江西省師范大學附屬中學、九江第一中學2021-2022學年物理高一第二學期期末學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測試題含解析

2021-2022學年高一物理下期末模擬試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的蹦極運動員從蹦極臺上躍下。設(shè)運動員由靜止開始下落，且下落過程中所受阻力恒定，加速度為g。在運動員下落h的過程中(蹦極繩未拉直前)，下列說法正確的是A．運動員的動能增加了mghB．運動員的重力勢能減少了mghC．運動員的機械能減少了mghD．運動員克服阻力所做的功為mgh2、一只小船渡河，運動軌跡如圖所示。水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于河岸；小船相對于靜水分別做勻加速、勻減速、勻速直線運動，船的初速度大小均相同，方向垂直于河岸，且船在渡河過程中船頭方向始終不變。由此可以確定船A．沿三條不同路徑渡河的時間相同B．沿AC軌跡渡河所用的時間最短C．沿AC軌跡船到達對岸的速度最小D．沿AB軌跡運動時，船在垂直于河岸方向做勻減速直線運動3、(本題9分)2019年4月10日晚9時許，全球多地天文學家同步公布的首張黑洞照片（如圖）。假設(shè)銀河系中兩個黑洞A、B，它們以二者連線上的O點為圓心做勻速圓周運動，測得A、B到O點的距離分別為r和2r。黑洞A、B均可看成質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮其他星球?qū)诙吹囊?，兩黑洞的半徑均遠小于它們之間的距離。下列說法正確的是（）A．黑洞A、B的質(zhì)量之比為1∶2B．黑洞A、B所受引力之比為1∶2C．黑洞A、B的角速度之比為1∶2D．黑洞A、B的線速度之比為1∶24、(本題9分)如圖所示，一衛(wèi)星繞地球運動，運動軌跡為橢圓，A、B、C、D是軌跡上的四個位置，其中A點距離地球最近，C點距離地球最遠．衛(wèi)星運動速度最大的位置是A．A點 B．B點C．C點 D．D點5、(本題9分)公路在通過小型水庫的泄洪閘的下游時，常常要修建凹形橋,如圖，汽車通過凹形橋的最低點時（）A．車的加速度為零，受力平衡 B．車對橋的壓力比汽車的重力大C．車對橋的壓力比汽車的重力小 D．車的速度越大，車對橋面的壓力越小6、(本題9分)有兩個力，一個是14N，一個是4N，它們的合力可能等于（）A．5N B．9N C．15N D．20N7、(本題9分)如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實線為一帶負電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，A．三個等勢面中，c的電勢最低B．帶電粒子在P點的電勢能比在Q點的大C．帶電粒子在P點的動能與電勢能之和比在Q點的大D．帶電粒子在R點的加速度方向垂直于等勢面b8、(本題9分)已知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度為v，則（）A．月球表面的重力加速度與地球表面重力加速度之比約為4∶81B．月球表面的重力加速度與地球表面重力加速度之比約為16∶81C．載人飛船“近月”運行的速度與“近地”運行的速度之比約為2∶9D．在月球表面發(fā)射繞月探測器的最小速度約為9、(本題9分)如圖所示,質(zhì)量為m的小車在水平恒力F的推動下,從山坡(粗糙)底部A處由靜止運動至高為h的山坡頂部B處,獲得的速度為v,A、B之間的水平距離為x,重力加速度為g.下列說法正確的是()A．小車克服重力做的功是mghB．合外力對小車做的功是mv02/2C．推力對小車做的功是mv02/2+mghD．阻力對小車做的功是mgh+mv02/2?Fx10、(本題9分)質(zhì)量為m的小球以某一初速度豎直向上拋出上升過程的加速度大小為1.5g(g為重力加速度)，上升的最大高度為h，則在整個上升過程中以下說法正確的是A．小球動能減少了mghB．小球動能減少了1.5mghC．小球克服阻力做功1.5mghD．小球機械能減少了0.5mgh11、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的豎直光滑圓環(huán)A的半徑為R，固定在質(zhì)量為3m的木板B上，木板B的左右兩側(cè)各有一豎直擋板固定在地面上，B不能左右運動．在環(huán)的最低點靜止放有一質(zhì)量為m的小球C．現(xiàn)給小球一水平向右的瞬時速度v0，小球會在圓環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運動，為保證小球能通過環(huán)的最高點，且不會使環(huán)在豎直方向上跳起，初速度v0必須滿足（）A．最小值為B．最小值為C．最大值為D．