北京十四中2022年物理高一下期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。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)如圖，當(dāng)汽車通過拱橋頂點(diǎn)的速度為10m/s時(shí)，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐模绻蛊囋跇蛎嫘旭傊翗蝽敃r(shí)，恰好不受橋面支持力作用，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為（）A．15m/s B．20m/sC．25m/s D．30m/s2、(本題9分)下列關(guān)于力對(duì)物體做功的說法正確的是()A．摩擦力對(duì)物體做功的多少與路徑無關(guān)B．合力不做功，物體必定做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．在相同時(shí)間內(nèi)作用力與反作用力做功絕對(duì)值一定相等，一正一負(fù)D．一對(duì)作用力和反作用力，可能其中一個(gè)力做功，而另一個(gè)力不做功3、(本題9分)在科學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家對(duì)物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，下列表述正確的是（）A．開普勒在整理第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)之上，總結(jié)得到行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．庫(kù)侖提出了電荷周圍存在電場(chǎng)的觀點(diǎn)C．元電荷e的數(shù)值最早是由物理學(xué)家法拉第測(cè)得的D．伽利略發(fā)現(xiàn)萬有引力定律并測(cè)得萬有引力常量G值4、a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)．電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行．已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V，b點(diǎn)的電勢(shì)是24V，d點(diǎn)的電勢(shì)是4V，如圖．由此可知，c點(diǎn)的電勢(shì)為（）A．4V B．8V C．12V D．24V5、在平坦的壘球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上，擊球手揮動(dòng)球棒將壘球水平擊出，壘球飛行一段時(shí)間后落地．若不計(jì)空氣阻力，則（）A．壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的大小僅由初速度決定B．壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定C．壘球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移僅由初速度決定D．壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定6、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為3m的物塊A與質(zhì)量為m的物塊B用輕彈簧和不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，靜止在光滑的水平面上，此時(shí)細(xì)線剛好伸直但無彈力．現(xiàn)使物塊A瞬間獲得向右的速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)線沒有繃斷，以下判斷正確的是A．細(xì)線再次伸直前，物塊A的速度先減小后增大B．細(xì)線再次伸直前，物塊B的加速度先減小后增大C．彈簧最大的彈性勢(shì)能等于D．物塊A、B與彈簧組成的系統(tǒng)，損失的機(jī)械能最多為7、(本題9分)通過觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量．假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量．這兩個(gè)物理量可以是A．衛(wèi)星的速度和角速度B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D．衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑8、一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從時(shí)刻開始，受到水平外力作用，如圖所示．下列判斷正確的是（）A．內(nèi)外力的平均功率是B．第內(nèi)外力所做的功是C．第末外力的瞬時(shí)功率最大D．第末與第末外力的瞬時(shí)功率之比為9、(本題9分)關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．功是能量變化的量度B．路徑不同，重力所做的功一定不同C．彈力做正功，彈性勢(shì)能一定增加D．合外力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能一定增加10、關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度B．它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道運(yùn)行的速度C．