2023-2024學年湖北省咸寧市五校高一物理第二學期期末綜合測試模擬試題含解析

2023-2024學年湖北省咸寧市五校高一物理第二學期期末綜合測試模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、(本題9分)質(zhì)點所受的力F隨時間變化的規(guī)律如圖所示，力的方向始終在一直線上．已知t＝0時質(zhì)點的速度為零．在圖中所示的t1、t2、t3和t4各時刻中，哪一時刻質(zhì)點的動能最大A．t1 B．t2 C．t3 D．t42、(本題9分)如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運動，則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是：A．A開始運動時 B．A的速度等于v時C．B的速度等于零時 D．A和B的速度相等時3、(本題9分)地球的半徑為R0，地面的重力加速度為g，一個質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星，在離地面高度為h＝R0的圓形軌道上繞地球運行，則（）A．人造衛(wèi)星的角速度為 B．人造衛(wèi)星的周期C．人造衛(wèi)星受到地球的引力為 D．人造衛(wèi)星的速度4、(本題9分)如圖所示，在水平雪面上雪橇受與水平方向成α角的拉力F作用，沿直線勻速前進了s的距離。下列說法正確的是（）A．拉力做功為FsB．地面對雪橇的支持力做正功C．重力對雪橇做負功D．外力對雪桶做的總功是零5、如圖所示，牛頓在思考萬有引力定律時就曾設(shè)想，把物體從高山上O點以不同速度水平拋出，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次遠．不考慮大氣阻力，以下說法正確的是（）A．以7.9km/s的速度拋出的物體可沿著軌道AB．以7.9km/s的速度拋出的物體可沿著圓軌道BC．以大于7.9km/s，小于11.2km/s的速度拋出的物體有可能沿著圓軌道D．以大于11.2km/s，小于16.7km/s的速度拋出的物體有可能沿著橢圓軌道6、(本題9分)如圖所示為兩級皮帶傳動裝置,轉(zhuǎn)動時皮帶均不打滑,中間兩個輪子是固定在一起的,輪1的半徑和輪2的半徑相同,輪3的半徑和輪4的半徑相同,且為輪1和輪2半徑的一半,則輪1邊緣的a點和輪4邊緣的c點相比(

)A．線速度之比為1:4 B．角速度之比為1：4C．向心加速度之比為8:1 D．向心加速度之比為1:87、如圖所示，已知兩顆人造衛(wèi)星a和b繞地球做勻速圓周運動的周期分別是T1、T2，設(shè)a、b到地心O的距離分別為r1、r2，線速度大小分別為、，則下列關(guān)系式正確的是（）A． B． C． D．8、如圖所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運動。測得該星球?qū)︼w行器的最大張角為θ，飛行器離星球表面的高度為h，繞行周期為T.已知引力常量為G，由此可以求得A．該星球的半徑B．該星球的平均密度C．該星球的第一宇宙速度D．該星球?qū)︼w行器的引力大小9、(本題9分)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點在xOy平面上做曲線運動，在x方向的速度圖像和y方向的位移圖像如圖所示，下列說法正確的是A．質(zhì)點的初速度為0B．質(zhì)點加速度為4m/s2C．質(zhì)點所受的合外力為6ND．質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直10、(本題9分)投飛鏢是深受人們喜愛的一種娛樂活動．如圖所示，某同學將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤，結(jié)果飛鏢打在靶心的正下方．忽略飛鏢運動過程中所受空氣阻力，在其他條件不變的情況下，為使飛鏢命中靶心，他在下次投擲時應(yīng)該（）A．適當增大投飛鏢的初速度B．到稍近些的地方投飛鏢C．到稍遠些的地方投飛鏢D．適當減小投飛鏢時的高度二、實驗題11、（4分）(本題9分)在探究平拋運動規(guī)律的實驗中：（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，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡：A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持____________；B．每次釋放小球的位置必須____________（選填“相同”或者“不同”）；C．每次必須由____________釋放小球（選填“運動”或者“靜止”）；D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸；E．將小球的位置記錄在自紙上后，取下白紙，將點連成____________（選填“折線”“直線”或“光滑曲線”）。（2）某同學在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球拋出點的位置O，如圖所示，A為小球運動一段時間后的位置。g取10m/s2，根據(jù)圖象，可知小球的初速度為_____m/s；小球拋出點的位置O的坐標為____________12、（10分）(本題9分)在驗證機械能守恒的實驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示(圖中O是打點計時器打的第一個點，A、B、C分別是以每打兩個點的時間作為計時單位取的計數(shù)點)。查得當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2。根據(jù)紙帶求：若重錘質(zhì)量為m，則重錘從起始下落至B時減少的重力勢能為____；動能為____;從以上數(shù)據(jù)可得的結(jié)論是_______________________；產(chǎn)生誤差的主要原因是_________________________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）三、計算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（9分）在地球上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把質(zhì)量為m的物體P置于彈簧上端，用力壓到彈簧形變量為3x0處后由靜止釋放，從釋放點上升的最大高度為4.5x0，上升過程中物體P的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示。若在另一星球N上把完全相同的彈簧豎直固定在水平桌面上，將物體Q在彈簧上端點由靜止釋放，物體Q的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中虛線所示。兩星球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，星球N半徑為地球半徑的3倍。忽略兩星球的自轉(zhuǎn)，圖中兩條圖線與橫、縱坐標軸交點坐標為已知量。求：(1)地球表面和星球N表面重力加速度之比；(2)地球和星球N的質(zhì)量比；(3)在星球N上，物體Q向下運動過程中的最大速度。14、（14分）根據(jù)我國航天規(guī)劃，未來某個時候?qū)谠虑蛏辖⒒?，若從該基地發(fā)射一顆繞月衛(wèi)星，該衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運動時距月球表面的高度為h，繞月球做圓周運動的周期為T，月球半徑為R，引力常量為G．求：（1）月球的密度ρ；（2）在月球上發(fā)射繞月衛(wèi)星所需的最小速度v．15、（13分）(本題9分)一艘宇宙飛船繞著某行星作勻速圓周運動，已知運動的軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，行星半徑為R.求：(1)行星的質(zhì)量M；(2)行星表面的重力加速度g；(3)行星的第一宇宙速度v．

