湖南省醴陵兩中學(xué)2021-2022學(xué)年高一物理第二學(xué)期期末綜合測試模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示。衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道3上運(yùn)行的周期小于在軌道1上的周期B．衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能大于在軌道1上的機(jī)械能C．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度大于它在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上由Q點(diǎn)運(yùn)動至P點(diǎn)的過程中，速度增大，加速度減小2、(本題9分)已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運(yùn)行的周期T．假設(shè)地球是一個均勻球體，那么僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（）A．月球的質(zhì)量 B．地球的質(zhì)量C．地球表面的重力加速度 D．地球的密度3、(本題9分)下列說法正確的是A．兩個勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻變速直線運(yùn)動B．做圓周運(yùn)動的物體受到的合力不一定指向圓心C．一對摩擦力做功的代數(shù)和為零D．物體豎直向上運(yùn)動，其機(jī)械能一定增加4、(本題9分)隨著我國登月計(jì)劃的實(shí)施，我國宇航員登上月球已經(jīng)不是夢想；假如我國宇航員登上月球并在月球表面附近以初速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)時間t后回到出發(fā)點(diǎn)．已知月球的半徑為R，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是：A．月球表面的重力加速度為B．月球的質(zhì)量為C．宇航員在月球表面獲得的速度就可能離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動D．宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動的繞行周期為5、(本題9分)表示能量的單位，下列正確的是A．瓦特B．焦耳C．牛頓D．米6、一個物體沿平直道路行駛，如圖所示，近似描寫了物體在0時刻到40s這段時間運(yùn)動的υ—t圖像.這物體所受合力為零的時間為A．10s B．20s C．30s D．40s7、(本題9分)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)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大運(yùn)行速度B．它是能使人造地球衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度C．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度D．它是人造地球衛(wèi)星脫離地球運(yùn)行的最小發(fā)射速度8、某科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)制作出一種全自動升降機(jī)模型，用電動機(jī)通過鋼絲繩拉著升降機(jī)由靜止開始勻加速上升，已知升降機(jī)的質(zhì)量為m，當(dāng)升降機(jī)的速度為v1時，電動機(jī)的電功率達(dá)到最大值P，此后電動機(jī)保持該功率不變，直到升降機(jī)以最大速度v2勻速上升為止，整個過程中忽略摩擦阻力及空氣阻力，重力加速度為g，有關(guān)此過程下列說法正確的是（）A．升降機(jī)的速度由v1增大至v2過程中，鋼絲繩的拉力不斷減小B．升降機(jī)的最大速度v2＝C．鋼絲繩的拉力對升降機(jī)所做的功等于升降機(jī)克服重力所做的功D．鋼絲繩的最大拉力為9、(本題9分)2022年冬奧會將在北京召開。如圖所示是簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖，運(yùn)動員從助滑雪道AB上由靜止開始滑下，到達(dá)C點(diǎn)后水平飛出，落到滑道上的D點(diǎn)，E是運(yùn)動軌跡上的某一點(diǎn)，在該點(diǎn)運(yùn)動員的速度方向與軌道CD平行，設(shè)運(yùn)動員從C到E與從E到D的運(yùn)動時間分別為t1、t2，EF垂直CD，則有關(guān)離開C點(diǎn)后的飛行過程（）A．有t1=t2，且CF=FDB．若運(yùn)動員離開C點(diǎn)的速度加倍，則飛行時間加倍C．若運(yùn)動員離開C點(diǎn)的速度加倍，則落在斜面上的距離加倍D．若運(yùn)動員離開C點(diǎn)的速度加倍，則落在斜面上的速度方向不變10、(本題9分)如圖所示，衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動，用ω、T、v、a分別表示衛(wèi)星運(yùn)動的角速度、周期、運(yùn)行速率、向心加速度．下列關(guān)系正確的有A．TA>TB B．vA>vBC．a(chǎn)A<aB D．ωA<ωB11、(本題9分)示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示．如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的（）A．極板x應(yīng)帶正電 B．極板x′應(yīng)帶正電C．極板y應(yīng)帶正電 D．極板y′應(yīng)帶正電12、(本題9分)如圖所示，一個長直輕桿兩端分別固定一個小球A和B，A球、B球質(zhì)量分別為2m、m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長度為。先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕振動小球B，使小球A在水平面上由靜止開始向右滑動，當(dāng)小球B沿墻下滑距離為時,下列說法正確的是（）A．小球A的速度為B．小球B的速度為C．小球B沿墻下滑過程中，桿對B做的功為D．小球B沿墻下滑過程中，桿對A做的功為二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）如圖甲所示是“研究平拋運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)裝置，其中M為電磁鐵，S為輕質(zhì)開關(guān)，E為電池，a、b是兩個相同的小鋼球．