聊城市重點中學2021-2022學年高一物理第二學期期末質量檢測試題含解析

2021-2022學年高一下物理期末模擬試卷注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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)2019年熱映的《流浪地球》中，人類帶著地球逃出太陽系，采取了轉圈扔鐵餅的方式．先把地球繞太陽的公轉軌道I由圓形改為橢圓形軌道Ⅱ，再進入木星的圓軌道Ⅲ，途中只需在P和Q進行兩次引擎推進，P和Q分別是橢圓軌道Ⅱ與軌道I和軌道III的切點，則（）A．地球在軌道I運動的速率小于在軌道III的運動速率B．地球在軌道I運動的周期大于在軌道III運動的周期C．途中兩次引擎推進分別設置在P點加速，Q點減速D．地球在軌道Ⅱ經過P點速度大于經過Q點的速度2、如圖所示，靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上，軌道高度為h，桌面距地面高為H，物體質量為m，則以下說法正確的是A．小球沿豎直軌道下滑到桌面上的過程，重力做功最少B．小球沿曲線軌道下滑到桌面上的過程，重力做功最多C．以桌面為參考面，小球的重力勢能的減少量為mghD．以地面為參考面，小球的重力勢能的減少量為3、在下列所述實例中，機械能守恒的是（）A．木箱沿光滑斜面下滑的過程B．電梯加速上升的過程C．雨滴在空中勻速下落的過程D．游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內勻速轉動的過程4、(本題9分)為了研究影響平行板電容器電容的因素，實驗中使電容器的兩個極板A、B分別帶上等量異種電荷，并將A極板和靜電計的外殼分別接地，如圖所示，若保持極板所帶電荷量不變，為使靜電計的指針由實線位置轉到虛線位置，下列可行的方法是A．將金屬板插入兩板之間B．將A板稍微上移C．將玻璃板插入兩板之間D．將A板向右移少許5、(本題9分)“套圈圈”是老少皆宜的游戲。如圖，大人和小孩在同一豎直線上的不同高度處分別以水平速度拋出鐵絲圈，都能套中地面上的同一目標，且鐵絲圈在空中運動時間分別為，不計空氣阻力，則（）A． B．C． D．6、下列說法不正確的是（）A．的功大于的功B．功是標量，正、負表示外力對物體做功還是物體克服外力做功C．一個力對物體做了負功，則說明這個力一定阻礙物體的運動D．功是矢量，正、負表示方向7、(本題9分)已知地球質量為M，半徑為R，自轉周期為T，地球的衛(wèi)星質量為m，引力常量為G。有關同步衛(wèi)星下列表述正確的是（）A．衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度B．衛(wèi)星距地面的高度為C．衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為D．衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度8、(本題9分)一質點做勻速圓周運動，其線速度大小為4m/s，轉動周期為2s，則下列說法正確的是（）A．角速度為0.5rad/sB．轉速為0.5r/sC．軌跡半徑為mD．加速度大小為4πm/s29、(本題9分)兩點電荷q1、q2固定在x軸上，在+x軸上每一點的電勢隨x變化的關系如圖所示，其中x＝x0處的電勢為零，x＝x1處的電勢最低．下列說法正確的是（）A．x＝x0處的電場強度為零 B．x＝x1處的電場強度為零C．q1帶正電、q2帶負電 D．q1的電荷量比q2的大10、(本題9分)如圖所示，質量m=0.2kg的物塊在斜面頂端由靜止開始沿傾角為30°的粗糙斜面勻加速下滑，加速度a=2m/s2，下滑的距離為4m．下列判斷正確的是（取g=10m/s2）A．物塊的重力勢能減少8J B．物塊的動能增加4JC．物塊的機械能減少2.4J D．物塊的合外力做功為1.6J11、(本題9分)如圖，質量為m的物塊從半徑為R的半球形的碗口沿內壁從靜止開始滑下，滑到最低點時速度大小為v，若物塊與球殼之間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g，則在物塊從靜止滑到最低點的過程中下列說法正確的是()A．合外力對物塊做負功且WB．物塊重力勢能減少了mgRC．物塊機械能減少了mgR-D．物塊克服摩擦力做的功為μmgR12、關于第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球運行的最大速度B．它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道運行的速度C．它是人造地球衛(wèi)星進入近地軌道的最小發(fā)射速度D．把衛(wèi)星發(fā)射到越遠的地方越容易二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律．實驗裝置示意圖如圖所示，實驗步驟：A．