江蘇省常州市高級中學(xué)2022年物理高一第二學(xué)期期末達(dá)標(biāo)測試試題含解析

2021-2022學(xué)年高一下物理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、(本題9分)有一豎直放置的“T”形架，表面光滑，滑塊A、B分別套在水平桿與豎直桿上，A、B用一不可伸長的輕細(xì)繩相連，A、B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點(diǎn)，如圖所示，開始時細(xì)繩水平伸直，A、B靜止．由靜止釋放B后，已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°時，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v，則連接A、B的繩長為（）A． B． C． D．2、(本題9分)如圖所示，A、B、C是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說法正確的是()A．根據(jù)v＝gr，可知線速度vA<vB<vCB．根據(jù)萬有引力定律，可知衛(wèi)星所受的地球引力FA>FB>FCC．周期TA>TB>TCD．向心加速度aA>aB>aC3、(本題9分)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中C為ND段電勢最低的點(diǎn)，則下列說法正確的是()A．q1、q2為等量異種電荷B．N、C兩點(diǎn)間場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向C．N、D兩點(diǎn)間的電場強(qiáng)度大小沿x軸正方向先減小后增大D．將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電勢能先增大后減小4、(本題9分)關(guān)于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，下列說法正確的是（）A．如果物體高度降低，則重力對物體做正功，物體的重力勢能增加B．如果物體高度降低，則重力對物體做負(fù)功，物體的重力勢能減少C．如果物體高度升高，則重力對物體做負(fù)功，物體的重力勢能增加D．如果物體高度升高，則重力對物體做正功，物體的重力勢能減少5、(本題9分)皮帶傳動裝置中，小輪半徑為r，大輪半徑為2r。A和B分別是兩個輪邊緣上的質(zhì)點(diǎn)，大輪中另一質(zhì)點(diǎn)P到轉(zhuǎn)動軸的距離也為r，皮帶不打滑。則()A．A與P的角速度相同B．B與P的線速度相同C．A的向心加速度是B的D．P的向心加速度是A的6、(本題9分)在靜電場中，一個電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時靜電力做功為5eV（1eV=1．6×10-19J），則以下說法中正確的是（）A．電場強(qiáng)度的方向一定由b直線指向aB．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間電勢差Uab=5VC．電子的電勢能減少5eVD．電子的電勢能減少5J7、(本題9分)當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展的大主題是“安全”、“環(huán)?！薄肮?jié)能”.某型號新能源汽車的額定功率為P額，在水平路面上行駛時受到的阻力是f.在阻力不變的條件下，下列說法正確的是（）A．汽車在額定功率下行駛的最大速率是B．汽車保持速度v(小于最大速度)勻速行駛時發(fā)動機(jī)輸出的實(shí)際功率小于fvC．若汽車以恒定加速度由靜止啟動，行駛后速度達(dá)到最大，該過程牽引力做功為fs．D．若汽車以額定功率由靜止啟動，經(jīng)后速度達(dá)到最大，該過程牽引力做功為P額8、用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是（）A．小球過最高點(diǎn)時，繩子張力可以為零B．小球過最高點(diǎn)時的速度是0C．小球做圓周運(yùn)動過最高點(diǎn)時的最小速度是√gRD．小球過最高點(diǎn)時，繩子對小球的作用力可以與球所受重力方向相反9、一行星繞恒星作圓周運(yùn)動由天文觀測可得，其運(yùn)動周期為T,速度為v,引力常量為G,則下列結(jié)論正確的有A．恒星的質(zhì)量為B．行星運(yùn)動的軌道半徑為C．行星的質(zhì)量為D．行星運(yùn)動的加速度為10、(本題9分)科幻電影《流浪地球》中講述了人類想方設(shè)法讓地球脫離太陽系的故事.地球流浪途中在接近木星時被木星吸引,當(dāng)?shù)厍蚩煲矒裟拘堑奈ｋU時刻，點(diǎn)燃木星產(chǎn)生強(qiáng)大氣流推開地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，且航天器在地球表面的重力為G1，在木星表面的重力為G2，地球與木星均可視為球體，其半徑分別為R1、R2，則下列說法正確的是（）A．地球逃逸前，其在相等時間內(nèi)與太陽連線掃過的面積相等B．木星與地球的第一宇宙速度之比為GC．地球與木星繞太陽公轉(zhuǎn)周期之比的立方等于它們軌道半長軸之比的平方D．地球與木星的質(zhì)量之比為G11、(本題9分)從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和。取地面為重力勢能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s1．由圖中數(shù)據(jù)可得（）A．從地面至h＝4m，物體重力做功80JB．從地面至h＝4m，物體克服空氣阻力做功10JC．物體的質(zhì)量為1kgD．h＝0時，物體的速率為10m/s12、一個重為mg的物體在外力F作用下，從靜止開始沿一條豎直平面內(nèi)的直線斜向下運(yùn)動，直線軌跡與豎直方向成30°角，不計空氣阻力，則該物體機(jī)械能大小的變化可能是A．