2023屆河南省登封市外國語高級中學(xué)高一物理第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試模擬試題含解析

2022-2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、(本題9分)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一光滑軌道，由長2R直軌道AB和半徑為R的四分之一圓弧軌道BC兩部分組成，O為圓心，B為切點，C與圓心等高，在A處放有一質(zhì)量為m的小物塊．現(xiàn)對小物塊施加大小為mg、方向水平向右的恒力作用，最終小物塊從C點離開軌道．在軌道上運(yùn)動過程中，小物塊速度最大的位置是（）A．切點B處 B．最高點C處C．圓弧BC上離B高處 D．圓弧BC上離B高處2、兩個小球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動，B球在前，A球在后，mA＝1kg、mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝3m/s，當(dāng)A球與B球發(fā)生碰撞后，A、B兩球的速度可能是()A．v′A＝4m/s，v′B＝4m/s B．v′A＝4m/s，v′B＝5m/sC．v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s D．v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s3、我國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星(地球同步軌道)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，預(yù)計在2020年左右覆蓋全球，其具有GPS系統(tǒng)沒有的通信和目標(biāo)定位功能。GPS是美國建設(shè)的由24顆衛(wèi)星組成的系統(tǒng)，它位于距地表20200km的上空，運(yùn)行周期為12h，下列關(guān)于北斗系統(tǒng)中的靜止軌道衛(wèi)星的說法中正確的是A．五顆靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量一定是相同的B．它們運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度C．為避免與其他衛(wèi)星相撞，應(yīng)使它們運(yùn)行在不同的軌道上D．它們的軌道半徑是GPS衛(wèi)星的2倍4、(本題9分)如果把水星和金星繞太陽的運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)動，從水星與金星在一條直線上開始計時，若天文學(xué)家測得在相同時間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為；金星轉(zhuǎn)過的角度為（均為銳角），則由此條件不可求得的是：A．水星和金星繞太陽運(yùn)動的周期之比B．水星和金星繞太陽運(yùn)動的向心加速度大小之比C．水星和金星到太陽的距離之比D．水星和金星的密度之比5、(本題9分)A、B兩顆衛(wèi)星都繞地球做勻速圓周運(yùn)動，已知衛(wèi)星A的運(yùn)周期小于衛(wèi)星B的運(yùn)行周期，則下列說法正確的是A．衛(wèi)星A的軌道半徑大于衛(wèi)星B的軌道半徑B．衛(wèi)星A的運(yùn)行速度小于衛(wèi)星B的運(yùn)行速度C．衛(wèi)星A的向心加速度大于衛(wèi)星B的向心加速度D．衛(wèi)星A所需的向心力大于衛(wèi)星B所需的向心力6、(本題9分)關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是（）A．m1與m2受到的引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力B．m1與m2受到的引力總是大小相等的，而與m1、m2是否相等無關(guān)C．不能看作質(zhì)點的兩物體間不存在相互作用的引力D．只有能看作質(zhì)點的兩物體間的引力才能用計算7、(本題9分)兩個質(zhì)量分別為m1、m2的小球，各用長為L的絲線懸掛在同一點，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時，兩絲線張開一定的角度θ1、θ2，如圖所示，則下列說法正確的是()A．若m1>m2，則θ1﹤θ2B．若m1＝m2，則θ1＝θ2C．若m1<m2，則θ1>θ2D．若q1＝q2，則θ1＝θ28、(本題9分)如圖所示，一質(zhì)量為m的小球套在光滑豎直桿上，輕質(zhì)彈簧一端固定于O點，另一端與該小球相連．