它是人造地球衛(wèi)星進(jìn)入近地軌道的最小發(fā)射速度D．把衛(wèi)星發(fā)射到越遠(yuǎn)的地方越容易11、(本題9分)如圖所示，在同一軌道平面上，有繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星a、b、c某時(shí)刻在同一直線上，則（）A．經(jīng)過一段時(shí)間，它們將同時(shí)第一次回到原位置B．衛(wèi)星a的角速度最大C．衛(wèi)星b的周期比c小D．衛(wèi)星c受到的向心力最小12、如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定．小球從彈簧的正上方某一高度處由靜止下落。不計(jì)空氣阻力，則從小球接觸彈簧到彈簧被壓縮至最短的過程中A．小球的動(dòng)能先增大后減小B．小球的機(jī)械能守恒C．小球加速度為零的時(shí)候，系統(tǒng)勢(shì)能最小D．彈簧的彈性勢(shì)能一直增加二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）為驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，某同學(xué)選取了體積相同、質(zhì)量不同的小球1、2，按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①用天平測(cè)出小球1、2的質(zhì)量并分別記為m1和m2。②按圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在與斜槽末端距離為d處固定一豎直擋板，并在擋板上貼上白紙和復(fù)寫紙，記下小球位于斜槽末端時(shí)球心在白紙上的投影點(diǎn)為O。③先不放小球2，讓小球1從斜槽頂端S處由靜止開始滾下；然后將小球2放在斜槽末端，讓小球1仍從斜槽頂端S處由靜止?jié)L下，使二者發(fā)生碰撞，結(jié)果在白紙上一共打下了三個(gè)點(diǎn)。多次重復(fù)步驟③，將小球在白紙上的三個(gè)平均落點(diǎn)分別記為A，B，C。④用毫米刻度尺量出三個(gè)落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。（1）實(shí)驗(yàn)中m1與m2的大小關(guān)系為m1___________m2（選填“>”“=”或“<”）；斜槽與小球間的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證___________（選填“有”或“無”）影響。（2）若測(cè)得O、A兩點(diǎn)的間距為y1，O、B兩點(diǎn)的間距為y2，O、C兩點(diǎn)的間距為y3，只要關(guān)系式___________（用題中所給的物理量表示）在誤差允許的范圍內(nèi)成立，則說明碰撞中動(dòng)量是守恒的。14、（10分）(本題9分)某同學(xué)制作了一個(gè)可用電流表直接顯示拉力大小的拉力器，原理如圖。R1是一根長(zhǎng)20cm、阻值20Ω的均勻電阻絲，勁度系數(shù)為1.0×103N/m的輕彈簧左端固定，右端連接金屬滑片P和拉環(huán)，拉環(huán)不受拉力時(shí)，滑片P恰好處于a端。閉合S，在彈簧彈性限度內(nèi)，對(duì)拉環(huán)施加水平拉力，使滑片P滑到b端，調(diào)節(jié)阻箱電R使電流表恰好滿偏。已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，電流表的量程為0~0.6A，內(nèi)阻不計(jì)，P與R1接觸良好且不計(jì)摩擦。（1）電阻箱R0接入電路的阻值為_______Ω；（2）電流表的刻度標(biāo)示為拉力值時(shí)，拉力刻度值的分布是________（填“均勻”或“不均勻”）的；（3）電流表刻度值為0.50A處拉力的示數(shù)為______N；（4）要通過線性圖象直觀反映電流表示數(shù)I與拉力F的關(guān)系，可作_______圖象；A．I-FB．C．D．（5）若電流表的內(nèi)阻不可忽略，則（4）問中正確選擇的圖象斜率______（填“變大”“變小”或“不變"）。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)雙星系統(tǒng)一般都遠(yuǎn)離其他天體，由兩顆距離較近的星體組成，在它們之間萬有引力的相互作用下，繞中心連線上的某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知某雙星系統(tǒng)中兩顆星之間的距離為r，運(yùn)行周期為T，引力常量為G，求兩顆星的質(zhì)量之和．16、（12分）(本題9分)一質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)位置為x0=－2m，第1s末位置為x1=3m，第2s末位置為x2=1m．請(qǐng)分別求出第1s內(nèi)和第2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移的大小和方向．17、（12分）(本題9分)一根長(zhǎng)為的細(xì)線，一端固定于點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為的小球，當(dāng)小球處于最低點(diǎn)平衡位置時(shí)，給小球一定的初速度，要使小球能在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)并通過最高點(diǎn)，（重力加速度為）(1)至少應(yīng)多大？(2)小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)受到繩子作用的拉力差是多少？