（1）如圖甲所示，在研究平拋運(yùn)動時，小球a沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，此時被電磁鐵吸住的小球b同時自由下落．改變整個裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的a、b兩球總是同時落地．該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了a球在離開軌道后_____A．水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動B．水平方向的分運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)C．豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動D．兩小球落地速度的大小相同（2）利用該實(shí)驗(yàn)裝置研究a小球平拋運(yùn)動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實(shí)驗(yàn)得到小球運(yùn)動軌跡中的三個點(diǎn)A、B、C，如圖乙所示．圖中O為坐標(biāo)原點(diǎn)，B點(diǎn)在兩坐標(biāo)線交點(diǎn)，坐標(biāo)xB＝40cm，yB＝20cm，A、C點(diǎn)位于所在小方格線的中點(diǎn)．則a小球水平飛出時的初速度大小為v0＝_____m/s；平拋小球在B點(diǎn)處的瞬時速度的大小vB＝_____m/s．（g＝10m/s2）14、（10分）用圖甲的“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。O時小球拋出時球心在地面上的垂直投影點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時，先讓入射小球多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到七落地點(diǎn)的平均位置P，測量平拋水平射程OP。然后把被碰小球靜置于水平軌道的末端，再將入射小球從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球相撞，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，找到兩個小球落地的平均位置M、N。（1）下列器材選取或?qū)嶒?yàn)操作符合實(shí)驗(yàn)要求的時____________。A．可選用半徑不同的兩小球B．選用兩球的質(zhì)量應(yīng)滿足C．需用秒表測量小球在空中飛行的時間D．斜槽軌道必須光滑（2）圖乙是小球的多次落點(diǎn)痕跡，由此可確定其落點(diǎn)的平均位置對應(yīng)的讀數(shù)為____________cm（3）在某次實(shí)驗(yàn)中，測量出兩小球的質(zhì)量分別為，三個落點(diǎn)的平均位置與O點(diǎn)的距離分別為OM、OP、ON。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式________________，即驗(yàn)證了碰撞前后兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒（用所給符號表示）。（4）驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)也可以在如圖所示的水平氣墊導(dǎo)軌上完成，實(shí)驗(yàn)時讓兩滑塊分別從導(dǎo)軌的左右兩側(cè)向中間運(yùn)動，滑塊運(yùn)動過程所受的阻力可忽略，它們穿過光電門后發(fā)生碰撞并粘連在一起。實(shí)驗(yàn)測得滑塊A的總質(zhì)量為滑塊B的總質(zhì)量為，兩滑塊遮光片的寬度相同，光電門記錄的遮光片擋光時間如下表所示。左側(cè)光電門右側(cè)光電門碰前碰后無在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式____________。即驗(yàn)證了碰撞前后兩滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒。（用測量的物理量表示）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）一條長為0.80m的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量m=0.10kg的小球，懸點(diǎn)O距離水平地面的高度H=1.00m開始時小球處于A點(diǎn)，此時輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時，輕繩碰到懸點(diǎn)O正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂不計(jì)輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度求：（1）當(dāng)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度大小；（2）繩斷裂后球從B點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn)，求小球落到C點(diǎn)時的瞬時速度的大??；（3）若OP=0.6m，輕繩碰到釘子P時繩中拉力達(dá)到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力．16、（12分）(本題9分)如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個ABC路段的v－t圖象如圖乙所示(在t＝15s處水平虛線與曲線相切)，運(yùn)動過程中汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率保持20kW不變，假設(shè)汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大?。?1)求汽車在AB路段上運(yùn)動時所受的阻力Ff1；(2)求汽車剛好到達(dá)B點(diǎn)時的加速度a；(3)求BC路段的長度．17、（12分）(本題9分)人造地球衛(wèi)星P繞地球球心作勻速圓周運(yùn)動，已知P衛(wèi)星質(zhì)量為m，距地球球心的距離為r，地球的質(zhì)量為M，引力常量為G.(1)求衛(wèi)星P與地球間的萬有引力；(2)現(xiàn)有另一地球衛(wèi)星Q，Q繞地球運(yùn)行的周期是衛(wèi)星P繞地球運(yùn)行周期的8倍，且P、Q的運(yùn)行軌跡位于同一平面內(nèi)，如圖所示，求衛(wèi)星P、Q在繞地球運(yùn)行過程中，兩星間相距最遠(yuǎn)時的距離多大？

