北京市清華大學附中2022年物理高一第二學期期末統(tǒng)考模擬試題含解析

2021-2022學年高一下物理期末模擬試卷注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號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，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，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)相應位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。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，錯選和不選得零分）1、機器人大賽中，為研究機器人的運動建立平面直角坐標系某機器人在平面內(nèi)由點(0，0)出發(fā)，沿直線運動到點(1，3)，緊接著又由點(1，3)沿直線運動到點(3，4)，所用總時間是10s。平面直角坐標系橫、縱坐標軸的單位長度為1m。則在整個過程中A．機器人的運動軌跡是一條直線B．機器人的路程為6mC．機器人的位移大小為7mD．機器人的平均速度大小為0.5m/s2、如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運動，則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是：A．A開始運動時 B．A的速度等于v時C．B的速度等于零時 D．A和B的速度相等時3、(本題9分)居住在西安和廣州的居民，由于地球的自轉(zhuǎn)，都做勻速圓周運動，關(guān)于這兩處居民做圓周運動的說法中，正確的是（）A．西安處的轉(zhuǎn)動周期較大 B．廣州處轉(zhuǎn)動的角速度較大C．西安處轉(zhuǎn)動的線速度較大 D．廣州處的轉(zhuǎn)動半徑較大4、(本題9分)某星球的質(zhì)量約為地球的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高h處平拋一物體，射程為60m，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應為（

）A．15m B．10m C．90m D．360m5、(本題9分)不同的地球同步衛(wèi)星，下列哪個物理量可能不同A．線速度大小 B．向心力大小 C．軌道半徑 D．加速度大小6、(本題9分)下列關(guān)于第一宇宙速度的說法中正確的是A．第一宇宙速度又稱為逃逸速度B．第一宇宙速度的數(shù)值是11.2km/sC．第一宇宙速度的數(shù)值是7.9km/sD．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球運行的最小線速度7、(本題9分)發(fā)射衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火將衛(wèi)星送人同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點。軌道2、3相切于P點。如圖所示。衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度B．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率C．衛(wèi)星在軌道1上運動一周的時間小于它在軌道2上運動一周的時間D．衛(wèi)星由軌道2變?yōu)檐壍?機械能變大8、(本題9分)如圖所樂，把質(zhì)量為m的小球(可看作質(zhì)點)放在豎直的輕質(zhì)彈簧上，并把小球向下按到位置a(甲)迅速松手后，彈簧把小球彈起，球升至最高位置c(丙)，途中經(jīng)過位置b(乙)時彈簧正好處于自然狀態(tài)。已知a、b的高度差為h1，b、c的高度差為h2，重力加速度為g，不計空氣阻力。則A．小球從a上升到b位置的過程中，動能一直增大B．小球從a上升到b位置的過程中，機械能一直增大C．小球在a位置時，彈簧的彈性勢能為mg(h2+h1)D．小球在a位置時，彈簧的彈性勢能為mgh19、(本題9分)下列說法正確的是A．做曲線運動的物體所受合外力一定變化B．互成角度的兩個勻變速直線運動的合運動一定是曲線運動C．做曲線運動的物體所受合外力的方向與速度的方向不在同一條直線上D．物體做圓周運動時，其所受合外力的方向不一定指向圓心10、如圖所示，用兩根金屬絲彎成一光滑半圓形軌道，豎直固定在地面上，其圓心為O、半徑為R．軌道正上方離地h處固定一水平長直光滑桿，桿與軌道在同一豎直平面內(nèi)，桿上P點處固定一定滑輪，P點位于O點正上方．A、B是質(zhì)量均為m的小環(huán)，A套在桿上，B套在軌道上，一條不可伸長的細繩繞過定滑輪連接兩環(huán)．兩環(huán)均可看做質(zhì)點，且不計滑輪大小與質(zhì)量．現(xiàn)在A環(huán)上施加一個水平向右的恒力F，使B環(huán)從地面由靜止沿軌道上升．則（

