2022-2023學(xué)年山西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體物理高一第二學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測試題含解析

2022-2023學(xué)年高一下物理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、(本題9分)“黑洞”是近代引力理論所預(yù)言的宇宙中的一種特殊天體，在“黑洞”引力范圍內(nèi)，任何物體都不能脫離它的束縛，甚至連光也不能射出．歐洲航天局由衛(wèi)星觀察發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個超大型黑洞．假設(shè)銀河系中心僅存此一個黑洞，已知太陽系繞銀河系中心做勻速圓周運(yùn)動，則根據(jù)下列哪組數(shù)據(jù)可以估算出該黑洞的質(zhì)量(引力常量為已知)（）A．太陽系的質(zhì)量和太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期B．太陽系的質(zhì)量和太陽系到該黑洞的距離C．太陽系的運(yùn)行速度和該黑洞的半徑D．太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期和公轉(zhuǎn)的半徑2、(本題9分)A、B兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，疊放在光滑水平地面上，如圖所示，現(xiàn)用水平力F拉A時，A、B間無相對滑動，其間摩擦力為f1，若改用同樣的力拉B時，A、B間仍無相對滑動，其間摩擦力為f2，則f1:f2為()A．m1:m2 B．m2:m1 C．1:1 D．m12:m223、下列說法中正確的是（）A．物體在拉力的作用下向上運(yùn)動，拉力做的功是1J，但物體的重力勢能的增加量一定小于1JB．物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動，拉力做的功是1J，但物體重力勢能的增加量大于1JC．在物體運(yùn)動過程中，重力做的功是﹣1J，但物體的重力勢能的增加量大于1JD．在沒有摩擦?xí)r物體由A點(diǎn)沿直線運(yùn)動到B點(diǎn)，克服重力做的功為1J，有摩擦?xí)r物體由A點(diǎn)沿曲線運(yùn)動到B點(diǎn)，克服重力做的功仍等于1J4、(本題9分)我國計劃于2021年開展火星上軟著陸，以慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年．地球繞太陽運(yùn)行的半長軸比火星繞太陽運(yùn)行的半長軸小，下列說法正確的是A．在相等的時間內(nèi)，地球與太陽的連線掃過的面積等于火星與太陽的連線掃過的面積B．地球繞太陽運(yùn)行的周期比火星繞太陽運(yùn)行的周期大C．地球繞太陽運(yùn)行的角速度比火星繞太陽運(yùn)行的角速度大D．地球繞太陽運(yùn)行的線速度比火星繞太陽運(yùn)行的線速度小5、(本題9分)如圖所示，左端固定的輕質(zhì)彈簧被物塊壓縮，物塊被釋放后，由靜止開始從A點(diǎn)沿粗糙水平向右運(yùn)動。離開彈簧后，經(jīng)過B點(diǎn)的動能為，該過程中，彈簧對物塊做的功為W，則物塊克服摩擦力做的功Wf為A．B．WC．+WD．W-6、(本題9分)“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一．摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動．下列敘述正確的是（）A．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客的機(jī)械能保持不變B．在最高點(diǎn)，乘客重力大于座椅對他的支持力C．摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客重力的沖量為零D．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率保持不變7、如圖所示，一質(zhì)量為m的小球套在光滑且固定的傾斜桿上，一輕質(zhì)彈簧的右端與小球連接，彈簧左端連接在O點(diǎn)，與桿在同一豎直平面內(nèi)，彈簧可繞O點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)。初始時刻彈簧處于水平壓縮狀態(tài)，現(xiàn)將小球從靜止釋放，小球運(yùn)動到O點(diǎn)正下方時速度恰好為零，則小球從釋放到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是A．小球的機(jī)械能守恒B．小球在最低點(diǎn)的加速度為零C．彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大D．彈簧的彈性勢能增加量等于小球的重力勢能減少量8、(本題9分)雜技表演“飛車走壁”的簡化模型如圖所示、，表演者在側(cè)壁某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動、表演時雜技演員和摩托車的總質(zhì)量不變，摩托車與側(cè)壁間沿側(cè)壁傾斜方向的摩擦力不計，軌道平面離地面的高度為H，側(cè)整的黃角α不變。下列說法正確的是A．H越大，摩托車做圓周運(yùn)動的角速度越小B．H越大，摩托車做圓周運(yùn)動的動能越大C．摩托車對側(cè)壁的壓力大小與H無關(guān)D．摩托車圓周運(yùn)動的周期與H無關(guān)9、(本題9分)關(guān)于電場力的功及電勢能變化情況正確的是：（）A．電場中某點(diǎn)電勢的大小等于電場力將單位正電荷從該點(diǎn)移到零電勢點(diǎn)電場力所做的功B．電場中某點(diǎn)電勢大小等于單位正電荷在該點(diǎn)所具有的電勢能C．在電場中無論移動正電荷還是負(fù)電荷，只要電場力做正功，電荷電勢能都要減少D．正電荷沿電場線方向移動，電勢能減少；負(fù)電荷沿電場線方向移動，電勢能增加10、(本題9分)根據(jù)《日經(jīng)新聞》的報道，日本將在2020年東京奧運(yùn)會開幕之前使“無人駕駛”汽車正式上路并且投入運(yùn)營．高度詳細(xì)的3D地圖技術(shù)能夠?yàn)椤盁o人駕駛”汽車提供大量可靠的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過汽車內(nèi)部的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，以執(zhí)行不同的指令．如下圖所示為一段公路拐彎處的3D地圖，你認(rèn)為以下說法正確的是（）A．如果彎道是水平的，則“無人駕駛”汽車在拐彎時受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．如果彎道是水平的，則“無人駕駛”汽車在拐彎時收到的指令應(yīng)讓車速小一點(diǎn)，防止汽車作離心運(yùn)動而發(fā)生側(cè)翻C．如果彎道是傾斜的，3D地圖上應(yīng)標(biāo)出內(nèi)（東）高外（西）低D．如果彎道是傾斜的，3D地圖上應(yīng)標(biāo)出外（西）高內(nèi)（東）低11、如圖是一個單擺的共振曲線，已知重力加速度為g，根據(jù)圖線可以得出的是（）A．單擺的固有頻率 B．單擺的固有周期C．這個單擺的擺長 D．單擺的擺球質(zhì)量12、(本題9分)質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于阻力的作用，下落的加速度為4g/5，在物體下落高度為h的過程中，下列說法正確的是(