最大值為12、(本題9分)如圖，光滑水平面上有甲、乙兩輛小車，用細線相連，中間有一個被壓縮的輕彈簧，兩小車處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)燒斷細線，兩小車分別向左、右運動。已知甲、乙兩小車質(zhì)量之比為31，下列說法正確的是（）A．彈簧彈開后，甲、乙兩車速度大小之比為13B．彈簧彈開后，甲、乙兩車動量大小之比為31C．彈簧彈開過程，彈簧彈力對甲、乙兩車的沖量大小之比為31D．彈簧彈開過程，彈簧彈力對甲、乙兩車做功之比為13二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某實驗小組的同學欲“探究小車動能變化與合外力做功的關(guān)系”，在實驗室設(shè)計了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為小車，B為打點計時器，C為彈簧測力計，P為小桶（內(nèi)有沙子），一端帶有定滑輪的足夠長的木板水平放置，不計繩與滑輪的摩擦．實驗時，把長木板不帶滑輪的一端墊起適當?shù)母叨?，以平衡摩擦力，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．（1）該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清晰的某點開始記為零點，依次選取一系列點，分別測量這些點到零點之間的距離x，計算出它們與零點之間的速度平方差△v2=v2－v02，彈簧秤的讀數(shù)為F，小車的質(zhì)量為m，然后建立△v2—x坐標系，通過描點法得到的圖像是一條過原點的直線，如圖乙所示，則這條直線的斜率為_______________．（填寫表達式）（2）若測出小車質(zhì)量為0.4kg，結(jié)合圖像可求得小車所受合外力的大小為__________N．（3）本實驗中是否必須滿足小桶（含內(nèi)部沙子）的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量___（填“是”或“否”）14、（10分）(本題9分)如圖所示的裝置可用來驗證機械能守恒定律，擺錘A拴在長為L的輕繩一端，輕繩另一端固定在O點，在A上放一個質(zhì)量很小的小鐵塊，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩與豎直方向成θ角，由靜止開始釋放擺錘，當其到達最低位置時，受到豎直擋板P的阻擋而停止運動，之后鐵塊將飛離擺錘做平拋運動．(1)為了驗證擺錘在運動過程中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度．為了求出這一速度，還應(yīng)測量的物理量有__________．(2)用測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v＝__________．(3)用已知的和測得的物理量表示擺錘在運動過程中機械能守恒的關(guān)系式為______．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)“天宮一號”是我國自主研發(fā)的目標飛行器，是中國空間實驗室的雛形，2017年6月，“神舟十號”與“太空一號”成功對接．現(xiàn)已知“太空一號”飛行器在軌運行周期為To，運行速度為，地球半徑為R，引力常量為假設(shè)“天宮一號”環(huán)繞地球做勻速圖周運動，求：“天宮號”的軌道高度h．地球的質(zhì)量M．16、（12分）(本題9分)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的自由端位于O點。用功率恒為P的水平拉力將一質(zhì)量為m=2kg的滑塊（可視為質(zhì)點）從A處由靜止開始向右拉動，經(jīng)t=2s時間運動到O點，恰好達到最大速度vm=4m/s，此時將拉力撤去?；瑝K繼續(xù)向右運動到B點時，彈簧被壓縮至最短。已知xAO=4m，xOB=1m，從A→O→B的整個過程中滑塊所受摩擦阻力f恒定不變，空氣阻力不計。求：(1)恒定功率P及摩擦阻力f的大小；(2)彈簧的最大彈性勢能EP。17、（12分）(本題9分)某興趣小組對一輛自制小遙控車的性能進行研究。他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為v－t圖象，如圖所示（除2s~10s時間段內(nèi)的圖象為曲線外，其余時間段圖象均為直線）。已知小車運動的過程中，2s~14s時間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14s末停止遙控而讓小車自由滑行。小車的質(zhì)量為1kg，可認為在整個過程中小車所受到的阻力大小不變。求：（1）小車運動中所受到的阻力大小為多少？（2）小車勻速行駛階段的功率為多少？（3）小車加速運動過程中牽引力做功為多少？

