武漢市重點中學2023年高一物理第二學期期末教學質量檢測模擬試題含解析

2022-2023學年高一下物理期末模擬試卷注意事項1．考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．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)假設在地球周圍有質量相等的A、B兩顆地球衛(wèi)星，已知地球半徑為R,衛(wèi)星A距地面高度為R,衛(wèi)星B距地面高度為2R,衛(wèi)星B受到地球的萬有引力大小為F,則衛(wèi)星A受到地球的萬有引力大小為：A． B． C． D．4F2、(本題9分)如圖，傾角為α=45°的斜面ABC固定在水平面上，質量為m的小球從頂點A先后以初速度v0和2vo向左水平拋出，分別落在斜面上的P1、P2點，經(jīng)歷的時間分別為t1、t2；A點與P1、Pl與P2之間的距離分別為l1和l2，不計空氣阻力影響。下列說法正確的是（）A．t1：t2=1：1B．ll：l2=1：2C．兩球剛落到斜面上時的速度比為1：4D．兩球落到斜面上時的速度與斜面的夾角正切值的比為1：13、(本題9分)一種玩具的結構如圖所示，豎直放置的光滑鐵環(huán)的半徑為R=20cm，環(huán)上有一穿孔的小球m，僅能沿環(huán)做無摩擦的滑動，如果圓環(huán)繞著過環(huán)心的豎直軸以10rad/s的角速度旋轉（取g=10m/s2），則相對環(huán)靜止時小球與環(huán)心O的連線與O1O2的夾角θ是（）A．60°B．45°C．30°D．75°4、(本題9分)某人造地球衛(wèi)星沿圓軌道運行，軌道半徑，周期，已知萬有引力常量。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以求得的物理量為A．地球的質量B．地球的平均密度C．地球表面的重力加速度大小D．地球對該衛(wèi)星的萬有引力大小5、(本題9分)質量為m的物體，靜止在傾角為θ斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動了距離L，如圖所示。已知斜面運動過程中物體相對斜面始終靜止，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．合力對物體做功為零 B．重力對物體做功為mgLtanθC．物體克服摩擦力做功為mgLsinθ D．支持力對物體做功mgLsinθ6、(本題9分)仰臥起坐是體育課上經(jīng)常鍛煉的項目，一次測試中某位女同學質量為50kg，假設其上半身質量為全身的0.6，她在1分鐘內(nèi)做了40個仰臥起坐，每次仰臥起坐時下半身重心位置不變，則她克服重力做功的平均功率約為（）A．6w B．60w C．120w D．240w7、(本題9分)如圖所示，一質量為M的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質量為m的小環(huán)，從大環(huán)的最高處由靜止滑下，滑到大環(huán)的最低點的過程中，(重力加速度大小為g)()A．小環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點時處于失重狀態(tài)B．小環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點時處于超重狀態(tài)C．此過程中小環(huán)的機械能守恒D．小環(huán)滑到大環(huán)最低點時，大圓環(huán)對桿的拉力大于(m＋M)g8、(本題9分)如圖所示，光滑水平面OB與足夠長粗糙斜面BC交于B點．輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)將質量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上．不計滑塊在B點的機械能損失；換用相同材料質量為m2的滑塊(m2>m1)壓縮彈簧到相同位置，然后由靜止釋放，下列對兩滑塊說法中正確的有()A．兩滑塊到達B點的速度相同B．兩滑塊沿斜面上升的最大高度不相同C．兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功不相同D．兩滑塊上升到最高點過程機械能損失相同9、(本題9分)如圖所示，足夠長傳送帶與水平方向的傾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力的作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉動，則在b上升h高度(未與滑輪相碰)過程中()A．物塊a重力勢能減少量等于物塊b重力勢能的增加量B．物塊a機械能的減少量等于物塊b機械能的增加量C．摩擦力對物塊a做的功等于物塊a、b動能增加之和D．任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等10、(本題9分)2016年1月11日，中國正式立項首次火星探測任務，并將于2020年左右發(fā)射一顆火星探測衛(wèi)星．假定顆探測衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運動的速度大小為v，這顆衛(wèi)星在地球表面的發(fā)射速度為，則以下關系正確的是A．v跟地球的質量與半徑均無關B．C．D．11、(本題9分)如圖所示，甲、乙兩種粗糙面不同但高度相同的傳送帶，傾斜放置，以同樣恒定速率v順時針轉動?