北京豐臺區(qū)十二中2021-2022學(xué)年物理高一下期末學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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、如圖所示，較輕質(zhì)OA長為1m，A端固定一個質(zhì)量為5kg的小球，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點時小球的速率為3m/s，g=l0m/s2，細桿受到A．5N的壓力B．5N的拉力C．95N的壓力D．95N的拉力2、(本題9分)將一小球豎直向上拋出，小球上升和下降經(jīng)過某點A時的動能分別為Ek1和Ek2。小球從拋出到第一次經(jīng)過A點過程中克服重力做功的平均功率為P1，從拋出到第二次經(jīng)過A點過程中克服重力做功的平均功率為P2。不計空氣阻力，下列判斷正確的是(

)A．， B．，C．， D．，3、(本題9分)長為L的輕繩，一端固定一個小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，下列說法中正確的是()A．小球在最高點速度v的最小值為0B．當(dāng)小球運動到最高點一定受到繩子的拉力C．當(dāng)小球運動到最低點時，繩子的拉力等于小球的重力D．小球在運動過程中繩子的拉力不做功4、(本題9分)一個小球a以初速度v0水平拋出，并落于O點；同時刻另一小球b在它的正下方沿光滑水平面以初速度vA．小球b先到達O點 B．小球a先到達O點C．兩球同時到達O點 D．不能確定哪一個先到達O點5、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m、半徑為b的小球，放在半徑為a、質(zhì)量為3m的大空心球內(nèi)．大球開始靜止在光滑的水平面上，當(dāng)小球從圖示位置無初速度地沿大球內(nèi)壁滾到最低點時，大球移動的距離是（）A． B． C． D．6、(本題9分)2013年12月14日21時11分，嫦娥三號成功實現(xiàn)月面軟著陸，中國成為世界上第三個在月球上實現(xiàn)軟著陸的國家.如圖所示，嫦娥三號經(jīng)歷漫長的地月旅行后，首次在距月表100km的環(huán)月軌道上繞月球做圓周運動．運動到A點時變推力發(fā)動機開機工作，嫦娥三號開始快速變軌，變軌后在近月點B距月球表面15km的橢圓軌道上繞月運行；當(dāng)運動到B點時，變推力發(fā)動機再次開機，嫦娥三號從距月面15km處實施動力下降．關(guān)于嫦娥三號探月之旅，下列說法正確的是（）A．在A點變軌時，嫦娥三號的機械能增加B．在A點變軌時，發(fā)動機的推力和嫦娥三號運動方向相反C．在A點變軌后，嫦娥三號在橢圓軌道上運行的周期比圓軌道周期長D．在A點變軌后沿橢圓軌道向B點運動的過程中，嫦娥三號的加速度逐漸減小7、(本題9分)在如圖所示的勻強電場中，1、2、3三條虛線表示三個等勢面，a、b分別是等勢面1、3上的兩個點，下列說法中正確的是()A．三個等勢面的電勢相等B．等勢面1的電勢高于等勢面2的電勢C．若將一正電荷由a移到b，電場力做正功D．若將一正電荷由a移到b，電場力做負功8、(本題9分)關(guān)于同步衛(wèi)星下列說法正確的是（）A．同步衛(wèi)星的質(zhì)量一定相同B．同步衛(wèi)星不可能通過通遼地區(qū)的正上空C．運行周期有可能小于D．同步衛(wèi)星距離地面高度一定相同9、如圖所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運動。測得該星球?qū)︼w行器的最大張角為θ，飛行器離星球表面的高度為h，繞行周期為T.已知引力常量為G，由此可以求得A．該星球的半徑B．該星球的平均密度C．該星球的第一宇宙速度D．該星球?qū)︼w行器的引力大小10、(本題9分)太陽系個行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某個行星和太陽之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)成為“行星沖日”據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日，木星沖日，4月9日火星沖日，6月11日土星沖日，8月29日，海王星沖日，10月8日，天王星沖日，已知地球軌道以外的行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示，則下列判斷正確的是：