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、B【解析】

根據(jù)牛頓第二定律得即解得當(dāng)支持力為零，有解得故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。2、D【解析】摩擦阻力對(duì)物體做功等于摩擦力與路程的乘積，所以與路徑有關(guān)，A錯(cuò)；合力不做功,物體不一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)；作用力和反作用力可能其中一個(gè)力做功,而另一個(gè)力不做功，也可能都做功，也可能都不做功，如人推墻時(shí)，墻對(duì)人的作用力做功，人對(duì)墻的反作用力不做功，C錯(cuò)，D對(duì)．3、A【解析】A、開普勒在整理第谷的觀察數(shù)據(jù)之上，總結(jié)得到行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故選項(xiàng)A正確；B、法拉第最早提出了電荷周圍存在電場(chǎng)的觀點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C、元電荷最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)出的，故C錯(cuò)誤；D、牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，開文迪許通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的引力常量G，故D錯(cuò)誤．點(diǎn)睛：本題考查物理學(xué)史，屬于常識(shí)性問題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，注重積累．同時(shí)注意準(zhǔn)確，不能張冠李戴．4、B【解析】試題分析：根據(jù)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中將某一線段等分同時(shí)就將該線段兩端的電勢(shì)差等分將線段bd五等分，如圖所示，則Ube=Ubd=×（24-4）=4v，故Ube=φb-φe=4v，故φf-φd=4v，故φe=24-4=20v．φf=8v．故φa=φe，連接cf，則cf∥ae，故c點(diǎn)的電勢(shì)φc=φf=8v．故B正確．故選B．考點(diǎn)：電勢(shì)【名師點(diǎn)睛】①在勻強(qiáng)電場(chǎng)中將某一線段等分同時(shí)就將該線段兩端的電勢(shì)差等分；②在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)線平行且均勻分布故等勢(shì)線平行且均勻分布．以上兩點(diǎn)是解決此類題目的金鑰匙．5、D【解析】試題分析：物體做平拋運(yùn)動(dòng)，我們可以把平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)來求解，兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同．解：A、壘球做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)的瞬時(shí)速度的大小為V==，t=，所以壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的大小即與初速度有關(guān)，也與高度有關(guān)，所以A錯(cuò)誤．B、壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向tanθ==，時(shí)間t=，所以tanθ=，所以壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向與擊球點(diǎn)離地面的高度和球的初速度都有關(guān)，所以B錯(cuò)誤．C、壘球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移x=V0t=V0，所以壘球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移與擊球點(diǎn)離地面的高度和球的初速度都有關(guān)，所以C錯(cuò)誤．D、壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=，所以壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定，所以D正確．故選D．6、C【解析】

細(xì)線再次伸直時(shí)，也就是彈簧再次回復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，該過程中A始終受到向左的彈力，即一直做減速運(yùn)動(dòng)，B始終受到向右的彈力，即一直做加速運(yùn)動(dòng)，彈簧的彈力先變大后變小，故B的加速度先增大，后減小，故AB錯(cuò)誤；彈簧彈性勢(shì)能最大時(shí)，彈簧壓縮最短，此時(shí)兩者速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得，解得，根據(jù)能量守恒定律可得，此時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能最大，故C正確；整個(gè)過得中，只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤．7、AD【解析】試題分析：衛(wèi)星圍繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，已知衛(wèi)星的速度和角速度，則軌道半徑，根據(jù)即可求解冥王星質(zhì)量M，故A正確；根據(jù)可知，衛(wèi)星的質(zhì)量可以約去，只知道半徑不能求出冥王星質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)可知，衛(wèi)星的質(zhì)量可以約去，只知道角速度不能求出冥王星質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)可知，知道衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑可求解冥王星質(zhì)量M，故D正確；故選AD．考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用8、AD【解析】