現(xiàn)將小球從A點由靜止釋放，沿豎直桿運(yùn)動經(jīng)過B點，已知OA長度小于OB長度，彈簧處于OA、OB兩位置時彈簧彈力大小相等．在小球由A到B的過程中A．加速度等于重力加速度的位置有兩處B．彈簧彈力的功率為0的位置只有一處C．彈簧彈力對小球做功等于零D．彈簧彈力做正功過程中小球運(yùn)動的距離等于小球克服彈簧彈力做功過程中小球運(yùn)動的距離9、(本題9分)如圖，斜面傾角為O，xAP=2xPB，斜面上AP段光滑，PB段粗糙。一可視為質(zhì)點的小物體由頂端A從靜止釋放，沿斜面下滑到底端B時速度為零，下列說法正確的是（）A．小物體在AP段和PB段運(yùn)動的加速度大小之比為1：2B．小物體在AP段和PB段運(yùn)動的時間之比為1：1C．小物體在AP段和PB段合外力做功絕對值之比為1：1D．小物體在AP段和PB段受合外力的沖量大小之比為2：110、關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是A．它處于平衡狀態(tài)，且具有一定的高度B．它的加速度小于9.8m/s2C．它的周期是24h，且軌道平面與赤道平面重合D．它的速度等于7.9km/s11、如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關(guān)系是RA=RC=2RB．若皮帶不打滑，則A、B、C三輪邊緣上三點的角速度之比和線速度之比為（）A．角速度之比1：1：2B．角速度之比1：2：2C．線速度之比1：1：2D．線速度之比1：2：212、(本題9分)如圖所示,一根輕桿長為,輕桿的中點和右端各固定一個小球,小球的質(zhì)量為,小球的質(zhì)量為,輕桿左端為光滑水平轉(zhuǎn)軸開始時輕桿靜止在水平位置,釋放后輕桿向下擺至豎直位置的過程中(不計一切摩擦和空氣阻力),下列說法正確的是（）A．小球的機(jī)械能減小B．合力對小球做功的功率始終為零C．輕桿對小球做的功為D．?dāng)[至豎直位置時,桿中的拉力大小為二．填空題(每小題6分，共18分)13、利用落體法驗證機(jī)械能守恒定律實驗，由于重物及紙帶受空氣及打點計時器阻力的作用，系統(tǒng)誤差的情況總是：重物減少的重力勢能比增加的動能________（填“大些”或“小些”）。14、(本題9分)甲、乙倆物體以大小相等的線速度做勻速圓周運(yùn)動，它們的質(zhì)量之比為1:3，軌道半徑之比為3:4，則甲、乙兩物體的角速度大小之比為____，向心加速度大小之比為___。15、(本題9分)如圖，氣缸固定于水平面，用截面積為20cm2的活塞封閉一定量的氣體，活塞與缸壁間摩擦不計．當(dāng)大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa、氣體溫度為87℃時，活塞在大小為40N、方向向左的力F作用下保持靜止，氣體壓強(qiáng)為____Pa．若保持活塞不動，將氣體溫度降至27℃，則F變?yōu)開_____N．三．計算題(22分)16、（12分）(本題9分)科學(xué)家認(rèn)為在太陽系中除地球外最有可能出現(xiàn)生命的是土衛(wèi)六---泰坦．為了研究土衛(wèi)六，假設(shè)我們發(fā)射一個質(zhì)量為m的探測器，使探測器進(jìn)入土衛(wèi)六引力區(qū)時，能夠繞土衛(wèi)六做勻速圓周運(yùn)動，此時探測器距離土衛(wèi)六表面的高度為h，以后探測器可以經(jīng)過一系列的制動到達(dá)土衛(wèi)六表面附近，然后開始以初速度垂直土衛(wèi)六地面勻減速下落，直到懸停，所用的時間為t，假設(shè)軌跡為直線．土衛(wèi)六的半徑為R，土衛(wèi)六表面的重力加速度為g，引力常量為G，求：(1)探測器繞土衛(wèi)六做圓周運(yùn)動的周期；(2)土衛(wèi)六的第一宇宙速度及平均密度；(3)探測器下落時發(fā)動機(jī)的平均推力F．17、（10分）如圖所示，一長度LAB＝4m、傾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平臺BC平滑連接，水平臺長度LBC＝2m，離地面高度H＝1.6m，下方有一半球體與水平臺相切，半球體半徑r＝1m，OD與水平面夾角為α＝53°，整個軌道處于豎直平面內(nèi)。一物塊b（可視為質(zhì)點）靜止于C處，在斜面頂端A處由靜止釋放另一物塊a（可視為質(zhì)點），物塊a下滑到C處與物塊b發(fā)生彈性碰撞，物塊a與物塊b碰撞后，物塊b恰好落在D點。已知物塊a與BC間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，忽略空氣阻力，g取10m/s2（sin53°＝，cos53°＝）。求（1）物塊a與物塊b碰撞前的速度大??；（2）碰撞后物體b速度大??；（3）求物塊a最終停在何處。