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】

A、據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力可得衛(wèi)星的周期，可知，軌道3的半徑大于軌道1的軌道半徑，故軌道3上的周期大于軌道1上的周期，A錯誤；B、衛(wèi)星要從軌道1變軌到軌道3，需要在Q點(diǎn)加速后沿軌道2運(yùn)動，在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時再加速，最后在軌道3上運(yùn)動，所以衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能大于在軌道1上的機(jī)械能，B正確；C、同在Q點(diǎn)，萬有引力產(chǎn)生的加速度相同，與衛(wèi)星所在的軌道無關(guān)，C錯誤；D、衛(wèi)星在軌道2上由Q點(diǎn)運(yùn)動至P點(diǎn)過程中，引力對衛(wèi)星做正功，衛(wèi)星的速度越來越大，衛(wèi)星離地球越來越近，萬有引力產(chǎn)生的加速度越來越大，D錯誤。2、B【解析】

A.萬有引力提供環(huán)繞天體的向心力，此式只能計(jì)算中心天體的質(zhì)量，根據(jù)題給定的數(shù)據(jù)可以計(jì)算中心天體地球的質(zhì)量，而不能計(jì)算環(huán)繞天體月球的質(zhì)量，故A不符合題意；B.根據(jù)萬有引力提供向心力可得：可得中心天體質(zhì)量，故B符合題意；C.在地球表面重力和萬有引力相等，即所以因不知道地球半徑故不可以求出地球表面的重力加速度；故C不符合題意；D.因?yàn)樵虑虿皇墙仫w行，故在不知道地球半徑的情況下無法求得地球的密度，故D不符合題意．3、B【解析】

A.當(dāng)兩個勻變速直線運(yùn)動的合加速度與合初速度共線時，合運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動；當(dāng)合加速度與合初速度不共線時，合運(yùn)動為曲線運(yùn)動，故A錯誤；B.做勻速圓周運(yùn)動的物體合外力全部提供向心力，合外力一定指向圓心；做變速圓周運(yùn)動時，合外力沿半徑方向的分力提供向心力，合外力沿切線方向的分力改變速度的大小，故B正確；C.一對靜摩擦力做的功的代數(shù)和為零，一對滑動摩擦力做的功的代數(shù)和為負(fù)值，故C錯誤；D.根據(jù)功能關(guān)系可知，物體豎直向上運(yùn)動時，當(dāng)除重力以外的力的合力向上時，機(jī)械能增加，當(dāng)除重力以外的力的合力向下時，機(jī)械能減小，故D錯誤.4、B【解析】小球在月球表面做豎直上拋運(yùn)動，根據(jù)勻變速運(yùn)動規(guī)律得：；解得：g月=，故A錯誤；物體在月球表面上時，由重力等于地月球的萬有引力得：G=mg月；解得：，故B錯誤；宇航員離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動至少應(yīng)獲得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小，所以有：解得：故C正確．宇航員乘坐飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)重力提供向心力得：，解得：，故D錯誤；故選C．點(diǎn)睛：本題是衛(wèi)星類型的問題，常常建立這樣的模型：環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動，由中心天體的萬有引力提供向心力．重力加速度g是聯(lián)系物體運(yùn)動和天體運(yùn)動的橋梁．5、B【解析】

A.瓦特是功率的單位，選項(xiàng)A錯誤；B.焦耳是能量單位，選項(xiàng)B正確；C.牛頓是力的單位，選項(xiàng)C錯誤；D.米是長度單位，選項(xiàng)D錯誤。6、B【解析】

在10-30s內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動，合力為零，所以這物體所受合力為零的時間為20s。A.10s，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯誤；B.20s，與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確；C.30s，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯誤；D.40s，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯誤；7、ABC【解析】人造衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時，運(yùn)行速度v=，軌道半徑越大，速度越小，故第一宇宙速度是衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度，它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度，故ABC正確；第二宇宙速度是衛(wèi)星脫離地球的引力束縛成為一顆人造衛(wèi)星所必須的最小發(fā)射速度，故D錯誤；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；8、ABD【解析】

