江蘇省南通市天星湖中學2023年物理高一下期末學業(yè)水平測試試題含解析

2022-2023學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)以下關于功和能的說法中正確的是（）A．功是矢量，能是標量B．功是能量轉化的量度C．功和能都是矢量D．因為功和能的單位都是焦耳，所以功就是能2、(本題9分)嘉興江南摩爾有一個摩天輪，最高點與最低點相差30m，在豎直平面內勻速轉動一周用時5分鐘，質量為60kg的張同學，乘坐該摩天輪一圈觀賞城市風光。在該同學從最高點運動到最低點的過程中，下列說法正確的是（）A．該同學機械能守恒B．重力做功9000JC．重力做功功率為60wD．重力做功功率為120w3、磁控管是微波爐的“心臟”，由它產生和發(fā)射微波，它實際上是一個真空管，利用磁場將電子群約束在圓管內，如果電子群被控制在較小的圓形區(qū)域內如圖所示，O是電子群的中心，A、C是磁控管邊緣兩點，其中，三點共線，則（）A．電子群在A、C處產生的場強大?。築．電子群形成的電場在A、C處的電勢：C．同一正電荷分別在A、C處電勢能：D．同一負電兩分別在A、C處受到的電場力：4、中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。預計2020年左右，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，則()A．衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度B．衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度C．衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度D．衛(wèi)星b的周期大于24h5、萬有引力定律是下列哪位科學家發(fā)現的A．牛頓 B．開普勒 C．卡文迪許 D．法拉第6、(本題9分)一質點在xoy平面內運動的軌跡如圖所示，下列判斷正確的是（）A．若x方向始終勻速，則y方向先加速后減速B．若x方向始終勻速，則y方向先減速后加速C．若y方向始終勻速，則x方向先減速后加速D．若y方向始終勻速，則x方向一直加速7、(本題9分)如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運動，加速度大小等于重力加速度的大小g．物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的（）A．動能損失了2mgHB．動能損失了mgHC．機械能損失了mgHD．機械能損失了mgH8、(本題9分)如圖所示，兩個傾角分別為的光滑斜面放在同一水平面上，兩斜面間距大于小球直徑，斜面高度相等．有三個完全相同的小球a、b、c，開始均靜止于同一高度處，其中b小球在兩斜面之間，a、c兩小球在斜面頂端．若同時釋放，小球a、b、c到達該水平面的時間分別為t1、t2、t3.若同時沿水平方向拋出，初速度方向如圖所示，小球a、b、c到達該水平面的時間分別為t1′、t2′、t3′.下列關于時間的關系正確的是A．t1′>t2′>t3′B．t1>t3>t2C．t1<t1′，t2<t2′，t3<t3′D．t1＝t1′，t2＝t2′，t3＝t3′9、(本題9分)如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下作勻速圓周運動若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，關于小球運動情況的說法正確的是A．若拉力突然消失，小球將沿軌跡Pa作離心運動B．若拉力突然變小，小球將沿軌跡Pa作離心運動C．若拉力突然變大，小球將沿軌跡Pb作近心運動D．若拉力突然變小，小球將沿軌跡Pb作離心運動10、如圖所示，內壁光滑的圓錐筒固定不動，圓錐筒的軸線沿豎直方向．兩個質量相等的小球A和B緊貼著內壁分別在如圖所示的水平面內做勻速圓周運動，已知兩小球運動的軌道半徑之比rA∶rB=2∶1，取圓錐筒的最低點C為重力勢能參照面，則A、B兩球A．運動周期之比TA∶TB=2∶1B．速度之比vA∶vB=∶1C．機械能之比EA∶EB=2∶1D．向心加速度之比aA∶aB=∶111、(本題9分)如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛質量為M

的小車，其左側有半徑為R

的四分之一光滑圓弧軌道AB，軌道最低點B

與水平軌道BC相切，整個軌道處于同一豎直平面內．將質量為m

的物塊（可視為質點）從A

點無初速釋放，物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出．設重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計．關于物塊從A