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，錯選和不選得零分）1、A【解析】

A.由牛頓第二定律知，運動員所受的合力為：F合=ma=mg，根據(jù)動能定理知運動員的動能增加量為：△EK=W合=mgh，故A正確。B.重力做的功為：WG=mgh，重力勢能減少了：△EP=mgh，故B錯誤。C.運動員的動能增加了mgh，重力勢能減少了mgh，則機械能減少了mgh-mgh=mgh，選項C錯誤；D.根據(jù)功能原理知：運動員克服阻力所做的功等于機械能的減少量，為mgh．故D錯誤。2、B【解析】

船沿著船頭指向方向做勻加速直線運動的同時還要隨著水流一起運動；曲線運動的加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè)，故AC軌跡船相對于靜水沿v0方向做勻加速運動，AB軌跡船相對于靜水沿v0方向做勻速運動，AD軌跡船相對于靜水沿v0方向做勻減速運動；船相對于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸邊，因運動的性質(zhì)不同，則渡河時間也不同，故A錯誤；沿AC軌跡，垂直河岸方向做勻加速直線運動，則渡河所用的時間最短，故B正確；沿AC軌跡，船是勻加速運動，則船到達對岸時垂直河岸的速度最大，此時船的速度最大，故C錯誤；沿AB軌跡運動時，船在垂直于河岸方向做勻速直線運動，故D錯誤。3、D【解析】

A．兩個黑洞A、B以二者連線上的O點為圓心做勻速圓周運動，構(gòu)成雙星系統(tǒng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，有知半徑之比等于質(zhì)量之反比，故質(zhì)量之比為2：1，選項A錯誤；B．黑洞A、B間的萬有引力屬于相互作用力，大小相等，選項B錯誤；C．兩黑洞屬于同軸轉(zhuǎn)動模型，做勻速圓周運動的周期相同，則角速度相等，之比為1：1，選項C錯誤；D．根據(jù)線速度與角速度關(guān)系知線速度與半徑成正比，黑洞A、B的線速度之比為1：2，選項D正確。故選D。4、A【解析】

衛(wèi)星繞地球做橢圓運動，類似于行星繞太陽運轉(zhuǎn)，根據(jù)開普勒第二定律：行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等．則知衛(wèi)星與地球的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，所以衛(wèi)星在距離地球最近的A點速度最大，在距離地球最遠的C點速度最?。瓵．A點與分析相符，所以A正確B．B點與分析不符，所以B錯誤C．C點與分析不符，所以C錯誤D．D點與分析不符，所以D錯誤5、B【解析】

A、汽車做圓周運動，速度在改變，加速度一定不為零，受力一定不平衡，故A錯誤．BC、汽車通過凹形橋的最低點時，向心力豎直向上，合力豎直向上，加速度豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律得知，汽車過于超重狀態(tài)，所以車對橋的壓力比汽車的重力大，故B正確，C錯誤．D、對汽車，根據(jù)牛頓第二定律得：，則得，可見，v越大，路面的支持力越大，據(jù)牛頓第三定律得知，車對橋面的壓力越大，故D錯誤．故選B.【點睛】解決本題的關(guān)鍵搞清做圓周運動向心力的來源，即重力和支持力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律進行求解．6、C【解析】

根據(jù)合力與分力的關(guān)系?！驹斀狻慨攦蓚€力方向相同時，合力最大為當兩個力方向相反時，合力最小為因此合力范圍因此，C正確，ABD錯誤。故選C。7、BD【解析】

