2022年新疆克拉瑪依市北師大克拉瑪依附中高一物理第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下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)考證號填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，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、關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是A．兩個電勢不同的等勢面可能相交B．電場線與等勢面處處相互垂直C．同一等勢面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等D．將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功2、(本題9分)牛頓曾經(jīng)設(shè)想：在一座高山上水平架起一門大炮，只要這門炮的威力足夠大，炮彈的速度足夠快，炮彈就可以圍繞地球不停地轉(zhuǎn)而不會掉下來。在不計空氣阻力的情況下，下列關(guān)于炮彈的速度及運(yùn)動情況的描述正確的是A．如果炮彈的速度是1km/s，它必將落到地球表面B．如果炮彈的速度是7km/s，它將不會落到地球表面C．如果炮彈的速度是13km/s，它將圍繞地球運(yùn)動D．無論炮彈的速度是多大，它都將圍繞地球運(yùn)動3、(本題9分)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說法錯誤的是A．由于相對論、量子力學(xué)的提出，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)被完全否定B．經(jīng)典力學(xué)可看作相對論、量子力學(xué)在一定條件下的特殊情形C．經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體、低速運(yùn)動、引力不太大時適用D．經(jīng)典力學(xué)對高速運(yùn)動的微觀粒子不適用4、(本題9分)一長木板靜止在光滑水平面上，如圖所示，現(xiàn)讓一滑塊從木板一端，以某一水平速度滑上木板，最后小滑塊未滑出木板則在此過程中，滑塊克服摩擦力做的功A．等于木板增加的動能B．等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能C．等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能與木板增加的動能之和D．等于滑塊減少的動能和系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和5、(本題9分)如圖所示，a、b是地球表面上不同緯度上的兩個點(diǎn)，如果把地球看作是一個球體，a、b兩點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動，這兩個點(diǎn)具有大小相同的()A．軌道半徑B．線速度C．加速度D．角速度6、真空中存在范圍足夠大、豎直方向的勻強(qiáng)電場，A、B為該勻強(qiáng)電場中的兩個等勢面．現(xiàn)有三個質(zhì)量相同、帶同種等量電荷的小球a、b、c，從等勢面A上的某點(diǎn)同時以相同速率v0分別沿豎直向下、水平向右和豎直向上方向開始運(yùn)動，如圖所示．經(jīng)過一段時間，三個小球先后通過等勢面B，則下列判斷正確的是()A．等勢面A的電勢一定高于等勢面B的電勢B．a(chǎn)、c兩小球通過等勢面B時的速度相同C．開始運(yùn)動后的任一時刻，a、b兩小球的動能總是相同D．開始運(yùn)動后的任一時刻，三個小球電勢能總是相等7、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量是的子彈，以的速度射入固定的、厚度是的木板，射穿后的速度是．假設(shè)阻力是恒定的，它能夠射穿同種材料制成的A．固定的、厚度是的木板B．固定的、厚度是的木板C．放在光滑水平面上的質(zhì)量為，沿速度方向長度為的木塊D．放在光滑水平面上的質(zhì)量為，沿速度方向長度為的木塊8、(本題9分)如圖所示是蹦床運(yùn)動員在空中表演的情景。在運(yùn)動員從最低點(diǎn)開始反彈至即將與蹦床分離的過程中(床面在彈性限度內(nèi)發(fā)生形變時產(chǎn)生的彈力跟它的形變量成正比)，下列說法中正確的是（）A．床面的彈力一直做正功B．運(yùn)動員的動能不斷增大C．運(yùn)動員和床面組成的系統(tǒng)機(jī)械能不斷減小D．運(yùn)動員的動能與床面的彈性勢能總和逐漸減小9、(本題9分)額定輸出功率為P的起重機(jī)將質(zhì)量為m的重物從地面由靜止開始加速提起，起重機(jī)鋼索對重物的拉力恒為重物重力的2倍，經(jīng)歷時間t重物上升到距地面的高度H，此時起重機(jī)的功率恰好達(dá)到額定輸出功率，以下說法中正確的是（）A．在這一過程中，鋼索對重物做的功為2mgHB．重物在高度為H的位置具有的速度大小為P/2mgC．重物在高度為H的位置具有的動能為PtD．在這一過程中，重物受到的合力為2mg10、(本題9分)如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道．a(chǎn)b水平．長度為2R；bc是半徑為R的四分之一的圓?。cab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)從靜止開始向右運(yùn)動．重力加速度大小為g．則A．小球恰好能運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)cB．小球從a到c的過程中．動能增量為2mgRC．小球從a點(diǎn)運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，重力勢能增量為3mgRD．小球從a點(diǎn)運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，水平外力做功為4mgR11、(本題9分)如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為和的兩物塊A、B相連接，并靜止在光滑的水平面上．現(xiàn)使B瞬時獲得水平向右的速度3m/s，以此刻為計時起點(diǎn)，兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖象信息可得A．