)A．物體的機(jī)械能減少了4mgh/5 B．物體的動能增加了4mgh/5C．物體克服阻力做功mgh/5 D．物體的重力勢能減少了mgh二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）如圖甲所示，用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，打出如圖乙所示的一條紙帶，已知交流電的周期為0.02s。（1）根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)，打下C點(diǎn)時重物的速度為________m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）某同學(xué)選用兩個形狀相同，質(zhì)量不同的重物a和b進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得幾組數(shù)據(jù)，畫出圖象，并求出圖線的斜率k，如圖乙丙所示，由圖象可知a的質(zhì)量m1________b的質(zhì)量m2。（選填“大于”或“小于”）（3）通過分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實(shí)驗(yàn)中存在各種阻力，已知實(shí)驗(yàn)所用重物的質(zhì)量m2＝0.052kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力f＝______N。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）14、（10分）(本題9分)打點(diǎn)計時器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(diǎn)（其它點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=．那么：(1)紙帶的_______端（選填“左”或“右”）與重物相連；(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和__________點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(3)從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢能減少量=_____J，動能的增加量=_____J；(結(jié)果取3位有效數(shù)字）(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)動能增量總_______(填“大于”、“等于”或“小于”)重力勢能的減少量，其主要原因是_____________________________________________________．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，圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)的圓周，B點(diǎn)離地面的高度h=0.8m，該處切線是水平的，一質(zhì)量為m=100g的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）自A點(diǎn)由靜止開始沿軌道下滑（不計小球與軌道間的摩擦及空氣阻力），小球從B點(diǎn)水平飛出，最后落到水平地面上的D點(diǎn)．已知小物塊落地點(diǎn)D到C點(diǎn)的距離為x=4m，重力加速度為g=10m/s1．求：（1）圓弧軌道的半徑（1）小球滑到B點(diǎn)時對軌道的壓力．16、（12分）如圖所示，質(zhì)量分別為1kg、3kg的滑塊A、B靜止在光滑的水平面上．現(xiàn)使滑塊A以4m/s的速度向右運(yùn)動，與左側(cè)還有輕彈簧的滑塊B發(fā)生正碰．求二者在發(fā)生碰撞的過程中：（1）彈簧的最大彈性勢能；（2）滑塊B的最大速度．17、（12分）(本題9分)在地球上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把質(zhì)量為m的物體P置于彈簧上端，用力壓到彈簧形變量為3x0處后由靜止釋放，從釋放點(diǎn)上升的最大高度為4.5x0，上升過程中物體P的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實(shí)線所示。若在另一星球N上把完全相同的彈簧豎直固定在水平桌面上，將物體Q在彈簧上端點(diǎn)由靜止釋放，物體Q的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中虛線所示。兩星球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，星球N半徑為地球半徑的3倍。忽略兩星球的自轉(zhuǎn)，圖中兩條圖線與橫、縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)為已知量。求：(1)地球表面和星球N表面重力加速度之比；(2)地球和星球N的質(zhì)量比；(3)在星球N上，物體Q向下運(yùn)動過程中的最大速度。