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、B【解析】試題分析：質(zhì)點受到一個變力F的作用，從靜止開始運動，在0～t1時間內(nèi)，力F逐漸增大，在t1時刻達到最大值，這一段時間質(zhì)點做變加速直線運動，它的加速度也是在t1時刻達到最大.而后，力F逐漸變小，至t2時刻減為零，這一段時間質(zhì)點仍做變加速直線運動，只是加速度在逐漸變小，而速度仍在逐漸增大.從t2~t3這段時間，力F變?yōu)榉聪?，并且逐漸增大，相應(yīng)的加速度也將變?yōu)榉聪?，?shù)值也是逐漸增大，它做的是變減速直線運動，速度方向仍是向前.在t3~t4這段時間，力F逐漸變小，加速度也逐漸變小，質(zhì)點繼續(xù)做變減速直線運動，直到t4時刻速度減為零.通過以上分析不難看出，質(zhì)點在t2時刻速度達到最大值，故B正確．考點：牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律．2、D【解析】

動量定理、功能關(guān)系【詳解】在壓縮彈簧的過程中，沒有機械能的損失，減少的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能．在壓縮過程中水平方向不受外力，動量守恒，當A開始運動時，B的速度等于v，所以沒有損失動能，當A的速度v時，根據(jù)動量守恒定律，B的速度等于零，所以系統(tǒng)動能又等于初動能，所以ABC錯誤；而在AB速度相等時，此時彈簧壓縮至最短，故彈簧的彈性勢能最大，故動能應(yīng)最小，故D正確．【點睛】本題中B的動能轉(zhuǎn)化為AB的動能及彈簧的彈性勢能，而機械能守恒，故當彈性勢能最大時，系統(tǒng)損失的機械能最多．3、A【解析】

根據(jù)萬有引力提供向心力，得：

又在地球表面上，由重力等于萬有引力，得：；據(jù)題：h=R0；聯(lián)立解得：，，F(xiàn)=mg，v=，故A正確，BCD錯誤．故選A．4、D【解析】

A．據(jù)功的定義式可以知道，拉力做的功為：W1＝Fscosα故選項A不符合題意.BC．雪橇受到重力和支持力與雪橇的位移垂直，做功為零.故選項BC不符合題意.D．因為雪橇勻速運動，所以合力為零，則外力做功為零.故選項D符合題意.5、B【解析】當v1=7.9km/s時，為地球的第一宇宙速度；當v6、BD【解析】