在時刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s，且彈簧都處于伸長狀態(tài)B．從到時刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長C．兩物體的質(zhì)量之比為=1∶2D．在時刻A與B的動能之比為12、(本題9分)下列說法正確的是A．勻速圓周運(yùn)動是一種勻速運(yùn)動B．勻速圓周運(yùn)動是一種勻變速運(yùn)動C．勻速圓周運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動D．物體做勻速圓周運(yùn)動時其向心力垂直于速度方向，不改變線速度的大小二、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)如圖為“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)裝置，即研究兩個小球在軌道水平部分末端碰撞前后的動量關(guān)系．已知入射小球A和被碰小球B的質(zhì)量分別為m1、m1．(1)(多選)本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)必須要求的條件是__________.A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端點(diǎn)的切線是水平的C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放D．入射球與被碰球滿足m1>m1(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過僅測量__________(填選項(xiàng)前的符號)，間接地解決這個問題．A．小球開始釋放高度hB．小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC．小球做平拋運(yùn)動的射程(3)(多選)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時先讓入射球A多次從傾斜軌道上s位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量平拋射程OP,然后，把被碰小球B靜置于軌道的水平部分末端，再將入射球A從斜軌上s位置靜止釋放，與小球B相碰，并多次重復(fù)．接下來要完成的必要步驟是______．(填選項(xiàng)前的符號)A．測量小球A開始釋放高度h.B．測量拋出點(diǎn)距地面的高度HC．分別找到A、B相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、ND．測量平拋射程OM、ON(4)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為用____________________(3)中測量的量表示;若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為____________________用(3)中測量的量表示．14、（10分）(本題9分)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.01s，長度單位是cm，g取9.8m/s1．求：（1）打點(diǎn)計時器打下計數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度vB=__________m/s(保留兩位有效數(shù)字)．（1）從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能減小量ΔEP=___________J，動能的增加量ΔE-k=_________________J（保留兩位有效數(shù)字）．（3）即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)求得的ΔEp也一定略大于ΔEk，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因____________________________________________________．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)游樂場正在設(shè)計一個全新的過山車項(xiàng)目，設(shè)計模型如圖所示，AB是一段光滑的半徑為R的四分之一圓弧軌道，后接一個豎直光滑圓軌道，從圓軌道滑下后進(jìn)入一段長度為L的粗糙水平直軌道BD，最后滑上半徑為R圓心角的光滑圓弧軌道DE．現(xiàn)將質(zhì)量為m的滑塊從A點(diǎn)靜止釋放，通過安裝在豎直圓軌道最高點(diǎn)C點(diǎn)處的傳感器測出滑塊對軌道壓力為mg，求：（1）豎直圓軌道的半徑．（2）滑塊在豎直光滑圓弧軌道最低點(diǎn)B時對軌道的壓力．（3）若要求滑塊能滑上DE圓弧軌道并最終停在平直軌道上（不再進(jìn)入豎直圓軌道），平直軌道BD的動摩擦因數(shù)需滿足的條件．16、（12分）設(shè)地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G．將地球視為半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮空氣的影響．若把一質(zhì)量為m的物體放在地球表面的不同位置，由于地球自轉(zhuǎn)，它對地面的壓力會有所不同．（1）若把物體放在北極的地表，求該物體對地表壓力的大小F1；（2）若把物體放在赤道的地表，求該物體對地表壓力的大小F2；（3）假設(shè)要發(fā)射一顆衛(wèi)星，要求衛(wèi)星定位于第（2）問所述物體的上方，且與物體間距離始終不變，請說明該衛(wèi)星的軌道特點(diǎn)并求出衛(wèi)星距地面的高度h．17、（12分）(本題9分)如圖所示，一軌道由半徑為R=2m的四分之一豎直圓弧軌道AB和水平直軌道BC在B點(diǎn)平滑連接而成?，F(xiàn)將質(zhì)量為m=0.2kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)無初速度釋放，經(jīng)過圓弧軌道上的B點(diǎn)時對軌道的壓力大小為FN=3.6N，然后從C點(diǎn)水平飛離軌道，落在水平地面上的P點(diǎn)。物塊與BC段的滑動摩擦因數(shù)為μ=0.2，P到B的水平距離為1=4.64m，P、C兩點(diǎn)間的高度差為h=3.2m。不計空氣阻力，重力加速度g取(1)小物塊在圓弧軌道上克服摩擦力做的功；(2)水平直軌道BC段的長度。