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

軌道半徑（AU）

1.0

1.5

5.2

9.5

19

30

A．各點外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次的沖日的時間是土星的一半D．地外行星中海王星相鄰兩次沖日間隔時間最短11、(本題9分)如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧開始壓縮到最短的整個過程中（不計空氣阻力及碰撞過程能量損失），下列關(guān)于能量的敘述中正確的應(yīng)是（）A．重力勢能和動能之和一直減少B．重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C．動能和彈性勢能之和保持不變D．重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變12、關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是A．它處于平衡狀態(tài)，且具有一定的高度B．它的加速度小于9.8m/s2C．它的周期是24h，且軌道平面與赤道平面重合D．它的速度等于7.9km/s二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，質(zhì)量m＝1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s），那么：（1）紙帶的______（填“P”或“C”，必須用字母表示）端與重物相連；（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB＝______m/s（保留到小數(shù)點后兩位）；（3）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△EP＝_____J，此過程中物體動能的增加量△Ek＝_____J；（g取9.8m/s2保留到小數(shù)點后兩位）（4）通過計算，數(shù)值上△EP_____△Ek（填“＜”、“＞”或“＝”），這是因為_____．14、（10分）(本題9分)在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，正確的是______A．調(diào)節(jié)斜槽使其末端保持水平B．每次釋放小球的位置可以不同C．每次必須由靜止釋放小球D．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線（2）某同學(xué)通過正確操作實驗后在白紙上記錄了拋物線軌跡，x軸沿水平方向，如圖所示。則可判斷坐標(biāo)系中原點O點______（填“是”或“不是”）拋出點，由圖中數(shù)據(jù)可求出平拋物體的初速度大小為______m/s。（g=10m/s2，結(jié)果保留一位小數(shù)）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）坐標(biāo)原點O處的波源t=0時刻開始沿著y軸方向做簡諧運動，形成沿x軸正方向傳播的簡諧波。T=0.3s時刻，波剛傳播到x=3m處的P點，t=0.3s時刻的波形如圖所示。求：（1）波的傳播速度大??；（2）從圖示時刻再經(jīng)過多長時間，位于x=8m處的Q點第一次到達波谷；（3）在圖中畫出t=0.5s時刻的波形（不用寫出推導(dǎo)過程）。16、（12分）如圖所示，AB為傾角37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙，BP為圓心角等于143°、半徑R=1m的豎直光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點，P、Q兩點在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點，另一自由端在斜面上C點處，現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的小物塊在外力作用下降彈簧緩慢壓縮到D點后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過C點后，從C點運動到B點過程中的位移與時間的關(guān)系為（式中x單位為m，t單位是s），假設(shè)物塊第一次經(jīng)過B點后恰能到達P點，sin37°=0.6，cos37°=0.8，，試求：（1）若CD=1m，試求物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所做的功；（2）B、C兩點間的距離x；（3）若在P處安裝一個豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞后速度反向，速度大小不變，小物塊與彈簧相互作用不損失機械能，試通過計算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運動過程中是否會脫離軌道？17、（12分）(本題9分)一輛質(zhì)量2t的小轎車，駛過半徑R=40m的一段圓弧形橋面，重力加速度．求：（1）若橋面為凹形，汽車以的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大？（2）若橋面為凸形，汽車以的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大？

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、A【解析】

小球以O(shè)點為圓心在豎直平面內(nèi)作圓周運動，當(dāng)在最高點小球與細桿無彈力作用時，小球的速度為v1，則有：得：，因為，所以小球受到細桿的支持力，小球在O點受力分析：重力與支持力，則，所以細桿受到的壓力，大小為5N。A.5N的壓力，與結(jié)論相符，選項A正確；B.5N的拉力，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.95N的壓力，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.95N的拉力，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；2、C【解析】

小球在運動過程中，若忽略空氣阻力，其機械能守恒，則兩次經(jīng)過A點的動能相同，所以有Ek1=Ek1。從拋出開始到第一次經(jīng)過P點的過程中小球克服重力做功與從拋出開始到第二次經(jīng)過P點的過程中小球克服重力做功相等，而第一次時間較短，由P=W/t知P1＞P1．故C正確，ABD錯誤。故選C。3、D【解析】