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、D【解析】

太陽系繞銀河系中心“黑洞”做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，設(shè)太陽系的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、“黑洞”質(zhì)量為M，根據(jù)萬有引力提供向心力得：，從上式可以看出，要計算“黑洞”質(zhì)量，要知道周期T與軌道半徑r，或者線速度v與軌道半徑r，或者軌道半徑r與角速度ω，由于太陽系質(zhì)量m在等式左右可以約去，故太陽系質(zhì)量對求銀河系中心“黑洞”的質(zhì)量無用處；故ABC錯誤，D正確；故選D【點(diǎn)睛】太陽系繞銀河系中心“黑洞”做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，根據(jù)萬有引力等于向心力，列出方程即可以求解“黑洞”的質(zhì)量．2、B【解析】

當(dāng)水平恒力F拉A時對整體分析有：隔離對B分析，根據(jù)牛頓第二定律得：.當(dāng)水平恒力拉B時對整體分析有：隔離對A分析，根據(jù)牛頓第二定律得：.則：A．描述與分析不符，故A錯誤.B．描述與分析相符，故B正確.C．描述與分析不符，故C錯誤.D．描述與分析不符，故D錯誤.3、D【解析】

A、物體受拉力作用向上運(yùn)動，拉力做的功是1J，不能確定物體克服重力做功多少，也就不能確定重力勢能的增加量，A錯誤；B、物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動，拉力做的功是1J，則物體克服重力做功為1J，物體重力勢能的增加量等于1J．B錯誤；C、物體運(yùn)動時，重力做的功是﹣1J，但物體重力勢能的增加量一定是1J．C錯誤；D、物體由A沿直線運(yùn)動到B，克服重力做的功是1J，與是否存在摩擦力無關(guān)，所以，有摩擦?xí)r物體由A點(diǎn)沿曲線運(yùn)動到B點(diǎn)，克服重力做的功仍等于1J．D正確．4、C【解析】