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，錯選和不選得零分）1、B【解析】

A．等勢面相交，則電場線一定相交，故在同一點(diǎn)存在兩個不同的電場強(qiáng)度方向，與事實(shí)不符，故A錯誤；B．電場線與等勢面垂直，B正確；C．同一等勢面上的電勢相同，但是電場強(qiáng)度不一定相同，C錯誤；D．將負(fù)電荷從高電勢處移動到低電勢處，受到的電場力方向是從低電勢指向高電勢，所以電場力方向與運(yùn)動方向相反，電場力做負(fù)功，D錯誤；2、A【解析】

根據(jù)，解得：，因，則當(dāng)r=R時有；A.如果炮彈的速度是1km/s<7.9km/s，則它必將落到地球表面，選項(xiàng)A正確；B.如果炮彈的速度是7km/s<7.9km/s，則它必將落到地球表面，選項(xiàng)B錯誤；C.如果炮彈的速度是13km/s>7.9km/s，則它將脫離地球的引力，不再圍繞地球運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；D.由以上分析可知，選項(xiàng)D錯誤.3、A【解析】

相對論、量子力學(xué)的提出，沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只是對力學(xué)的完善；經(jīng)典力學(xué)是相對論、量子力學(xué)在低速、宏觀狀態(tài)下的特殊情形，對于高速、微觀的情形經(jīng)典力學(xué)不適用，高速情形要用相對論，微觀粒子運(yùn)動要用量子力學(xué)。A．描述與分析不符，故A符合題意B．描述與分析相符，故B不符題意C．描述與分析相符，故C不符題意D．描述與分析相符，故D不符題意4、C【解析】

設(shè)木板的長度為L，木板在地面上移動的距離為s，則有在上述過程中，滑塊的位移x=s+L，則滑塊克服摩擦力做功，摩擦力與相對位移的乘積等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，即，根據(jù)動能定理可知，木板動能的增加量為fs，滑塊減少的動能為，故C正確，A、B、D錯誤；故選C．5、D【解析】

地球自轉(zhuǎn)繞地軸轉(zhuǎn)動，地球上除兩極各點(diǎn)具有相同的角速度。在a和b兩地的物體隨地球自轉(zhuǎn)的軌道半徑不同，根據(jù)v=rω、a=rω2知線速度、加速度不同。故D正確，ABC錯誤。故選：D.6、B【解析】試題分析：由于小球所受重力和電場力的大小不知，所以電場的方向不確定，即AB兩等勢面電勢的高低不確定，A錯；對a、b、c三小球通過等勢面B時，電場力和重力對三球做功相同，所以三球通過等勢面B時的動能相同，而ac在水平方向沒有速度，所以ac兩球在豎直方向的速度相同，B對；開始運(yùn)動后a球由于具有向下的初速度，所以要比b球向下運(yùn)動的快，即重力和電場力對ab兩球做功不同，所以在任一時刻，a、b兩小球的動能不相同，C錯；因在任一時刻三球在豎直方向的位移不同，所以電場力做功不同，即三球的電勢能不相等，D錯．考點(diǎn)：本題考查動能定理，運(yùn)動過程分析點(diǎn)評：本題學(xué)生做時能想象出三球的運(yùn)動過程，知道在開始運(yùn)動后任一時刻在豎直方向上的速度和位移都不同．7、CD【解析】由動能定理可知：解得f=1600N；設(shè)能穿透固定木板的厚度為d，則，解得，則子彈不能穿透固定的、厚度是6cm或7cm的木板，選項(xiàng)AB錯誤；當(dāng)木板放在光滑水平面上時，若子彈恰能穿透，設(shè)木板厚度為x，則由動量守恒：；由能量關(guān)系：；聯(lián)立解得：x=4.5cm，則子彈能夠穿透放在光滑水平面上的質(zhì)量為8g，沿速度方向長度為3cm或者4cm的木塊，選項(xiàng)CD正確；故選CD.點(diǎn)睛：此題考查動能定理及動量定理的應(yīng)用；關(guān)鍵要知道子彈穿過不同厚度的木板時所受的阻力相同；子彈穿過放置在光滑水平地面上的木板時滿足動量守恒及能量守恒關(guān)系.8、AD【解析】A、運(yùn)動員從最低點(diǎn)開始反彈至即將與蹦床分離的過程中，彈力向上，運(yùn)動的方向也是向上，彈力做正功，故A正確；

B、在上升的過程中，合力先是向上的，后是向下的，速度先增加后減小，動能先增加后減小，故B錯誤；

C、運(yùn)動員和床面組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，機(jī)械能守恒，故C正確；

D、運(yùn)動員的動能、重力勢能和床面的彈性勢能的和保持不變，由于運(yùn)動員的高度增加，重力勢能增加，所以運(yùn)動員的動能與床面的彈性勢能總和逐漸減小，故D正確。點(diǎn)睛：根據(jù)功的定義判斷做功的情況，蹦床的形變量來確定彈性勢能的變化，而由高度來確定重力勢能的變化，總的機(jī)械能守恒，判斷能量的變化，從而即可求解。9、ABC【解析】