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、C【解析】小球在圓弧軌道BC做圓周運(yùn)動，當(dāng)沿圓周的切線方向的合外力為零時，小物塊速度最大；小球在圓弧軌道BC受到重力、支持力和水平向右的恒力，受力如圖即當(dāng)時，小物塊速度最大，解得，小物塊速度最大的位置是圓弧BC上離B的高度，故C正確，A、B、D錯誤；故選C．【點睛】關(guān)鍵抓住小球在圓弧軌道BC做圓周運(yùn)動，當(dāng)沿圓周的切線方向的合外力為零時，小物塊速度最大．2、A【解析】

兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以兩球的初速度方向為正方向，碰前總動量：mAvA+mBvB=12kg?m/s；碰前總動能：mAvA2+mBvB2=27J；A.如果兩球發(fā)生完全非彈性碰撞，由動量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v

代入數(shù)據(jù)解得：v=4m/s；選項A正確；

B.若v′A＝4m/s，v′B＝5m/s，此時碰后總動量為mAv′A+mBv′B=14kg?m/s；系統(tǒng)的動量不守恒，選項B錯誤；C.若v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s，則碰后總動能：mAvA′2+mBvB′2=44J>27J；則不可能發(fā)生，選項C錯誤；D.若v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s，則v′A>v′B，則不可能發(fā)生二次碰撞，選項D錯誤；3、B【解析】

A.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，有：，可得，，可知，衛(wèi)星的運(yùn)行周期與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，所以五顆靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相同。故A錯誤。

B.第一宇宙速度是衛(wèi)星環(huán)繞地球的最大運(yùn)行速度，則知它們運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度，故B正確。C.根據(jù)知，5顆靜止軌道衛(wèi)星速率相等，不會相撞，故C錯誤。D.5顆靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期是24h，GPS衛(wèi)星的運(yùn)行周期是12h，根據(jù)開普勒第三定律，可得，它們的軌道半徑是GPS衛(wèi)星的倍，故D錯誤。4、D【解析】試題分析：根據(jù)在相同時間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為,金星轉(zhuǎn)過的角度為，則可求得水星的角速度與金星角速度之比為；根據(jù)，可得,所以可求出水星和金星到太陽的距離之比；根據(jù),可求得水星和金星繞太陽運(yùn)動的周期之比；根據(jù)，則，知道水星和金星到太陽的距離之比后，可求得水星和金星繞太陽運(yùn)動的向心加速度大小之比．選項A是錯誤的．考點：萬有引力定律及牛頓定律．5、C【解析】

A.兩衛(wèi)星均由萬有引力提供向心力，，解得軌道半徑，衛(wèi)星A的周期小，則軌道半徑小，故A錯誤.B.根據(jù)，衛(wèi)星A的軌道半徑小，則運(yùn)行速度大，故B錯誤.C.根據(jù)萬有引力定律可知，向心加速度，衛(wèi)星A的軌道半徑小，則A的向心加速度大，故C正確.D.兩衛(wèi)星的質(zhì)量m未知，則向心力，大小無法比較，故D錯誤.6、B【解析】

AB．與之間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對相互作用力，不是一對平衡力，而與、是否相等無關(guān)，故選項B正確，A錯誤；C．萬有引力存在于一切物體之間，故選項C錯誤；D．為兩物體之間的距離，就是重心到重心的距離，所以如果知道兩個物體間重心之間的距離，就算不能看成質(zhì)點也能用萬有引力公式進(jìn)行計算．例如兩個靠的很近的鉛球之間的萬有引力，故選項D錯誤．7、BC【解析】試題分析：m1、m1受力如圖所示，由平衡條件可知，m1g=Fcotθ1，m1g=F′cotθ1因F=F′，則可見，若m1＞m1，則θ1＜θ1；若m1=m1，則θ1=θ1；若m1＜m1，則θ1＞θ1．θ1、θ1的關(guān)系與兩電荷所帶電量無關(guān)．故BC正確，AD均錯誤．故選BC．考點：物體的平衡8、AC【解析】