A．0-1s內(nèi)，物體的加速度則質(zhì)點(diǎn)在0-1s內(nèi)的位移1s末的速度v1=a1t1=3×1m/s=3m/s第2s內(nèi)物體的加速度第2s內(nèi)的位移物體在0-2s內(nèi)外力F做功的大小W=F1x1+F2x2=3×1.5+1×3.5J=8J可知0-2s內(nèi)外力的平均功率故A正確；B．第2s內(nèi)外力做功的大小W2=F2x2=1×3.5J=3.5J故B錯(cuò)誤；CD．第1s末外力的功率P1=F1v1=3×3W=9W第2s末的速度v2=v1+a2t2=3+1×1m/s=4m/s則外力的功率P2=F2v2=1×4W=4W可知第2s末功率不是最大，第1s末和第2s末外力的瞬時(shí)功率之比為9：4，故C錯(cuò)誤，D正確．故選AD。點(diǎn)晴：根據(jù)牛頓第二定律求出0-1s內(nèi)和1-2s內(nèi)的加速度，結(jié)合位移時(shí)間公式分別求出兩段時(shí)間內(nèi)的位移，從而得出兩段時(shí)間內(nèi)外力做功的大小，結(jié)合平均功率的公式求出外力的平均功率，根據(jù)速度時(shí)間公式分別求出第1s末和第2s末的速度，結(jié)合瞬時(shí)功率的公式求出外力的瞬時(shí)功率．9、AD【解析】試題分析：功和能的關(guān)系是功是能量轉(zhuǎn)化的量度．要知道重力做功與路徑無關(guān)．彈力做正功，彈性勢(shì)能減少．合外力做正功，動(dòng)能一定增加．由功能關(guān)系知，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，A正確；重力做功與路徑無關(guān)，路徑不同，初末位置的高度可能相同，重力所做的功可能相同，B錯(cuò)誤；彈力做正功，彈性勢(shì)能一定減小，C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得知，合外力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能一定增加，D正確．10、ABC【解析】

第一宇宙速度又稱為環(huán)繞速度，是指在地球上發(fā)射的物體繞地球飛行作圓周運(yùn)動(dòng)所需的最小初始速度．【詳解】人造衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行速度，軌道半徑越大，速度越小，由于半徑最小，故第一宇宙速度是衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，同時(shí)也是衛(wèi)星在近地圓軌道運(yùn)行的速度，故AB正確；物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近發(fā)射飛行器，如果速度等于7.9km/s，飛行器恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果速度小于7.9km/s，就出現(xiàn)萬有引力大于飛行器做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，做近心運(yùn)動(dòng)而落地，所以發(fā)射速度不能小于7.9km/s；故C正確．根據(jù)克服地球的引力做功，可知當(dāng)越遠(yuǎn)需要克服引力做功越多，所以發(fā)射到越遠(yuǎn)的地方越不容易，故D錯(cuò)誤．故選ABC【點(diǎn)睛】注意第一宇宙速度有三種說法：①它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度②它是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度③它是衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度.11、BCD【解析】試題分析：由萬有引力提供向心力知，半徑越大，周期越大，衛(wèi)星b的周期比衛(wèi)星c的周期小，C正確．C的周期最大，三者周期不同，A回到原位置時(shí)，B、C不能同時(shí)回到原位置，A錯(cuò)誤．，可得半徑越大，角速度速度越小，衛(wèi)星a的角速度最大，B正確；．，半徑越大，向心加速度越小，衛(wèi)星c的向心加速度最小，D正確．故選BCD考點(diǎn)：人造衛(wèi)星問題．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵是掌握萬有引力提供向心力，不能考慮一個(gè)變量而忽略了另一個(gè)變量的變化．12、ACD【解析】

在剛接觸彈簧的時(shí)候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，這時(shí)小球的加速度為0，此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，此后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，此時(shí)彈簧壓縮的最短。所以小球的動(dòng)能先增大后減小，彈簧的彈性勢(shì)能是不斷增加的，故AD正確；壓縮彈簧的過程中，彈性勢(shì)能增加，故小球的機(jī)械能減小，故B錯(cuò)誤；小球加速度為零的時(shí)候，速度最大，動(dòng)能最大，此時(shí)系統(tǒng)勢(shì)能最小，故C正確；二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、無【解析】

第一空.為了防止入射球碰后反彈，則實(shí)驗(yàn)中m1與m2的大小關(guān)系為m1>m2；第二空.斜槽與小球間的摩擦力