A．地球和火星繞太陽的軌道不同，在相等的時間內(nèi)，地球與太陽的連線掃過的面積并不等于火星與太陽的連線掃過的面積；故A錯誤.B．根據(jù)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．地球繞太陽運(yùn)行的半長軸比火星繞太陽運(yùn)行的半長軸小，所以地球繞太陽運(yùn)行的周期比火星繞太陽的周期??；故B錯誤.C．把橢圓軌道近似看成是圓軌道，根據(jù)，地球繞太陽運(yùn)行的半長軸比火星繞太陽運(yùn)行的半長軸小，地球繞太陽運(yùn)行的角速度比火星繞太陽運(yùn)行的角速度大；故C正確.D．把橢圓軌道近似看成是圓軌道，根據(jù)，地球繞太陽運(yùn)行的半長軸比火星繞太陽運(yùn)行的半長軸小，可以推出地球繞太陽運(yùn)行的線速度比火星繞太陽運(yùn)行的線速度大；故D錯誤.5、D【解析】

從A到B的過程由動能定理可得：，解得；A.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯誤；B.W，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯誤；C.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯誤；D.，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確。6、B【解析】摩天輪運(yùn)動過程中做勻速圓周運(yùn)動，乘客的速度大小不變，則動能不變，但高度變化，所以機(jī)械能在變化，選項(xiàng)A錯誤；圓周運(yùn)動過程中，在最高點(diǎn)由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，選項(xiàng)B正確；轉(zhuǎn)動一周，重力的沖量為I=mgT，不為零，C錯誤；運(yùn)動過程中，乘客的重力大小不變，速度大小不變，但是速度方向時刻在變化，根據(jù)P=mgvcosθ可知重力的瞬時功率在變化，選項(xiàng)D錯誤．故選B．7、CD【解析】

A.由于彈簧的彈力對小球做功，可知小球的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯誤；B.小球運(yùn)動過程中速度最大時加速度為零，而到O點(diǎn)正下方時速度恰好為零，可知加速度不為零，選項(xiàng)B錯誤；C.開始位置彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球向下運(yùn)動到與桿垂直位置時彈簧壓縮到最短；此過程中彈性勢能增加；然后繼續(xù)向下運(yùn)動過程中，彈簧長度逐漸變長，彈性勢能減小，一直到原長位置，彈性勢能減為零；然后彈簧被拉長直到最低點(diǎn)位置，此過程中彈性勢能逐漸變大，選項(xiàng)C正確；D.由能量關(guān)系，開始時和到達(dá)最低點(diǎn)位置時小球的動能均為零，則整個過程中彈簧的彈性勢能增加量等于小球的重力勢能減少量，選項(xiàng)D正確.8、ABC【解析】

摩托車做勻速圓周運(yùn)動，提供圓周運(yùn)動的向心力是重力mg和支持力F的合力，作出力圖，得出向心力大小不變．H越高，圓周運(yùn)動的半徑越大，由向心力公式分析周期、線速度大小．【詳解】摩托車做勻速圓周運(yùn)動，摩擦力恰好為零，由重力mg和支持力F的合力提供圓周運(yùn)動的向心力，作出力圖如圖則有：向心力Fn=mgtanα=mrω2，解得ω=gtanαr，知H越高，r越大，ω越小，故A正確；向心力Fn=mgtanα=mv2【點(diǎn)睛】本題考查應(yīng)用物理規(guī)律分析實(shí)際問題的能力，此題是圓錐擺模型，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，抓住不變量進(jìn)行研究．9、ABCD【解析】