位置運動至

C位置的過程中，下列說法正確的是（）A．小車和物塊構成的系統(tǒng)動量守恒B．摩擦力對物塊和軌道所做的功的代數和-mgRC．物塊運動過程中的最大速度為D．小車運動過程中的最大速度為12、(本題9分)物體在恒定的合外力F作用下做直線運動，在時間Δt1內速度由0增大到v，接著在時間Δt2內速度由v增大到2v．設F在Δt1內做的功是W1，沖量是I1；在Δt2內做的功是W2，沖量是I2；那么：A．I1＜I2 B．I1＝I2 C．W1＜W2 D．W1＝W2二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)小明同學利用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律，A為裝有擋光片的鉤碼，總質量為M，擋光片的擋光寬度為b，輕繩一端與A相連，另一端跨過光滑輕質定滑輪與質量為m(m<M)的重物B相連。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B靜止，測出A的擋光片上端到光電門的距離h；然后由靜止釋放B，A下落過程中經過光電門，光電門可測出擋光片的擋光時間t，算出擋光片經過光電門的平均速度，將其視為A下落h(h遠大于b)時的速度，重力加速度為g。(1)在A從靜止開始下落h的過程中，驗證A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒的表達式為________________________；繩子拉力對重物B做的功為______________________。(用題目所給物理量的符號表示)(2)由于光電門所測的平均速度與物體A下落h時的瞬時速度間存在一個差值Δv，因而系統(tǒng)減少的重力勢能____________系統(tǒng)增加的動能(選填“大于“或“小于”)(3)為減小上述Δv對結果的影響，小明同學想到了以下一些做法，其中可行的是______A．減小擋光片上端到光電門的距離hB．增大擋光片的擋光寬度bC．適當減小擋光片的擋光寬度b14、（10分）(本題9分)為了探究功與速度變化的關系,我們以平板上的小車為研究對象,使它在力的作用下從靜止開始運動,測量力的大小及小車在力的作用下運動的距離,可以計算力做的功.如果力的大小改變了,或者小車在力的作用下運動的距離改變了,力對小車做的功也會改變,小車獲得的速度就會不同,由此能夠得到功與速度的幾組數據.用打點計時器能夠測量小車的速度,這個實驗的關鍵是為小車提供可測量的作用力.如圖所示,由重物通過滑輪牽引小車,當___________時,可以把重物所受的重力當做小車受到的牽引力.小車運動的距離可以由紙帶測出.改變重物的質量或者改變小車運動的距離,也就改變了牽引力做的功.采取什么辦法,可以使牽引力做的功就是合外力對小車做的功?答:_______________________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，是運載火箭發(fā)射飛船的示意圖．飛船由運載火箭先送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道，在B點實施變軌后，再進入預定圓軌道．已知近地點A距地面高度為h1，飛船在預定圓軌道上飛行n圈所用的時間為t，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，求：（1）地球的第一宇宙速度大??；（2）飛船在近地點A的加速度aA大??；（3）遠地點B距地面的高度h2大小．16、（12分）如圖所示，在水平向右的勻強電場中，一不可伸長的絕緣細線的長度為L=40cm，細線的一端連著一個質量為m=1.0×10－4kg、帶電量為q=+5.0×10－8C的小球，另一端固定于O點，把小球拉起直至細線與場強平行，然后無初速由A點釋放，當細線轉過90°，小球到達B點時速度恰好為零．不計空氣阻力和細線質量，重力加速度g=10m/s1．求：（1）A、B兩點間的電勢差UAB；（1）勻強電場的電場強度E的大??；（3）小球從A點運動到B點過程中的最大速度的大?。ńY果可保留根號）17、（12分）(本題9分)如圖所示，直角坐標系處于豎直面內，第一、二象限存在著平滑連接的光滑絕緣軌道。第一象限內的軌道呈拋物線形狀，其方程為；第二象限內的軌道呈半圓形狀，半徑為R，B點是其最高點，且第二象限處于豎直方向的勻強電場中?，F有一質量為m、帶電量為+q的帶電小球，從與B點等高的A點靜止釋放，小球沿著軌道運動且恰能運動到B點。重力加速度為g，求：（1）第二象限內勻強電場的場強E的大小和方向；（2）小球落回拋物線軌道時的動能Ek．

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、B【解析】

AC．物理學中把力和物體在力的方向上移動距離的乘積叫做機械功，簡稱功，功是標量，能量也是標量，故選項A、C錯誤；BD．功是能量轉化的量度，單位都是焦耳，但功不是能量，功屬于過程量，能量屬于狀態(tài)量，故選項B正確，D錯誤．2、D【解析】

A、該同學從最高點運動到最低點的過程中，除重力做功外，還有其它力做功，機械能不守恒，故A錯誤。B、該同學從最高點運動到最低點的過程中，重力做的功W=mgh=601030J=1.8104J，故B錯誤。CD、從最高點運動到最低點的時間t=2.5min=150s，重力做功的功率P==W=120W，故C錯誤，D正確。3、C【解析】

AB.負電荷的電場線分布為呈輻射狀指向電荷的線，電場線的疏密表示電場強度的強弱，電場線某點的切線方向表示電場強度的方向。沿著電場線方向電勢是降低的。越靠近電荷電場強度越大，越靠近負電荷，電勢越低。即EA＞EC，φA＜φC，故AB錯誤；C.正電荷在電勢高的地方電勢能大，故同一正電荷分別在A、C處的電勢能：EPA＜EPC，故C正確；D.場強大的地方，電荷受到的電場力大，同一負電荷分別在A、C處受到的電場力：FA＞FC，故D錯誤。4、A【解析】