A、皮帶傳動，各點的線速度相等，所以a與輪3邊緣的線速度是相等的，c與輪2邊緣的線速度是相等的；輪2與輪3屬于同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等；結(jié)合圖根據(jù)可知：，其中v2、v3為輪2和輪3邊緣的線速度，則，故A錯誤；B、設(shè)輪4的半徑為r，則輪1的半徑是2r，角速度之比為，故B正確；CD、根據(jù)向心加速度與線速度、角速度的關(guān)系可得向心加速度之比為，故C錯誤，D正確；故選BD．7、AB【解析】

AC．據(jù)開普勒第三定律可得：解得：故A項正確，C項錯誤．BD．人造衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)時，有：解得：所以：故B項正確，D項錯誤．8、ABC【解析】

A.由題意，令星球的半徑為R，則飛行器的軌道半徑r=R+h，由幾何關(guān)系，即，表達式中只有一個未知量R，故可以據(jù)此求出星球半徑R；故A正確.B.由A項分析知，可以求出飛行器軌道半徑r，據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力可知，已知r和T及G的情況下可以求得星球質(zhì)量M，再根據(jù)密度公式可以求得星球的密度，故B正確.C.在求得星球質(zhì)量M及星球軌道半徑R的情況下，根據(jù)，已知引力常量G，可以求出星球的第一宇宙速度，故C正確；D.因為不知道飛行器的質(zhì)量大小，故無法求得星球?qū)︼w行器的引力大小，故D錯誤.9、CD【解析】

A.質(zhì)點在x方向做初速度為0、加速度為3m/s2的勻加速直線運動，在y方向做速度為4m/s的勻速直線運動，故A錯誤；B.速度圖像斜率表示加速度即a=故B錯誤；C.由牛頓第二定律可得：質(zhì)點所受的合外力為F=ma=6N故C正確；D.質(zhì)點的加速度大小恒定，方向沿x方向，速度方向在y的負方向，加速度與速度方向不在一條直線上，質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直，D正確．10、AB【解析】試題分析：飛鏢做的是平拋運動，飛鏢打在靶心的正下方說明飛鏢豎直方向的位移太大，根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得，水平方向上：x=V0t；豎直方向上：h=gt2，所以要想減小飛鏢豎直方向的位移，在水平位移不變的情況下，可以適當增大投飛鏢的初速度來減小飛鏢的運動時間，或在水平位移不變的情況下，時間不變，適當增大高度，故A正確，D錯誤．或者水平速度不變時減小運動的時間，即到稍近些的地方投飛鏢，選項B正確，C錯誤；故選AB．考點：平拋運動【名師點睛】本題對平拋運動規(guī)律的直接考查；鏢做的是平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律，水平方向上的勻速直線運動，豎直方向上的自由落體運動，結(jié)合運動學公式分析判斷．二、實驗題11、水平相同靜止光滑曲線2（-20，-5）【解析】

(1)[1][2][3][4]因為平拋運動的初速度方向沿水平方向，所以一定要使得斜槽的末端保持水平，為了保證小球做平拋運動的初速度相同，所以每次釋放小球的位置必須相同，當將球的位置記錄在紙上后，取下紙，將點連成平滑曲線．(2)[5][6]做平拋運動的物體在豎直方向上，是初速度為零的勻加速直線運動，所以根據(jù)逐差法可得小球在水平方向上做勻速直線運動，所以小球的初速度為C點豎直方向的速度則從拋出點到A點的時間為所以拋出點距離A點的水平位移為拋出點的橫坐標為拋出點離A點的豎直位移為則拋出點的縱坐標為12、ΔEp|=1.91mJ；Ek=1.88mJ；在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘重力勢能的減少等于其動能的增加，機械能守恒。產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過程中受到阻力的作用（空氣阻力、紙帶與限位孔間的摩擦阻力及打點時的阻力）?！窘馕觥?/p>

重力勢能的減小量為：△EP=mghOB=1.91m（J）

B點時的速度為：vB＝sAC2T＝1.94m/s

重錘下落到B點時增加的動能為：△EK＝12mvB2【點睛】該實驗為驗證性實驗，是在知道原理的情況下進行驗證，因此求出物體下落時重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可驗證，但是由于存在誤差，物體下落時克服阻力做功，因此重力勢能的減小量略大于動能的增加量.三、計算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、(1)2:1(2)