A.根據(jù)電勢差與電場力做功的關(guān)系可知，電場中某點(diǎn)電勢的大小等于電場力將單位正電荷從該點(diǎn)移到零電勢點(diǎn)電場力所做的功，A正確。B.根據(jù)可知，電場中某點(diǎn)電勢大小等于單位正電荷在該點(diǎn)所具有的電勢能，B正確。C.根據(jù)電場力做功與電勢能關(guān)系可知，電場力做正功，電勢能減小，C正確。D.正電荷沿電場線移動，電場力做正功，電勢能減小，負(fù)電荷沿電場線移動，電場力做負(fù)功，電勢能增大，D正確。10、BD【解析】試題分析：“無人駕駛”汽車在拐彎時受到重力、支持力、摩擦力，A錯誤；如果彎道是水平的，則靜摩擦力提供向心力，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時對應(yīng)一最大速度，超過這個速度，將發(fā)生離心運(yùn)動而側(cè)翻，B正確；如果彎道傾斜，則要使重力的分力提供向心力，所以應(yīng)標(biāo)出外（西）高內(nèi)（東）低，C錯誤：D正確：故選BD．考點(diǎn)：生活中的圓周運(yùn)動．【名師點(diǎn)睛】根據(jù)汽車轉(zhuǎn)彎運(yùn)動的實(shí)際情況，為防止側(cè)滑，要使公路內(nèi)側(cè)低于外側(cè)，形成斜面，使重力的分力提供向心力．11、ABC【解析】

AB.由單擺的共振曲線知，當(dāng)驅(qū)動力的頻率為0.3Hz時單擺產(chǎn)生了共振現(xiàn)象，則單擺的固有頻率，固有周期為；故A項(xiàng)符合題意；B項(xiàng)符合題意.C.由單擺的周期公式，已知重力加速度g，可求出周期T，則能得到單擺的擺長；故C項(xiàng)符合題意.D.因單擺的周期T與球的質(zhì)量m無關(guān)，則題目所給條件不能求出小球的質(zhì)量;D項(xiàng)不合題意.12、BCD【解析】試題分析：A、根據(jù)合力做功量度動能的變化，下落的加速度為g，那么物體的合力為mg，w合=mgh，所以物體的動能增加了mgh．故A正確．B、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力勢能的變化，所以重力勢能減少了mgh，物體的動能增加了mgh，即機(jī)械能就減少了mgh．故B不正確．C、物體受豎直向下的重力和豎直向上的阻力，下落的加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律得阻力為mg，所以阻力做功wf=﹣fh=﹣mgh．所以物體克服阻力所做的功為mgh，故C正確．D、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力勢能的變化，所以重力勢能減少了mgh，故D正確．故選B．二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、2.25大于0.031【解析】

第一空.C點(diǎn)的瞬時速度等于BD段的平均速度，則有：第二空.根據(jù)動能定理得：（mg-f）h=mv2

則有：，

知圖線的斜率為：，

b的斜率小，知b的質(zhì)量小，所以a的質(zhì)量m1大于b的質(zhì)量m2。

第三空.根據(jù)動能定理知：（m2g-f）h=mv2

則有：可知：代入數(shù)據(jù)解得：f=0.031N。14、（1）左端（2）B(3)1.89J1.84J(4)小于重物克服阻力做功【解析】

(1)[1]．O為紙帶上打的第一個點(diǎn)，則紙帶的_左_端與重物相連．(2)[2]．根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，可計算打B點(diǎn)時重物的速度，則應(yīng)取圖中O點(diǎn)和_B_點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．(3)[3][4]．從O點(diǎn)到B點(diǎn)，重物重力勢能減少量打B點(diǎn)時重物的速度從O點(diǎn)到B點(diǎn)，動能的增加量(4)[5][6]．實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)動能增量總小于重力勢能的減少量，其主要原因是重物克服阻力做功.點(diǎn)睛：重物下落過程中受到空氣阻力和紙帶與計時器間的阻力，為減小阻力的影響：1、打點(diǎn)計時器應(yīng)處于豎直平面內(nèi)且兩限位孔應(yīng)在一豎直線上，這樣紙帶與計時器間的阻力較??；2、重物應(yīng)選質(zhì)量較大、體積較小的物體．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（1）圓弧軌道的半徑是5m．（1）小球滑到B點(diǎn)時對軌道的壓力