若，則物體運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒B．若，則物體運(yùn)動過程中機(jī)械能可能增大，也可能減小C．若，則物體運(yùn)動過程中機(jī)械能一定越來越大D．若，則物體運(yùn)動過程中機(jī)械能一定越來越大二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，接通開關(guān)S，對電路中的電容器充電．充電后，該電容器______（選填“上”或“下”）極板帶正電荷．若電容器的兩個極板分別帶上了電荷量均為Q的等量異號電荷，此時電容器所帶的電荷量為______．14、（10分）(本題9分)一實(shí)驗(yàn)小組要用如圖所示的裝置探究動能定理，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作下列說法正確的是_________．A．應(yīng)改變橡皮筋拉伸的長度，打出不同的紙帶進(jìn)行分析B．應(yīng)保持橡皮筋拉伸的長度不變，改變橡皮筋的條數(shù)，打出不同的紙帶進(jìn)行分析C．應(yīng)選取紙帶上點(diǎn)跡間隔均勻的一段進(jìn)行測量，以求出小車勻速運(yùn)動時的速度D．實(shí)驗(yàn)中將木板左端適當(dāng)墊高的目的是：使重力分力平衡掉小車和紙帶受到的摩擦力，提高實(shí)驗(yàn)的精確度三、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）如圖，一根原長為l0的輕彈簧套在光滑直桿AB上，其下端固定在桿的A端，質(zhì)量為m的小球也套在桿上且與彈簧的上端相連。球和桿一起繞經(jīng)過桿A端的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，且桿與水平面間始終保持30°角。已知桿處于靜止?fàn)顟B(tài)時彈簧的壓縮量為，重力加速度為g。求：（1）求彈簧的勁度系數(shù)k；（2）彈簧為原長時，桿的角速度為多少；（3）在桿的角速度由0緩慢增大到過程中，小球機(jī)械能增加了多少。16、（12分）甲圖是我國自主研制的200mm離子電推進(jìn)系統(tǒng)，已經(jīng)通過我國“實(shí)踐九號”衛(wèi)星空間飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，有望在2015年全面應(yīng)用于我國航天器．離子電推進(jìn)系統(tǒng)的核心部件為離子推進(jìn)器，它采用噴出帶電離子的方式實(shí)現(xiàn)飛船的姿態(tài)和軌道的調(diào)整，具有大幅減少推進(jìn)劑燃料消耗、操控更靈活、定位更精準(zhǔn)等優(yōu)勢．離子推進(jìn)器的工作原理如圖乙所示，推進(jìn)劑氙原子P噴注入腔室C后，被電子槍G射出的電子碰撞而電離，成為帶正電的氙離子．氙離子從腔室C中飄移過柵電極A的速度大小可忽略不計，在柵電極A、B之間的電場中加速，并從柵電極B噴出．在加速氙離子的過程中飛船獲得推力．已知柵電極A、B之間的電壓為U，氙離子的質(zhì)量為m、電荷量為q．（1）將該離子推進(jìn)器固定在地面上進(jìn)行試驗(yàn)．求氙離子經(jīng)A、B之間的電場加速后，通過柵電極B時的速度v的大??；（2）配有該離子推進(jìn)器的飛船的總質(zhì)量為M，現(xiàn)需要對飛船運(yùn)行方向作一次微調(diào)，即通過推進(jìn)器短暫工作讓飛船在與原速度垂直方向上獲得一很小的速度Δv，此過程中可認(rèn)為氙離子仍以第（1）中所求的速度通過柵電極B．推進(jìn)器工作時飛船的總質(zhì)量可視為不變．求推進(jìn)器在此次工作過程中噴射的氙離子數(shù)目N．（3）可以用離子推進(jìn)器工作過程中產(chǎn)生的推力與A、B之間的電場對氙離子做功的功率的比值S來反映推進(jìn)器工作情況．通過計算說明采取哪些措施可以增大S，并對增大S的實(shí)際意義說出你的看法．17、（12分）(本題9分)如圖所示，AB為傾角37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙，BP為圓心角等于143°、半徑R=1m的豎直光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)，P、Q兩點(diǎn)在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點(diǎn)，另一自由端在斜面上C點(diǎn)處，現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的小物塊在外力作用下降彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn)后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過C點(diǎn)后，從C點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中的位移與時間的關(guān)系為（式中x單位為m，t單位是s），假設(shè)物塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)后恰能到達(dá)P點(diǎn)，sin37°=0.6，cos37°=0.8，，試求：（1）若CD=1m，試求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，彈簧對物塊所做的功；（2）B、C兩點(diǎn)間的距離x；（3）若在P處安裝一個豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞后速度反向，速度大小不變，小物塊與彈簧相互作用不損失機(jī)械能，試通過計算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運(yùn)動過程中是否會脫離軌道？