）A．力F做的功等于系統(tǒng)機械能的增加量B．在B環(huán)上升過程中，A環(huán)動能的增加量等于B環(huán)機械能的減少量C．當B環(huán)到達最高點時，其動能為零D．B環(huán)被拉到與A環(huán)速度大小相等時，sin∠OPB＝R/h11、(本題9分)如圖所示，在勻強電場中有邊長L=3cm、∠A=60°的菱形ABCD，場強方向平行于ABCD平面，已知A、B、A．D點電勢大小為4.5VB．D點電勢大小為3VC．勻強電場場強大小為150V/m，場強方向沿BDD．勻強電場場強大小為300V/m，場強方向沿AC12、(本題9分)一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的小球以某一初速度豎直上拋，上升過程中受到的空氣阻力恒為重力的k倍，重力加速度為g，則小球在上升h的過程中()A．小球的機械能減少了kmghB．小球的動能減少了kmghC．小球克服空氣阻力所做的功為(k+1)mghD．小球的重力勢能增加了mgh二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，鉤碼質(zhì)量均為M，在A的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C，在距地面為處由一寬度略大于A的狹縫，鉤碼A能通過狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過，開始時A距離狹縫的高度為，放手后，A、B、C從靜止開始運動（1）利用計時儀器測得鉤碼A通過狹縫后落地用時，則鉤碼A通過狹縫的速度為_______（用題中字母表示）；（2）若通過此裝置驗證機械能守恒定律，還需要測出環(huán)形金屬框C的質(zhì)量m，當?shù)刂亓铀俣葹間，若系統(tǒng)的機械能守恒，則需滿足的等式為___________（用題中字母表示）；（3）為減小測量時間的誤差，有同學提出如下方案：實驗時調(diào)節(jié)，測出鉤碼A從釋放到落地的總時間t，來計算鉤碼A通過狹縫的速度，你認為可行嗎？若可行，寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達式；若不可行，請簡要說明理由________、___________．14、（10分）(本題9分)某研究性學習小組利用圖示裝置驗證機械能守恒定律,P1處與P2處的光電門間的高度差為h．直徑為d的小球從圖示位置由靜止釋放后依次通過P1、P2光電門．重力加速度大小為g．（1）若小球中心通過P1、P2光電門時遮光時間分別為t1、t2,則小球通過P1、P2光電門時的速度大小分別為__________、__________．（2）若該實驗中等式gh=__________成立,即可驗證機械能守恒定律．（3）實驗室可提供的小球有木球和鐵球,為了盡可能或小測量誤差,下列做法正確的是（_______）(填對應的字母序號)A．釋放小球時,只要P1、P2處光電門在同豎直線上即可B．選用鐵球,且釋放鐵球時盡可能讓其球心與兩個光電門在同一豎直線上C．選用木球,且釋放木球時盡可能讓其球心與兩個光電門在同一豎直線上三、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)如圖所示，水平傳送帶AB長L=6m，以v0=3m/s的恒定速度轉(zhuǎn)動．水平光滑臺面與傳送帶平滑連接于B點，豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道半徑R=0.4m，與水平臺面相切于C點。一質(zhì)量m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點），從（1）物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ；（2）物塊剛滑過C點時對軌道的壓力FN（3）物塊在A點至少要具有多大的速度，才能通過半圓形軌道的最高點D（結(jié)果可用根式表示）．16、（12分）(本題9分)如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。一個不計重力的帶電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a。求：（1）該帶電粒子的電性；（2）該帶電粒子的比荷。17、（12分）如圖所示，光滑半圓弧軌道的半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m的小物塊（視為質(zhì)點）從A點以某一豎直向下的初速度滑下，進入與C點相切的粗糙水平滑道CM。在水平滑道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰好位于水平滑道的末端C（此時彈簧處于自然狀態(tài)）。若物塊運動過程中彈簧的最大彈性勢能為Ep，彈簧的最大壓縮量為d，物塊被彈簧反彈后通過B點時對半圓弧軌道的壓力大小為mg（g為重力加速度的大?。螅海?）物塊通過B點時的速度大小vB；（2）物塊離開彈簧通過C點時對半圓弧軌道的壓力FN的大小；（3）物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)μ以及物塊從A點開始下滑時的初速度大小v0。