A、在運(yùn)動過程中A點為壓縮狀態(tài)，B點為伸長狀態(tài)，則由A到B有一狀態(tài)彈力為0且此時彈力與桿不垂直，加速度為g；當(dāng)彈簧與桿垂直時小球加速度為g。則兩處加速度為g。故A正確；B、A處速度為零，彈力功率為零；下滑過程當(dāng)彈簧彈力與桿垂直時，彈力功率為零；當(dāng)彈簧為原長時彈力為零，彈力功率為零，故彈力功率為0共有3處，故B錯誤；C、由于A、B兩點彈簧彈力大小相等，因此彈簧的變化量相等，即彈簧的彈性勢能不變，彈力對小球不做功，所以彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈力所做的負(fù)功，即從A到B的過程中，彈簧彈力對小球做總功為零，故C正確；D、因做負(fù)功時彈力增大，而則彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈力所做的負(fù)功，則彈簧彈力做正功過程中小球運(yùn)動的距離大于小球克服彈簧彈力做功過程中小球運(yùn)動的距離，故D錯誤。故選AC。9、AC【解析】

A、已知，將逆向視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)，；所以小物體在段和段運(yùn)動的加速度大小之比為1：2，故選項A正確；B、根據(jù)，加速度之比為1：2，所以小物體在段和段運(yùn)動的時間之比為2：1，故選項B錯誤；C、根據(jù)動能定理知，段和段的動能變化絕對值相等，小物體在段和段合外力做功絕對值之比為1：1，故選項C正確；D、加速度之比為1：2，根據(jù)知小物體在段和段合外力之比為1：2，根據(jù)沖量，所以小物體在段和段受合外力的沖量大小之比為1：1，故選項D錯誤。10、BC【解析】

A.同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，離地面的高度h為一定值，沒有處于平衡狀態(tài)，故A錯誤.B.同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星都符合，近地衛(wèi)星，由于同步衛(wèi)星軌道半徑大于近地衛(wèi)星的半徑，故同步衛(wèi)星的加速度小于9.8m/s2，故B正確.C.同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，同步衛(wèi)星的周期為24h，軌道平面與赤道平面重合，故C正確.D.根據(jù)萬有引力提供向心力，，解得運(yùn)行速度，近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度為7.9km/s，則同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于7.9km/s，故D錯誤.11、BC【解析】試題分析：由于A輪和B輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特點是兩輪與皮帶接觸點的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故va=vb，則va：vb=1：1，由角速度和線速度的關(guān)系式v=ωR可得ωa：ωb=1：2；由于B輪和C輪共軸，故兩輪角速度相同，即ωb=ωc，故ωb：ωc=1：1，ωa：ωb：ωc=1：2：2；由角速度和線速度的關(guān)系式v=ωR可得：vb：vC=RB：RC=1：2，則va：vb：vC=1：1：2，故選BC．考點：角速度；線速度12、AC【解析】對AB整體來說，整體受力中只有重力做功，故機(jī)械能守恒；由于桿的作用，兩球應(yīng)具有相同的角速度，設(shè)A到達(dá)底端的速度為v，則由v=rω可知，vB=2vA=2v；根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mg?L+2mg?2L=mv2+?2m（2v）2，解得；如果沒有B球，則A的速度應(yīng)為；故說明由于AB間桿的作用，A球的機(jī)械能將減小，B球機(jī)械能增大；故桿對B做正功，則；解得W桿=，選項AC正確；小球B做速度增加的圓周運(yùn)動，則合力的方向不是指向圓心，即合力方向不與速度垂直，即合力的功率不等于零，選項B錯誤；擺至豎直位置時：對A：；對球B：；解得，選項D錯誤；故選AC．點睛：本題關(guān)鍵是知道兩物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，單個物體的機(jī)械能是不守恒的；要注意桿和繩的區(qū)別，由于桿的彈力可以沿不同方向，故桿可以對AB做功．二．填空題(每小題6分，共18分)13、大些【解析】

重物下落過程中受到空氣阻力的影響，所以重物減少的重力勢能比增加的動能大些。