將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導軌調至水平．B．用游標卡尺測量擋光條的寬度dC．由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離sD．將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門1．E．從數字計時器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門1所用的時間Δt1和Δt1．F．用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m．用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達式：（1）滑塊通過光電門1和光電門1時的瞬時速度分別為v1=________和v1=_______（1）在滑塊從光電門1運動到光電門1的過程中，系統勢能的減少量ΔEp=______（重力加速度為g）．系統（包括滑塊，擋光條、托盤和砝碼）動能的增加量ΔEk=_____（3）如果ΔEp=ΔEk，則可認為驗證了機械能守恒定律．14、（10分）某同學用圖1所示的裝置研究兩個小球在斜槽末端發(fā)生碰撞的情況，并用它來驗證碰撞中的動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC為水平槽。（1）實驗中通過僅測量小球做平拋運動的______（選填“水平位移”或“豎直位移”），可間接得到小球碰撞前后的速度關系.（2）檢驗水平槽BC是否調平的方法是：_______.（3）實驗裝置中的重錘線起什么作用？__________.（4）實驗時先使入射球m1從斜槽上某一固定位置S多次由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，從而確定P點的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，讓球m1仍從位置S多次由靜止開始滾下，跟球m2碰撞后，兩球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，從而確定M、N點的位置。a.為提高實驗的精度，減小誤差，要求m1__________m2。（選填“>”“<”“＝”）b.其中確定P點位置的多次落點痕跡如圖2所示，刻度尺的零點與O點對齊，則OP＝_________cm。（5）經測定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O點的距離如圖3所示，請通過計算說明本次實驗中兩小球碰撞前后的動量是否守恒__________.（6）牛頓曾設想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點就一次比一次遠，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星，如圖，同樣是受地球引力，隨著拋出速度增大，物體會從做平拋運動逐漸變?yōu)樽鰣A周運動，請分析原因_____________。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）(本題9分)如圖1所示是某游樂場的過山車，現將其簡化為如圖1所示的模型：傾角θ=37°、L=60cm的直軌道AB與半徑R=10cm的光滑圓弧軌道BCDEF在B處平滑連接，C、F為圓軌道最低點，D點與圓心等高，E為圓軌道最高點；圓軌道在F點與水平軌道FG平滑連接，整條軌道寬度不計，其正視圖如圖3所示．現將一質量m=50g的滑塊可視為質點從A端由靜止釋放．已知滑塊與AB段的動摩擦因數μ1=0.15，與FG段的動摩擦因數μ1=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s1．（1）求滑塊到達E點時對軌道的壓力大小FN；（1）若要滑塊能在水平軌道FG上停下，求FG長度的最小值x；（3）若改變釋放滑塊的位置，使滑塊第一次運動到D點時速度剛好為零，求滑塊從釋放到它第5次返回軌道AB上離B點最遠時，它在AB軌道上運動的總路程s．16、（12分）把質量為1kg的石塊從10m高處以30°角斜向上方拋出，初速度為8m/s．不計空氣阻力，取g=10m/s1．求：（1）人對石塊做的功（1）石塊落地時的速度大小17、（12分）如圖所示，空間內有一勻強電場，豎直平行直線為勻強電場的電場線（方向未知）.現有一電荷量為q、質量為m的帶負電粒子，從O點以某一初速度垂直電場方向進入電場，A、B為運動軌跡上的兩點，當粒子運動到B點時速度方向與水平方向夾角為60°.已知OA連線與電場線夾角為60°，OA＝L，帶電粒子在電場中受到電場力大小為F.不計粒子的重力及空氣阻力.求：（1）電場強度的大小和方向；（2）帶電粒子從O到A的運動時間；（3）勻強電場中OB兩點間電勢差大小.