在最高點時，當(dāng)重力完全充當(dāng)向心力時，速度最小，有，解得，此時繩子的拉力為零，AB錯誤；在最低點時，繩子的拉力和重力的合力充當(dāng)向心力，有，拉力不一定等于重力，C錯誤；運動過程中拉力恒垂直于速度方向，故拉力不做功，D正確．4、C【解析】

小球a做平拋運動，在水平方向上以初速度v0做勻速直線運動，小球b在它的正下方沿光滑水平面以初速度運v0運動，所以兩球同時到達OA.小球b先到達O點，與上分析兩球同時到達O點不一致，，故選項A不合題意；B.小球a先到達O點，與上分析兩球同時到達O點不一致，故選項B不合題意；C.兩球同時到達O點，與上分析一致，故選項C符合題意；D.不能確定哪一個先到達O點，與上分析兩球同時到達O點不一致，故選項D不合題意。5、D【解析】設(shè)小球滑到最低點所用的時間為t，大球的位移大小為x，小球發(fā)生的水平位移大小為a-b-x，取水平向左方向為正方向．則根據(jù)水平方向平均動量守恒得：即：,解得：,故選D．6、B【解析】試題分析：嫦娥三號在A點變軌時，發(fā)動機的推力和嫦娥三號運動方向相反，衛(wèi)星做減速運動，萬有引力大于向心力做近心運動，使其進入橢圓軌道，故在A點變軌時，機械能要減小，故A錯誤、B正確．由開普勒第三定律，橢圓軌道的半長軸比圓軌道的半徑小，則橢圓軌道上運行的周期比圓軌道周期短;選項C錯誤.由牛頓第二定律可知，A點變軌后沿橢圓軌道向B點運動時，減小，則加速度逐漸增大;選項D錯誤．故選B.考點：本題考查了開普勒第三定律、萬有引力定律及其應(yīng)用、衛(wèi)星的變軌.7、BC【解析】

根據(jù)順著電場線方向電勢降低，可判斷三個等勢面電勢的高低，根據(jù)電場力與位移方向夾角與90°【詳解】：A、沿著電場線方向電勢降低，所以1、2和3三個等勢面中1的電勢能最高，3的等勢面最低，故A錯誤，B正確；C、正電荷的受力方向與電場強度方向相同，則將一正電荷由a移到b，力的方向與位移方向的夾角小于90°，電場力做正功，故C正確，D故選：BC?！军c睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握電場線的物理意義：順著電場線方向電勢降低，從而理解等勢面之間電勢的高低。8、BD【解析】AD：據(jù)可知，同步衛(wèi)星周期一定，軌道半徑一定，離地面高度一定；對于同步衛(wèi)星的質(zhì)量，不一定相同．故A項錯誤，D項正確．BC：同步衛(wèi)星與地球保持相對靜止，可知同步衛(wèi)星必須位于赤道的上方，與地球的自轉(zhuǎn)周期相等．則同步衛(wèi)星不可能通過無錫的正上空，同步衛(wèi)星運行周期等于24h．故B項正確，C項錯誤．9、ABC【解析】

