右的電場(chǎng)力，所以小球先向左減速后向右加速，電場(chǎng)力先負(fù)功后正功，機(jī)械能先減小后增加，故B錯(cuò)誤；CD．設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1小球的速度最小，則豎直方向水平方向合速度由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，v的最小值為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。7、BD【解析】

AB.重力和拉力都與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以重力和繩的拉力對(duì)球都不做功，故A錯(cuò)誤，B正確．CD.重力和拉力的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故C錯(cuò)誤，D正確．8、ACD【解析】

小環(huán)受重力、支持力和彈簧彈力，彈簧彈力做功，故環(huán)的機(jī)械能不守恒，小環(huán)和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，小環(huán)到達(dá)AD的中點(diǎn)時(shí)，彈性繩的伸長(zhǎng)量最短，彈性勢(shì)能最小，小環(huán)機(jī)械能最大，故下滑過程中小環(huán)的機(jī)械能先增大再減小，故A正確；小環(huán)到達(dá)AD的中點(diǎn)時(shí)，彈性繩的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，伸長(zhǎng)量不為0，故彈性勢(shì)能不為零，故B錯(cuò)誤；在A位置，環(huán)受重力、彈簧拉力、支持力，根據(jù)牛頓第二定律，有：mgsin30°+Fsin30°=ma，在D點(diǎn)，環(huán)的速度最大，說明加速度為零，彈簧長(zhǎng)度為2L，故：mgsin30°-Fcos60°=0，聯(lián)立解得：a=g，故C正確；小環(huán)和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，在D點(diǎn)速度最大，此時(shí)橡皮繩長(zhǎng)度等于初位置橡皮繩的長(zhǎng)度，故初位置和D位置環(huán)的機(jī)械能相等，故：mg（2Lcos60°）=mv2，解得：v=，故D正確；故選ACD．【點(diǎn)睛】本題為力學(xué)綜合問題，關(guān)鍵正確的受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式分析，注意環(huán)的機(jī)械能不守恒，是環(huán)和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．9、ABC【解析】

若要水不往外噴，則不受豎直方向的壓力，就要求水在運(yùn)動(dòng)過程中完全失重，即只受重力，加速度為g的情況就符合題意.A．描述與分析相符，故A正確.B．描述與分析相符，故B正確.C．描述與分析相符，故C正確.D．描述與分析不符，故D錯(cuò)誤.10、AD【解析】

A項(xiàng)：由于水平面粗糙且O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置，所以彈力與摩擦力平衡的位置在OA之間，加速度為零時(shí)彈力和摩擦力平衡，所以物塊在從A到B的過程中加速度先減小后反向增大，故A正確；B項(xiàng)：物體在平衡位置處速度最大，所以物塊速度最大的位置在AO之間某一位置，即在O點(diǎn)左側(cè)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：從A到O過程中彈力方向與位移方向相同，彈力做正功，從O到B過程中彈力方向與位移方向相反，彈力做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：從A到B過程中根據(jù)動(dòng)能定理可得W彈-W克f=0，即W彈=W克f，即彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功，故D正確．11、AB【解析】

在a處，受重力和桿子的作用力，合力提供向心力，方向豎直向上，所以桿子表現(xiàn)為拉力。在b處，若桿子作用力為零，根據(jù)mg得，v，若v，桿子表現(xiàn)為拉力，若，桿子表現(xiàn)為支持力，故AB正確，CD錯(cuò)誤。12、CD【解析】

AB.由圖可知，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡向左彎曲，說明粒子在a、b兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線向左。由于電場(chǎng)線方向不明，無法確定粒子的電性，也無法判斷電場(chǎng)的方向，故AB項(xiàng)與題意不相符；C.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡向左彎曲，說明粒子在a、b兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線向左，故C項(xiàng)與題意相符；D.根據(jù)電場(chǎng)線的疏密與電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱的關(guān)系，判斷出a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，故a點(diǎn)的電場(chǎng)力的大，根據(jù)牛頓第二定律可知，帶電粒子在a點(diǎn)的加速度比b點(diǎn)的加速度大，故D項(xiàng)與題意相符。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、0.9510.934【解析】

第一空.從開始下落到打D點(diǎn)的過程中重物的重力勢(shì)能減少量為△Ep=mgh=0.5×9.8×19.41×10-2J≈0.951J；第二空.打D點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度為：，動(dòng)能的增加量為：△Ek=mvD2=×0.5×1.93252J≈0.934

J；14、（1）ABC(2)（3）減小增大2【解析】

（1）由平拋規(guī)律可知，由水平距離和下落高度即可求出平拋時(shí)的初速度，進(jìn)而可求出物體動(dòng)能，所以本實(shí)驗(yàn)至少需要測(cè)量小球的質(zhì)量m、小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s、桌面到地面的高度h，故選ABC．（2）由平拋規(guī)律可知：豎直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而動(dòng)能Ek=mv2聯(lián)立可得Ek=；（3）由題意可知如果h不變，m增加，則相同的△L對(duì)應(yīng)的速度變小，物體下落的時(shí)間不變，對(duì)應(yīng)的水平位移s變小，s-△L圖線的斜率會(huì)減?。恢挥衕增加，則物體下落的時(shí)間增加，則相同的△L下要對(duì)應(yīng)更大的水平位移s，故s-△L圖線的斜率會(huì)增大．彈簧的彈性勢(shì)能等于物體拋出時(shí)的動(dòng)能，即Ep=，可知Ep與△s的2次方成正比，而△s與△L成正比，則Ep與△L的2次方成正比．【點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是通過測(cè)量小球的動(dòng)能來間接測(cè)量