，F(xiàn)將一質量為m的小物塊(視為質點)輕輕放在A處，小物塊在甲傳送帶上到達B處時恰好達到傳送帶的速率v；在乙傳送帶上到達離B豎直高度為h的C處時達到傳送帶的速率v.已知B處離地面高度為H，則在物塊從A到B的過程中A．兩種傳送帶對小物塊做功相等B．兩種傳送帶因運送物塊而多消耗的電能相等C．兩種傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù)不等，甲的小D．兩種傳送帶與物塊摩擦產(chǎn)生的熱量相等12、經(jīng)典力學有一定的局限性和適用范圍．下列運動適合用經(jīng)典力學研究和解釋的是（）A．“墨子號”量子衛(wèi)星繞地球運動的規(guī)律B．“墨子號”量子衛(wèi)星從太空發(fā)出兩道紅光，射向云南雨江高美古站，首次實現(xiàn)了人類歷史上第一次距離達千里級的量子密鑰分發(fā)C．氫原子內(nèi)電子的運動D．高速飛行的子彈的運動二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)（1）在做“研究平拋運動”的實驗時,讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡.為了能較準確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求,正確的是__________.A．通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次必須由靜止釋放小球C．記錄小球經(jīng)過不同高度的位置用時,每次必須嚴格地等距離下降D．固定白紙的木板必須調節(jié)成豎直E.每次釋放小球的位置必須不同F(xiàn).將球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線（2）某學生在做“研究平拋運動”的實驗中,忘記記下小球做平拋運動的起點位置,O為物體運動一段時間后的位置,取為坐標原點,平拋的軌跡如圖所示,根據(jù)軌跡的坐標求出物體做平拋運動的初速度為v0_________m/s,拋出點的坐標為_________(g取10m/s2).14、（10分）(本題9分)三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：（1）甲同學采用如圖(1)所示的裝置．用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明__________．（2）乙同學采用如圖(2)所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC＝BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出．實驗可觀察到的現(xiàn)象應是_________．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明______________．（3）丙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖(3)所示的“小球做平拋運動”的照片．圖中每個小方格的邊長為10cm，則由圖可求得拍攝時每__s曝光一次，該小球運動到圖中位置2時速度大小為__m/s(g取10m/s2)．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）如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s的速度運動，運動方向如圖所示．一個質量為2kg的物體（物體可以視為質點），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其動能損失．物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點處，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時間；（2）傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少；（3）上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少；（4）物體隨傳送帶向右運動，最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少？16、（12分）中國載人航天工程辦公室發(fā)布消息稱，我國即將建成的空間站包括一個核心艙，二個實驗艙.若宇航員通過隨身攜帶的計時工具測得空間站繞地球運動的n周的時間為t，又知地球的半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，萬有引力常量為G.將空間站繞地球運動看作勻速圓周運動，不考慮地球自轉的影響，求空間站離地面的高度h.17、（12分）某運動員在平直雪道上的A、B兩地間進行滑雪訓練。在某次由A到B的訓練中，他利用滑雪杖獲得水平推力F=84N從A由靜止開始向前滑行，作用時間為t1=1s，之后立即撤除水平推力，滑行t2=2s后再次用滑雪杖獲得同樣的水平推力，作用距離與第一次使用雪仗時相同，接著再次撤除水平推力后，運動員滑到B時剛好停下。已知該運動員連同裝備的總質量為m=60kg，在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff=12N，求在這次訓練中.(1)第一次利用滑雪杖獲得的加速度大小及這段時間內(nèi)的位移大?。?2)運動員獲得的最大速度；(3)A、B兩地間的距離。