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、D【解析】

A.畫出機器人運動的軌跡如圖所示：可知機器人的軌跡不是直線；故A錯誤.B.機器人的軌跡為兩段直線，前一段長度：s1=32+C.機器人的位移：x=3D.平均速度：v=2、D【解析】

動量定理、功能關(guān)系【詳解】在壓縮彈簧的過程中，沒有機械能的損失，減少的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能．在壓縮過程中水平方向不受外力，動量守恒，當A開始運動時，B的速度等于v，所以沒有損失動能，當A的速度v時，根據(jù)動量守恒定律，B的速度等于零，所以系統(tǒng)動能又等于初動能，所以ABC錯誤；而在AB速度相等時，此時彈簧壓縮至最短，故彈簧的彈性勢能最大，故動能應最小，故D正確．【點睛】本題中B的動能轉(zhuǎn)化為AB的動能及彈簧的彈性勢能，而機械能守恒，故當彈性勢能最大時，系統(tǒng)損失的機械能最多．3、D【解析】

AB.地球上各點繞地軸轉(zhuǎn)動，具有相同的角速度，周期也相同，故選項A、B錯誤；CD.根據(jù)v=rω，各點離地軸的距離不同，所以線速度不等，廣州處的轉(zhuǎn)動半徑較大，則廣州處轉(zhuǎn)動的線速度較大，故選項D正確，C錯誤。4、B【解析】

根據(jù)萬有引力等于重力，求出星球表面重力加速度和地球表面重力加速度關(guān)系；運用平拋運動規(guī)律求出星球上水平拋出的射程．【詳解】根據(jù)萬有引力等于重力，在地球表面有：，在星球表面有：，因為星球的質(zhì)量約為地球的9倍，半徑約為地球的一半，可得，根據(jù)，可得，可知平拋運動的時間之比為，根據(jù)x=v0t知，水平射程之比，所以在星球上的水平射程為：，故B正確，ACD錯誤．【點睛】本題考查了萬有引力理論與平拋運動的綜合，掌握萬有引力等于重力這一理論，并能靈活運用．5、B【解析】

AC.同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，則有，同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以各個同步衛(wèi)星軌道半徑相同，線速度，所以所有地球同步衛(wèi)星線速度大小相同，故AC不符合題意；BD.向心加速度，所以加速度大小相同，但質(zhì)量不知，因此向心力大小不一定相同，故D不符合題意，B符合題意；6、C【解析】

第一宇宙速度在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度．也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度．,故C正確7、CD【解析】

AB．人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，則有解得，可知，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度，軌道3半徑比軌道1半徑大，衛(wèi)星在軌道1上線速度較大，故AB錯誤；C．由開普勒第三定律可知由于，所以，衛(wèi)星在軌道1上運動一周的時間小于它在軌道2上運動一周的時間，故C正確；D．衛(wèi)星由軌道2變?yōu)檐壍?，向后噴氣加速，即氣體對衛(wèi)星做正功，所以衛(wèi)星的機械能增大，故D正確。故選CD。8、BC【解析】

A.小球從a上升到b位置的過程中，彈簧的彈力先大于重力，后小于重力，小球先加速后減速，故小球從a上升到b的過程中，動能先增大后減小，故A錯誤；B.從a上升到b位置的過程中，彈簧對小球做正功，小球的機械能一直增大。故B正確。CD.根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得知，小球在圖甲中時，彈簧的彈性勢能等于小球由a到c位置時增加的重力勢能，為：Ep=mg（h2+h1），故C正確，D錯誤.9、CD【解析】