A.升降機(jī)速度由v1增大至v2的過程中，電動機(jī)保持功率不變，由P=Fv知，鋼絲繩的拉力不斷減小，故A正確；B.升降機(jī)的最大速度時，拉力等于重力，故有，故B正確；C.對整個過程運(yùn)用動能定理得，鋼絲繩的拉力對升降機(jī)所做的功大于升降機(jī)克服重力所做的功，故C錯誤；D.勻加速提升重物時鋼繩拉力最大，且等于勻加速結(jié)束時的拉力，由P=Fv得，故D正確。9、BD【解析】

AB.以C點(diǎn)為原點(diǎn)，以CD為x軸，以CD垂直向上方向?yàn)閥軸，建立坐標(biāo)系如圖：對運(yùn)動員的運(yùn)動進(jìn)行分解，y軸方向做類豎直上拋運(yùn)動，x軸方向做勻加速直線運(yùn)動。當(dāng)運(yùn)動員速度方向與軌道平行時，在Y軸方向上到達(dá)最高點(diǎn)，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性，知t1=t2。而x軸方向運(yùn)動員做勻加速運(yùn)動，因t1=t2，故CF＜FD，故A錯誤；BC.將初速度沿x、y方向分解為v1、v2，將加速度沿x、y方向分解為a1、a2，則運(yùn)動員的運(yùn)動時間為：，落在斜面上的距離：，離開C點(diǎn)的速度加倍，則v1、v2加倍，t加倍，由位移公式得s不加倍，故B正確，C錯誤；D.設(shè)運(yùn)動員落在斜面上的速度方向與水平方向的夾角為，斜面的傾角為．則有：，，則得，一定，則一定，則知運(yùn)動員落在斜面上的速度方向與從C點(diǎn)飛出時的速度大小無關(guān)，故D正確。10、ACD【解析】

萬有引力提供衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動的向心力，則，解得；；；，則由于rA>rB，則TA>TB，vA<vB，aA<aB，ωA<ωB，故選項(xiàng)ACD正確，B錯誤.11、AC【解析】

本題考查示波器的原理，YY’間的電場使得電子在y軸上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，XX’間的電場使得電子在x軸上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)據(jù)熒光屏上電子的坐標(biāo)可知示波管內(nèi)電子受力情況：受指向y方向和指向x方向電場力．即電子在經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極時向X、Y兩極板偏轉(zhuǎn)，則這兩個電極都應(yīng)帶正電，故AC正確12、AD【解析】

AB.當(dāng)小球B沿墻下滑距離為時，桿與水平方向的夾角的正弦是，此時A、B兩小球的速度關(guān)系滿足，由機(jī)械能守恒定律得：解得：小球A的速度為。小球B的速度為，故A正確，B錯誤。C.由動能定理得：，小球B沿墻下滑過程中，桿對B做的功為，故C錯誤；D由動能定理得：，小球B沿墻下滑過程中，桿對A做的功為，故D正確；二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、C22【解析】

（1）[1]球a與球b同時釋放，同時落地，時間相同；a球做平拋運(yùn)動，b球做自由落體運(yùn)動；將球a的運(yùn)動沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個分運(yùn)動同時發(fā)生，具有等時性，因而a球的豎直分運(yùn)動與b球時間相等，改變整個裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的a、b兩個小球總是同時落地，說明在任意時刻在兩球同一高度，即a球的豎直分運(yùn)動與b球完全相同，說明了平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動；故填C.（2）[2]由題意可知，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為20cm，縱坐標(biāo)為5cm，C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為60cm，縱坐標(biāo)為45cm.根據(jù)△y＝gT2，得：Ts＝0.1s則平拋運(yùn)動的初速度為：v0m/s＝2m/s.[3]B點(diǎn)豎直方向上的分速度為：vym/s＝2m/s.則B點(diǎn)的瞬時速度為：vB2m/s.14、B55.50【解析】

（1）[1]A.為保證碰撞在同一條水平線上，所以兩個小球的半徑要相等。故A錯誤；B.為保證入射小球不反彈，入射小球的質(zhì)量應(yīng)比被碰小球質(zhì)量大。故B正確；C.小球在空中做平拋運(yùn)動的時間是相等的，所以不需要測量時間。故C錯誤；D.要保證小球在空中做平拋運(yùn)動，所以斜槽軌道末端必須水平，但是在斜槽軌道的運(yùn)動發(fā)生在平拋以前，所以不需要光滑，但入射球必須從同一高度釋放。故D錯誤。故選：B；（2）[2]確定B球落點(diǎn)平均位置的方法：用盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置；碰撞后m2球的水平路程應(yīng)取為55.50cm；（3）[3]要驗(yàn)證動量守恒定律定