根據，可得，a的軌道半徑大于c的軌道半徑，因此衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度，選項A正確；由，a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，因此衛(wèi)星a的加速度等于b的加速度，選項B錯誤；由，a的軌道半徑大于地球半徑，因此衛(wèi)星a的運行速度小于第一宇宙速度，選項C錯誤；由，a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，衛(wèi)星b的周期等于a的周期，為24h，選項D錯誤。5、A【解析】

牛頓在前人（開普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基礎上，憑借他超凡的數學能力，發(fā)現了萬有引力定律A．牛頓與分析相符，故A正確B．開普勒與分析不符，故B錯誤C．卡文迪許與分析不符，故C錯誤D．法拉第與分析不符，故D錯誤【點睛】牛頓的貢獻有：建立了以牛頓運動定律為基礎的力學理論；發(fā)現了萬有引力定律；創(chuàng)立了微積分6、B【解析】試題分析：由圖中運動的軌跡可知，若x方向始終勻速，則y方向剛開始變化快，中間變化慢，最后又變化快，故其運動是先減速后加速，A錯誤，B正確；若y方向始終勻速，則x方向應該先加速后減速，故CD均錯誤．考點：運動的快慢．7、AC【解析】

知道加速度，根據牛頓第二定律和動能定理可求得動能的損失；根據牛頓第二定律求出摩擦力，得到摩擦力做功，即可根據功能關系求解機械能的損失．【詳解】AB．已知物體上滑的加速度大小為g，由動能定理得：動能損失等于物體克服合外力做功為：，故A正確B錯誤；CD．設摩擦力的大小為f，根據牛頓第二定律得：，解得：，則物塊克服摩擦力做功為：，根據功能關系可知機械能損失了mgH，故C正確D錯誤．【點睛】解決本題的關鍵根據動能定理可求得動能的變化，掌握功能關系，明確除了重力以外的力做功等于物體機械能的變化．8、BD【解析】

由靜止釋放，b球做平拋運動，a、c兩球做勻加速直線運動，對b球，根據得：，對于a、c兩球，加速度a=gsinθ，根據得：所以有：所以t1＞t3＞t2；若同時沿水平方向拋出，a、c兩球做類平拋運動，b球做平拋運動，抓住小球在豎直方向上或沿斜面方向上的運動規(guī)律與靜止釋放時相同，根據等時性有：t1=t1′，t2=t2′，t3=t3′．故B、D正確．9、AD【解析】

若拉力突然消失，小球做離心運動，因為不受力，將沿軌跡Pa運動，故A正確．若拉力變小，拉力不夠提供向心力，做半徑變大的離心運動，即沿Pb運動，故B錯誤，D正確．若拉力變大，則拉力大于向心力，沿軌跡Pc做近心運動，故C錯誤．【點睛】此題要理解離心運動的條件，結合力與運動的關系，當合力為零時，物體做勻速直線運動．10、BC【解析】

小球做勻速圓周運動，靠重力和支持力的和提供向心力，結合牛頓第二定律列出向心力與線速度、角速度、向心加速度的表達式，從而進行求解．設支持力和豎直方向上的夾角為θ，根據牛頓第二定律得：，解得：，因為A、B圓運動的半徑之比為2:1，所以，，，AD錯誤B正確；從以上分析可知，根據幾何知識可知，故，由于機械能為動能和重力勢能之和，故EA∶EB=2∶1，C正確．11、BD【解析】A.小車和物塊組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零，水平方向動量守恒，系統(tǒng)整體所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤；B.摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數和等于摩擦力與相對位移的乘積，摩擦力做功的代數和為-mgR，故B正確；C.如果小車固定不動，物塊到達水平軌道時速度最大，由機械能守恒定律得：，v=，現在物塊下滑時，小車向左滑動，物塊的速度小于，故C錯誤；D.小車與物塊組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，物塊下滑過程，以向右為正方向，由動量守恒定律得：mv1?Mv2=0,由機械能守恒定律得：，解得：v2=，物塊到達B點時小車速度最大，故D正確；故選BD.12、BC【解析】AB、根據動量定理得，，知，故B正確，A錯誤；CD、根據動能定理得，，則，故C正確，D錯誤；故選BC．【點睛】根據動能定理研究功的關系，根據動量定理研究沖量的關系即可．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、(M-m)gh=12(M-m)【解析】（1）系統(tǒng)重力勢能的減小量為：△Ep=（M-m）gh，

物塊經過光電門的瞬時速度為：v＝bt，

則系統(tǒng)動能的增加量為：△Ek＝12(M+m)v1=12(M+m)(bt)1．

則機械能守恒的表達式為：(M?m)gh＝12(M+m)(b（1）光電門測出的平均速度是擋光片通過光電門過程中中間時刻的瞬時速度，此時下降的高度小于h，則系統(tǒng)減少的重力勢能大于系統(tǒng)增加的動能．

（3）為減小上述△v對結果的影響，可以減小擋光片的寬度，使得平均速度更接近瞬時速度，故C正確．

點睛：解決本題的關鍵知道