A.負電荷做曲線運動，電場力指向曲線的內(nèi)側(cè)；作出電場線，根據(jù)軌跡彎曲的方向和負電荷可知，電場線向上，故c點電勢最高；故A錯誤.B.利用推論：負電荷在電勢高處電勢能小，知道P點電勢能大；故B正確.C.只有電場力做功，電勢能和動能之和守恒，故帶電質(zhì)點在P點的動能與電勢能之和等于在Q點的動能與電勢能之和；故C錯誤.D.帶電質(zhì)點在R點的受力方向沿著電場線的切線方向，電場線與等勢面垂直，故質(zhì)點在R點的加速度方向與等勢面垂直；故D正確.8、BC【解析】

A．根據(jù)萬有引力公式與重力的關(guān)系可得B正確，A錯誤；C．根據(jù)萬有引力公式和牛頓第二定律可得C正確；D．在月球表面發(fā)射繞月探測器的最小速度與繞月球表面飛行速度相同，因此約為，D錯誤。故選BC。9、ABD【解析】

A項：在上升過程中，重力做功為WG=-mgh，則小車克服重力所做的功為mgh，故A正確；B項：根據(jù)動能定理得，合力做功等于動能的變化量，則合力做功為，故B正確；C、D項：動能定理得，，則推力做功為，阻力做功為，故C錯誤，D正確。10、BD【解析】

AB.小球的合外力大小F合=ma=1.5mg，方向豎直向下，根據(jù)動能定理得：小球動能減少量△Ek=F合h=1.5mgh，故A錯誤，B正確.CD.小球重力勢能增加了mgh，動能減少了1.5mgh，所以機械能減少了0.5mgh，根據(jù)功能關(guān)系知：小球克服阻力做功等于小球機械能減少，因此小球克服阻力做功0.5mgh；故C錯誤，D正確.11、BC【解析】在最高點，速度最小時有：，解得：，從最高點到最低點的過程中，機械能守恒，設(shè)最低點的速度為，根據(jù)機械能守恒定律，有：，解得：；要使環(huán)不會在豎直方向上跳起，環(huán)對球的壓力最大為：，最高點到最低點的過程中，機械能守恒，設(shè)此時最低點的速度為，在最高點，速度最大時有：，解得：，所以保證小球能通過環(huán)的最高點，且不會使環(huán)在豎直方向上跳起，在最低點的速度范圍為：，CD正確，AB錯誤．選CD．【點睛】小球在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運動，通過最高點速度最小時，軌道對球的最小彈力為零，根據(jù)牛頓第二定律求出小球在最高點的最小速度；為了不會使環(huán)在豎直方向上跳起，小球在最高點對軌道的彈力不能大于5mg，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的最大速度，再根據(jù)機械能守恒定律求出小球在最低點的速度范圍．12、AD【解析】

AB、設(shè)甲、乙兩車的質(zhì)量為m1、m2，彈簧彈開后，甲、乙兩車的速度為v1、v2，根據(jù)動量守恒定律：m1v1-m2v2=0，則彈簧彈開后，甲、乙兩車速度大小之比為13，動量大小之比為11，故A正確，B錯誤。C、根據(jù)動量定理I=p，彈簧彈開后，甲、乙兩車動量的變化p大小相等，故C錯誤。D、由動能Ek=mv2==知，根據(jù)動能定理W=Ek，==，即彈簧彈力對甲、乙兩車做功之比為13，故D正確。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）2Fm【解析】（1）由動能定理可得：W=Fx=12mv2（2）由圖可知，圖象的斜率為5；合外力F=1N；（3）本實驗不需要用小桶（含內(nèi)部沙子）的重力代替繩子的拉力，所以不需要滿足小桶（含內(nèi)部沙子）的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。14、遇到擋板之后鐵片的水平位移s和堅直下落高度h【解析】

①鐵片在最低點飛出時做平拋運動,平拋的初速度即為鐵片在最低點的速度,

根據(jù)平拋運動規(guī)律可以知道因此要想求出平拋的初速度,應(yīng)該測量遇到擋板后鐵片的