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、C【解析】

B衛(wèi)星距地心為3R，根據(jù)萬有引力的表達式，可知受到的萬有引力為；A衛(wèi)星距地心為2R，受到的萬有引力為，則有；故A，B，D錯誤；C正確.2、D【解析】

A．根據(jù)得因為初速度之比為1：2，則運動的時間之比為1：2，故A錯誤。

B．水平位移因為初速度之比為1：2，則水平位移之比為1：4，由可知ll：l2=1：4故B錯誤。

C．根據(jù)動能定理其中y=x，則則兩球剛落到斜面上時的速度比為1：2，選項C錯誤；D．平拋運動某時刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，由于落在斜面上，位移方向相同，則速度方向相同，即兩球落到斜面上時的速度與斜面的夾角正切值的比為1：1，故D正確。

故選D。3、A【解析】小球轉動的半徑為Rsinθ，小球所受的合力垂直指向轉軸，根據(jù)平行四邊形定則和牛頓第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正確，ABD錯誤。4、A【解析】

A.根據(jù)萬有引力提供向心力，；代入數(shù)據(jù)可得：M=6×1024kg．故A正確；B.由于沒有給出地球的半徑，所以不能求出地球的密度。故B錯誤；C.由于沒有給出地球的半徑，所以不能根據(jù)萬有引力定律求出地球表面的重力加速度大小。故C錯誤；D.由于沒有給出衛(wèi)星的質量，所以不能根據(jù)萬有引力定律求出地球對該衛(wèi)星的萬有引力大小。故D錯誤；5、A【解析】

A．物體勻速運動時，合力為零，合力對物體做功為零，故A正確；B．物體在水平方向移動，在重力方向上沒有位移，所以重力對物體做功為零，故B錯誤；C．摩擦力沿斜面向上，與位移的夾角為，根據(jù)平衡條件可得所以摩擦力對物體做功為即物體克服摩擦力做功為，故C錯誤；D．支持力垂直斜面向上，與位移的夾角，則彈力對物體做功故D錯誤；故選A。6、B【解析】

假設女同學身高為1.60m，做一次仰臥起坐重心升高h大約為身高的，女同學做一次仰臥起坐克服重力做的功W=0.6mgh=0.650101.60J=96J，1分鐘內(nèi)做了40個仰臥起坐，則她克服重力做功的平均功率大約為P==W=64W，故A、C、D錯誤，B正確。7、BCD【解析】

AB．小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，有豎直向上的加速度，由牛頓運動定律可知小環(huán)處于超重狀態(tài)．故A錯誤，B正確；C．由于大環(huán)固定不動，對小環(huán)的支持力不做功，只有重力對小環(huán)做功，所以小環(huán)的機械能守恒，故C正確；D．小環(huán)從最高到最低，由動能定理得：，小環(huán)在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律得：，聯(lián)立得：F=5mg，對大環(huán)分析，有：T=F+Mg=5mg+Mg＞（m+M）g，故D正確．8、BD【解析】

A．兩滑塊到B點的動能相同，但速度不同，故A錯誤；

B．兩滑塊在斜面上運動時加速度相同，由于速度不同，故上升高度不同，故B正確；

C．兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功為mgh，由能量守恒定律得：，所以，，故兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功相同，故C錯誤；

D．由能量守恒定律得：，其中，，結合C分析得，D正確．【點睛】先是彈性勢能轉化為動能，沖上斜面運動過程機械能損失變?yōu)槟Σ辽鸁?，由能量守恒定律可得，動能的減少等于重力勢能的增加量與摩擦產(chǎn)生的熱量之和．9、ACD【解析】