A.由題意，令星球的半徑為R，則飛行器的軌道半徑r=R+h，由幾何關(guān)系，即，表達式中只有一個未知量R，故可以據(jù)此求出星球半徑R；故A正確.B.由A項分析知，可以求出飛行器軌道半徑r，據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力可知，已知r和T及G的情況下可以求得星球質(zhì)量M，再根據(jù)密度公式可以求得星球的密度，故B正確.C.在求得星球質(zhì)量M及星球軌道半徑R的情況下，根據(jù)，已知引力常量G，可以求出星球的第一宇宙速度，故C正確；D.因為不知道飛行器的質(zhì)量大小，故無法求得星球?qū)︼w行器的引力大小，故D錯誤.10、BD【解析】試題分析：根據(jù)開普勒第三定律，有：；解得：；故T火=年=1.84年；T木=年=11.86年；T土=年=29.28年；T天=年=82.82年；T海=年=164.32年；如果兩次行星沖日時間間隔為1年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：，代入數(shù)據(jù)，有：，解得：T0為無窮大；即行星不動，才可能在每一年內(nèi)發(fā)生行星沖日，顯然不可能，故A錯誤；2014年1月6日木星沖日，木星的公轉(zhuǎn)周期為11.86年，在2年內(nèi)地球轉(zhuǎn)動2圈，木星轉(zhuǎn)動不到一圈，故在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日，故B正確；如果兩次行星沖日時間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：；解得：；故天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為：；土星相鄰兩次沖日的時間間隔為：；故C錯誤；如果兩次行星沖日時間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：，解得：，故地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短；故D正確；故選BD考點：開普勒行星運動定律【名師點睛】本題考查了開普勒行星運動定律的應(yīng)用問題；解題的關(guān)鍵是結(jié)合開普勒第三定律分析（也可以運用萬有引力等于向心力列式推導(dǎo)出），知道相鄰的兩次行星沖日的時間中地球多轉(zhuǎn)動一周，實質(zhì)上也是圓周運動的追擊問題.11、AD【解析】

對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧是一直被壓縮的，所以彈簧的彈性勢能一直在增大。因為小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變，重力勢能和動能之和始終減小。故A正確。在剛接觸彈簧的時候這個時候小球的加速度等于重力加速度，在壓縮的過程中，彈簧的彈力越來越大，小球所受到的加速度越來越小，直到彈簧的彈力等于小球所受到的重力，這個時候小球的加速度為0，要注意在小球剛接觸到加速度變0的過程中，小球一直處于加速狀態(tài)，由于慣性的原因，小球還是繼續(xù)壓縮彈簧，這個時候彈簧的彈力大于小球受到的重力，小球減速，直到小球的速度為0，這個時候彈簧壓縮的最短。所以小球的動能先增大后減小，所以重力勢能和彈性勢能之和先減小后增加。故B錯誤。小球下降，重力勢能一直減小，所以動能和彈性勢能之和一直增大。故C錯誤。對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。故D正確。故選AD?！军c睛】根據(jù)能量守恒小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變．其中一個能量的變化可以反映出其余兩個能量之和的變化．12、BC【解析】

A.同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，離地面的高度h為一定值，沒有處于平衡狀態(tài)，故A錯誤.B.同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星都符合，近地衛(wèi)星，由于同步衛(wèi)星軌道半徑大于近地衛(wèi)星的半徑，故同步衛(wèi)星的加速度小于9.8m/s2，故B正確.C.同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，同步衛(wèi)星的周期為24h，軌道平面與赤道平面重合，故C正確.D.根據(jù)萬有引力提供向心力，，解得運行速度，近地衛(wèi)星的運行速度為7.9km/s，則同步衛(wèi)星的運行速度小于7.9km/s，故D錯誤.二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、P0.980.490.48＞有機械能損失【解析】

（1）與重物相連的紙帶一端應(yīng)該先打出點，先打出點的速度較小，從紙帶圖上可以看出是P點．（2）利用勻變速直線運動的推論得：B點的速度B點的動能（3）重力勢能減小量△Ep＝mgh＝1×9.8×0.0501J＝0.49J．（4）＞，由于存在摩擦阻力，所以有機械能損失．14、AC；不是；4.0【解析】

根據(jù)“研究平拋運動”可知，考查了平拋運動的實驗原理、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理。根據(jù)平拋運動實驗的原理以及注意事項，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式和推論靈活求解?！驹斀狻浚?）A、調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平是為了保證小球做平拋運動，故A正確。B.C、研究平拋運動的實驗中，小球每次必須從同一位置由靜止釋放，從而保證小球平拋時的初速度相同，故B錯誤，C正確。D、平拋的軌跡應(yīng)是拋物線，故D錯誤。（2）如果坐標(biāo)原點是拋出點的話，由于OA、AB、BC的水平位移相等，故時間間隔相等，根據(jù)勻變速直線運動的推論：初速度為零的勻變速直線運動，在相