鋼索做的功：W=FH=2mgH，故A正確；重物到達(dá)H處，功率為P，此時的鋼索拉力仍為2mg，有：P=Fv得：v=PF=P2mg【點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是知道物體向上做勻加速直線運(yùn)動；注意求力的功時，關(guān)鍵在于找準(zhǔn)力和位移，關(guān)于功率和力及速度之間的關(guān)系，在于三者之間的對應(yīng)關(guān)系．10、BC【解析】設(shè)小球到達(dá)c點(diǎn)的速度為v，則從a到c由動能定理：，解得，則小球不是恰好能運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)c，選項(xiàng)A錯誤；小球從a到c的過程中，動能增量為，選項(xiàng)B正確；小球離開c點(diǎn)后，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動，水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)小球從c點(diǎn)達(dá)到最高點(diǎn)的時間為t，則有：，上升的高度；此段時間內(nèi)水平方向的位移為：，所以小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)，小球的重力勢能增量為3mgR；小球在水平方向的位移為：L=3R+2R=5R，水平外力做功為5mgR，選項(xiàng)C正確，D錯誤；故選BC.點(diǎn)睛：本題主要是考查功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律的守恒條件是系統(tǒng)除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做的功等于零；除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做多少功，系統(tǒng)的機(jī)械能就變化多少；注意本題所求的是“小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)”，不是從a到c的過程，這是易錯點(diǎn)．11、BD【解析】試題分析：圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，在時刻B的位移大于A的位移，此時彈簧處于拉伸狀態(tài)，在時刻B做加速運(yùn)動，即受到向右的彈力，所以此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)B的加速度為零時，彈簧彈力為零，所以時刻B受到的彈力為零，即彈簧恢復(fù)原長，故從到時刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長，在A錯誤B正確；由于過程中兩者和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，故從0~過程中有，解得，故，C錯誤；在時刻A的速度為，B的速度為，根據(jù)，解得，故D正確．考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律，動量守恒定律，【名師點(diǎn)睛】對于這類彈簧問題注意用動態(tài)思想認(rèn)真分析物體的運(yùn)動過程，注意過程中的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系；解答時注意動量守恒和機(jī)械能守恒列式分析，同時根據(jù)圖象，分析清楚物體的運(yùn)動情況12、CD【解析】勻速圓周運(yùn)動中的勻速是指物體速度的大小不變，速度的方向是時刻在變化的，所以A錯誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的合力的方向始終指向圓心，所以受到的合力是變化的，由牛頓第二定律可知，加速度也必定是變化的，所以勻速圓周運(yùn)動是變加速運(yùn)動，B錯，C正確；物體做圓周運(yùn)動時其向心力時刻指向圓心，速度方向與軌跡相切，所以二者相互垂直，所以不改變速度的大小，只改變速度的方向，故選CD.思路分析：做勻速圓周運(yùn)動的物體，要受到始終指向圓心的力的作用來做為向心力，力的大小不變，但方向時刻在變，所以向心加速度也是變化的試題點(diǎn)評：勻速圓周運(yùn)動要注意，其中的勻速只是指速度的大小不變，合力作為向心力始終指向圓心，合力的方向也是時刻在變化的二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）BCD（1）C（3）CD（4）m1·OM＋m1·ON＝m1·OPm1·OM

1＋m1·ON1＝m1·OP1【解析】

（1）[1]．A、“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過平拋運(yùn)動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運(yùn)動，對斜槽是否光滑沒有要求，故A錯誤；

B、要保證每次小球都做平拋運(yùn)動，則軌道的末端必須水平，故B正確；

C、要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確；

D、為了保證小球碰撞為對心正碰，且碰后不反彈，要求，，故D正確．（1）[1]．小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，由于小球拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動時間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故選C正確．（3）[3]．再將入射球A從斜軌上s位置靜止釋放，與小球B相碰，并多次重復(fù)，分別找到A、B相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，測量平拋射程OM、ON；（4）[4]．碰撞過程動量守恒，則，兩邊同時乘以時間t得：則．[5]．如果碰撞為彈性碰撞，則碰撞過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：兩邊同時乘以得：整理得：．點(diǎn)睛：本題關(guān)鍵理解基本原理是利用平拋運(yùn)動知識，用水平位移替代平拋運(yùn)動的初速度，知道動量守恒的條件，并能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．14、（1）vB=____0.97m/s________(保留兩位有效數(shù)字)．（1）ΔEP=____0.48J_____，ΔE-k=_____0.47J____（保留兩個有效數(shù)字）．（3）重錘下落過程中受到阻力及紙帶受到打點(diǎn)計時