A．開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，則有magsinθ=mbg，則masinθ=mb．b上升h，則a下降高度為hsinθ，則a重力勢能的減小量為maghsinθ=mbgh．即物塊a重力勢能減少量等于物塊b重力勢能的增加量，故A正確．B．由于摩擦力對a做正功，系統(tǒng)機械能增加，所以物塊a機械能的減少量小于物塊b機械能的增加量，故B錯誤．C．根據(jù)能量守恒得知系統(tǒng)機械能增加，摩擦力對a做的功等于a、b機械能的增量．所以摩擦力做功大于a的機械能增加．因為系統(tǒng)重力勢能不變，所以摩擦力做功等于系統(tǒng)動能的增加之和．故C正確．D．任意時刻a、b的速率相等，對b，克服重力的瞬時功率Pb=mgv，對a有：Pa=magvsinθ=mgv，所以重力對a、b做功的瞬時功率大小相等．故D正確．10、AD【解析】

A．探測衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力可得，v跟火星的質量有關，與到火星的中心的距離有關，跟地球的質量與半徑均無關，故A正確；B．由于探測衛(wèi)星到火星的中心的距離未知，所以無法確定衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運動的速度大小，故B錯誤；CD．第一宇宙速度為7.9km/s，第二宇宙速度為

11.2km/s，第三宇宙速度為

16.7km/s，火星探測器要脫離地球的引力作用范圍，但仍在太陽系內(nèi)，故火星探測器的發(fā)射速度大于11.2km/s且小于16.7km/s，故D正確，C錯誤；故選AD．【點睛】第一宇宙速度又稱為環(huán)繞速度，是指在地球上發(fā)射的物體繞地球飛行作圓周運動所需的最小初始速度，第二宇宙速度，這是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度．11、AC【解析】

A.傳送帶對小物體做功等于小物塊機械能的增加量，兩種情況下物體動能的增加量相等，重力勢能的增加量也相同，即機械能的增加量相等，根據(jù)功能關系知，兩種傳送帶對小物體做功相等，故A正確.C.根據(jù)公式v2=2ax，乙物體的位移小，v相等，可知物體加速度關系a甲＜a乙，再由牛頓第二定律μmgcosθ-mgsinθ=ma，得知μ甲＜μ乙；故C正確.D.由摩擦生熱Q=fS相對知，甲圖中：，，．乙圖中：，，解得：，，Q甲＞Q乙；故D錯誤.B.根據(jù)能量守恒定律，電動機消耗的電能E電等于摩擦產(chǎn)生的熱量Q與物塊增加機械能之和，因物塊兩次從A到B增加的機械能相同，Q甲＞Q乙，所以將小物體傳送到B處，兩種傳送帶消耗的電能甲更多，故B錯誤.12、AD【解析】

A、“墨子號”量子衛(wèi)星繞地球運動的宏觀物體的運動，適合用經(jīng)典力學研究和解釋，A正確；B、量子密鑰分發(fā)是微觀粒子運動，不適合用經(jīng)典力學研究和解釋，B錯誤；C、氫原子內(nèi)電子的運動是微觀粒子運動，不適合用經(jīng)典力學研究和解釋，C錯誤；D、高速飛行的子彈的運動，宏觀物體的運動，適合用經(jīng)典力學研究和解釋，D正確；二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、ABD1.0m/s（-10,-5）【解析】

(1)A項：通過調節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動．故A正確；B、E項：因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故B正確，E錯誤；C項：因平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，在相同時間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應是等距的，故C錯誤；D項：做平拋運動的物體在同一豎直面內(nèi)運動，固定白紙的木板必須調節(jié)成豎直，故D正確；F項：將球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點連接起來，故F錯誤。(2)在豎直方向上Δy=gT2得：T=Δyg=0.1s，則小球平拋運動的初速度v0=xT=1.0ms14、平拋運動在豎直方向的分運動為自由落體運動P，Q二球相碰平拋運動在水平方向上的分運動為勻速直線運動0.12.5【解析】

（1）金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，兩球同時落地，改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，知A球豎直方向上的運動規(guī)律與B球相同，即平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．（2）兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的末端射出，實驗可觀察到P，Q二球相碰，知P球水平方向上的運動規(guī)律與Q球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．（3）在豎直方向上，根據(jù)y=L=gT2得：曝光時間T===0.1s平拋運動的初速度為：v0==m/s=2m/s位置2豎直分速度為：vy2==m/s=1.5m/s根據(jù)平行四邊形定則知，