AC.物體做曲線運動的條件是合力方向與速度方向不共線，合力可以是恒力，如平拋運動，故A錯誤，C正確；B.當兩分運動的合加速度與合初速度在同一直線上時，物體做勻變速直線運動，故B錯誤；D.當物體做變速圓周運動時合力與速度成銳角或鈍角，合力不指向圓心；只有勻速圓周運動合力才指向圓心全部用來提供向心力，故D正確.10、AD【解析】因為恒力F做正功，系統(tǒng)的機械能增加，由功能關(guān)系可知，力F所做的功等于系統(tǒng)機械能的增加量，故A正確；由于恒力F做正功，A、B組成的系統(tǒng)機械能增加，則A環(huán)動能的增加量大于B環(huán)機械能的減少量，故B錯誤．當B環(huán)到達最高點時，A環(huán)的速度為零，動能為零，而B環(huán)的速度不為零，則動能不為零，故C錯誤．當PB線與圓軌道相切時，速度關(guān)系為：vB=vA，根據(jù)數(shù)學知識，故D正確。所以AD正確，BC錯誤。11、AD【解析】

AB.根據(jù)菱形ABCD的對角線垂直平分，其交點為O點，則B、O、D電勢相等，所以D點電勢大小為4.5V，故A正確，B錯誤；CD.電場方向和等勢線垂直，順電場線方向電勢降低，所以場強方向沿AC，計算AC長度為3cm，AC電勢差為9V，得出勻強電場場強大小為9V/3cm=300V/m故C錯誤D正確。12、AD【解析】

A、根據(jù)功能關(guān)系知：除重力外其余力做的功等于機械能的變化量。在上升過程中，物體克服阻力做功kmgh，故機械能減小kmgh;故A正確.B、小球上升的過程中，重力和阻力都做負功，根據(jù)動能定理得：-mgh-kmgh=△Ek，則得動能的減小量等于(1+k)mgh，故動能的減小量大于kmgh;故B錯誤.C、根據(jù)W=FL得小球克服空氣阻力所做的功為kmgh;故C錯誤.D、小球上升h，故重力勢能增加mgh;故D正確.故選AD.【點睛】本題關(guān)鍵是明確功的物理意義，即功是能量轉(zhuǎn)化的量度；要掌握各種功能關(guān)系：①總功等于動能的變化量；②重力做功等于重力勢能的減小量；③除重力外其余力做的功等于機械能的變化量，并能運用來分析問題.二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）（2）（3）可行；速度【解析】試題分析：（1）由于鉤碼通過狹縫后，C不再對A施加力了，而AB的質(zhì)量又相等，故鉤碼A做做勻速運動，所以鉤碼A通過狹縫的速度為；（2）若驗證機械能守恒時，因為A降低的重力勢能等于B增加的重力勢能，故重力勢能的減少量為C下降h2的重力勢能的減少量，即mgh2，而系統(tǒng)動能的增加量為，故滿足的等式為時，就證明機械能守恒了；（3）當h1=h2=h時，A的運動是先勻加速運動，后勻速運動，如果設(shè)加速的時間為t1，勻速的時間為t2，勻速運動的速度為v，則加速運動時的平均速度為，故t1v=2h成立；在勻速運動時，t2v=h成立；二式相加得（t1+t2）v=3h，即，故這種做法是可行的．考點：勻速運動的計算，勻變速運動的計算，機械能守恒．14、(1)dt1dt【解析】

（1）小球通過P1、P2光電門時的速度大小分別為v1=d（2）要驗證的關(guān)系是：mgh=12mv2（3）實驗時要選用密度較大的鐵球相對阻力較小，且釋放鐵球時盡可能讓其球心與兩個光電門在同一豎直線上，以減小實驗的誤差，故選B.【點睛】此題關(guān)鍵是要搞清用光電計時器測量速度的原理，明確瞬時速度的測量方法，即用極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，知道要驗證的能量關(guān)系．三、