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】將A、B的速度分解為沿繩的方向和垂直于繩子的方向，兩物體沿繩子方向的速度相等，有：所以：AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有：所以：繩長．故D正確，A、B、C錯誤．點(diǎn)睛：繩（桿）連接的物體沿繩（桿）方向的速度分量相等．2、D【解析】

A．人造地球衛(wèi)星的萬有引力提供向心力GMmr2=mv2r，可得v=GMr，可知線速度vB．衛(wèi)星之間的質(zhì)量關(guān)系不清楚，所以所受萬有引力大小關(guān)系不清楚，B錯誤C．人造地球衛(wèi)星的萬有引力提供向心力GMmr2=m4π2T2r，可得T=2πrD．人造地球衛(wèi)星的萬有引力提供向心力GMmr2=man，可得GMr2=an3、C【解析】

A．若是異種電荷，電勢應(yīng)該逐漸減小或逐漸增大，由圖象可以看出，應(yīng)該是等量的同種正電荷，故A錯誤；B．沿x正方向從N到C的過程，電勢降低，N、C兩點(diǎn)間場強(qiáng)方向沿x軸正方向．故B正確；C．φ?x圖線的斜率表示電場強(qiáng)度，由圖可得N、D兩點(diǎn)間的電場強(qiáng)度大小沿x軸正方向先減小后增大，故C正確；D．NC電場線向右，CD電場線向左，將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功，電勢能先減小后增大．故D錯誤；【點(diǎn)睛】由圖象中電勢的特點(diǎn)可以判斷是同種等量正電荷．由電勢圖線的斜率可以判斷電場強(qiáng)度的大小．沿電場線電勢降低，可以判斷電場強(qiáng)度的方向，可知電場力做功的正負(fù)，從而判斷電勢能的變化．4、C【解析】

物體高度降低，重力做正功，重力勢能減少，A、B錯；物體高度升高，重力做負(fù)功，重力勢能增加，C對,D．故選C【點(diǎn)睛】重力做正功,重力勢能減小,重力做負(fù)功,重力勢能增加.重力勢能的大小與零勢能的選取有關(guān),但重力勢能的變化與零勢能的選取無關(guān).5、D【解析】

A．A，B兩點(diǎn)線速度相等，B，P兩點(diǎn)角速度相等，A，B的半徑不等，則A，B的角速度不等，則A，P的角速度不同，故A錯誤；B．B，P的角速度相等，半徑不等，根據(jù)，B，P的線速度不同，故B錯誤；C．A，B的線速度相等，根據(jù)知，A的向心加速度是B的2倍，故C錯誤；D．P、B角速度相等，根據(jù)知B的向心加速度是P的2倍，A的向心加速度是B的2倍，則P的向心加速度是A的，故D正確。故選D?！军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道靠傳送帶傳動輪子邊緣上的點(diǎn)線速度相等，共軸轉(zhuǎn)動的點(diǎn)，角速度相等，以及掌握線速度與角速度的關(guān)系，向心加速度與線速度、角速度的關(guān)系．6、C【解析】由題意知，電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做功5eV，電勢能減少5eV，電場強(qiáng)度的方向不一定由b指向a．故AD錯誤，C正確．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢差，故B錯誤；本題選錯誤的，故選ABD.7、AD【解析】A、當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時，牽引力和阻力大小相等，由可得，最大速度為：，故選項(xiàng)A正確；B、當(dāng)汽車保持速度v(小于最大速度)勻速行駛時，其牽引力，則實(shí)際功率為：，故選項(xiàng)B錯誤；C、若汽車以恒定加速度由靜止啟動，其牽引力不變，當(dāng)功率達(dá)到額定功率之后，牽引力開始減小，達(dá)到最大速度是牽引力等于阻力，即開始時牽引力大于阻力，最后等于阻力，所以該過程牽引力做功與不相等，故選項(xiàng)C錯誤；D、根據(jù)功率的公式：可知，若汽車以額定功率由靜止啟動，經(jīng)后速度達(dá)到最大，該過程牽引力做功為，故選項(xiàng)D正確．點(diǎn)睛：本題考查機(jī)車啟動的問題，需要注意當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時，牽引力和阻力大小相等，根據(jù)分析即可得出結(jié)論．8、AC【解析】A、小球在圓周最高點(diǎn)時，向心力可能等于重力，此時拉力為零，故A正確；B、C、小球剛好能過最高點(diǎn)時滿足的條件是小球受的重力提供向心力，即：mg=mv2R【點(diǎn)睛】圓周運(yùn)動問題重在分析向心力的來源，利用牛頓第二定律列方程，記住剛好能過最高點(diǎn)的臨界情況．9、ABD【解析】

A、B項(xiàng)：根據(jù)線速度與軌道半徑和周期的關(guān)系得行星運(yùn)動的軌道半徑為：，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：，聯(lián)立解得：，故AB正確；C項(xiàng)：根據(jù)題意無法求出行星的質(zhì)量，故C錯誤；D項(xiàng)：加速度為：結(jié)合解得：行星運(yùn)動的加速度為，故D正確。10、AD【解析】

A.由開普勒第二定律可知對每一個行星而言，行星與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，所以地球逃逸前，其在相等時間內(nèi)與太陽連線掃過的面積相等，故選項(xiàng)A正確；B.根據(jù)重力提供向心力得G1=mv12RC.根據(jù)開普勒第三定律得a13TD.根據(jù)重力與萬有引力相等，根據(jù)G'=GMmR2解得M=G'R2Gm，可得地球的質(zhì)量為11、BC【解析】

A.從地面至h=4m，物體重力勢能增加了80J，則物體重力做功-80J，故A項(xiàng)與題意不相符；B.從地面至h=4m，物體的機(jī)械能減少10J，根據(jù)功能關(guān)系知，物體克服空氣阻力做功10J．故B項(xiàng)與題意相符；C.由圖知，h=4m時Ep=80J，由Ep=mgh得m=1kg，故C項(xiàng)與題意相符；D.h=0時，Ep=0，E總=100J，則物體的動能為Ek=E總-Ep=100J由E得：v0故D項(xiàng)與題意不相符。12、ABD【解析】

A.因?yàn)槲矬w做直線運(yùn)動，拉力F和重力的合力與運(yùn)動軌跡在同一直線上，當(dāng)外力時，的方向垂直于運(yùn)動的直線，不做功，A正確；BC.當(dāng)大于小于時，F(xiàn)的方向不可能與軌跡垂直，或斜向上或斜向下。因此可能做正功，也可能做負(fù)功，機(jī)械能可能增大，也可能減小，B正確，C錯誤。D.若時的方向與運(yùn)動軌跡成銳角，故一定要做正功，機(jī)械能越來越大，D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、上Q【解析】

[1]圖中電容器充電過程，充完電后電容器上極板與電源的正極相連，則電容器上極板帶正電；[2]電容器電荷量是單極板所帶電荷量的絕對值，故電荷量為Q14、BCD【解析】實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系，故A錯誤，B正確；需要測量出加速的末速度，即最大速度，也就是勻速運(yùn)動的速度，所以應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)間隔均勻的一段進(jìn)行測量，故C正確；實(shí)驗(yàn)中將木板左端適當(dāng)墊高的目的是使重力分力平衡掉小車和紙帶受到的摩擦力，提高實(shí)驗(yàn)的精確度，故D正確；故選BCD．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）求彈簧的勁度系數(shù)k為；（2）彈簧為原長時，桿的角速度為；（3）在桿的角速度由0緩慢增大到過程中，小球機(jī)械能增加了?！窘馕觥?/p>

（1）由平衡條件解得彈簧的勁度系數(shù)為：；（2）當(dāng)彈簧彈力為零時，小球只受到重力和桿的支持力，它們的合力提供向心力，則有：，解得：；（3）當(dāng)時，彈簧處于伸長狀態(tài)，伸長量為x，由正交分解知豎直方向：FNcos30°﹣kxsin30°＝mg，水平方向：，解得：。此時，彈簧彈性勢能增量為零，此時小球速度為：v＝ω2（l0+x）sin60°，小球機(jī)械能增量為：。