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】

A.根據萬有引力提供向心力得，運行速度為：，地球在軌道Ⅰ的半徑小，運動的速率大于在軌道Ⅲ的運動速率，故A錯誤；B.根據開普勒第三定律可知：，地球在軌道Ⅰ的半徑小，運動的周期小于在軌道Ⅲ的運動周期，故B錯誤；C.地球從軌道Ⅰ兩次變軌到軌道Ⅲ，根據變軌原理可知，在PQ兩點均需要加速，故C錯誤；D.根據開普勒第二定律可知，相等時間內掃過的面積相等，故地球在軌道Ⅱ經過P點速度大于經過Q點的速度，故D正確．2、C【解析】

AB.靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同。故AB錯誤。CD.重力勢能的變化量與零勢能平面的選取無關，重力做的正功等于重力勢能的減小量，重力做功為mgh，則重力勢能的減小量為mgh。故C正確，D錯誤。3、A【解析】

試題分析：機械能守恒的條件是重力與系統彈力做功，其他的力不做功，而A中木箱沿光滑斜面下滑的過程只有重力做功，故機械能守恒，選項A正確；電梯加速上升的過程，外力對電梯做功，機械能不守恒，雨滴在空中勻速下落的過程，空氣阻力對它做功，乘客隨摩天輪在豎直面內勻速轉動的過程中機械能不守恒，選項BCD錯誤．考點：機械能守恒的條件．4、B【解析】

為使靜電計的指針由實線位置轉到虛線位置，即電容器兩板電勢差變大；若將金屬板插入兩板之間，則相當兩板間距減小，根據可知，C變大，由Q=CU可知，U減小，選項A錯誤；將A板稍微上移，則S減小，根據可知，C變小，由Q=CU可知，U變大，選項B正確；將玻璃板插入兩板之間，則ε變大，根據可知，C變大，由Q=CU可知，U減小，選項C錯誤；將A板向右移少許，則d減小，根據可知，C變大，由Q=CU可知，U減小，選項D錯誤；故選B.【點睛】解決本題的關鍵知道靜電計是測量電勢差大小的儀器，搞清電容器是電量一定還是電勢差一定；并掌握電容器的決定式和定義式.5、C【解析】

AB.水平分運動是勻速運動，則水平分位移相同，得，故AB錯誤；CD.鐵絲圈做平拋運動，豎直分運動是自由落體運動，則有得故C正確D錯誤。故選C。6、D【解析】

功是標量，功的正負既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力對物體起動力作用（即力對物體做功）還是力對物體起阻力作用（即物體克服外力做功）；A.-10J的功大于+5J的功，選項A不符合題意；B.功是標量，正、負表示外力對物體做功還是物體克服外力做功，選項B不符合題意；C.一個力對物體做了負功，則說明這個力一定阻礙物體的運動，選項C不符合題意；D.功是標量，正、負不表示方向，選項D符合題意；7、AD【解析】

A．由萬有引力提供向心力，則有解得同步衛(wèi)星軌道半徑大于地球半徑，所以衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，故A正確；B．同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉周期T，根據萬有引力提供向心力有解得則衛(wèi)星離地的高度為故B錯誤；C．衛(wèi)星運行時的軌道半徑r大于地球半徑R，所以衛(wèi)星運行時的向心力小于，故C錯誤；D．在地球表面上若不考慮地球自轉，萬有引力等于重力，則有解得衛(wèi)星在軌道上運動，根據萬有引力提供向心力，則有解得衛(wèi)星運行的軌道半徑r大于地球半徑R，則，故D正確。故選AD。8、BCD【解析】

A.角速度，A錯誤。B.轉速，B正確。C.根據線速度方程：，解得：，C正確。D.加速度，D正確。9、BD【解析】

試題分析：根據電場線的性質，沿著電場的方向電勢越來越低，可以知道在坐標前后電場的方向發(fā)生變化，由向右的方向變?yōu)橄蜃蟮姆较?，從而可以知道在坐標出電場強度為零，故選項A錯誤，B正確；由于在電勢為零，同時左側電勢為正值，可以知道帶負電、帶正電，同時的電荷量比的大，故選項C錯誤，選項D正確．所以本題正確選項為BD．10、CD【解析】

A．物塊重力勢能的減少等于重力對物塊做的功，則．故A項錯誤．BD．物塊所受的合外力，物塊的合外力做功．據動能定理可得，物塊的動能增加等于合外力做功，則物塊的動能增加1.6J．故B項錯誤，D項正確．C．物塊的重力勢能減少4J，物塊的動能增加1.6J，則物塊的機械能減少2.4J．故C項正確．11、BC【解析】

根據動能定理求合外力對物塊。物塊重力勢能減少量等于重力做的功。物塊機械能減少量等于初末機械能的差值。物塊克服摩擦力做的功等于機械能的減少。根據功能關系求解?！驹斀狻课飰K的動能增加，根據動能定理得知：合外力對物塊做正功，且W合=12mv2-0=12mv2.故A錯誤。物塊重力做功為mgR，則物塊重力勢能減少了mgR，故B正確。取最低點為零電勢能點，則初態(tài)物塊的機械能為【點睛】解決本題的關鍵是掌握常見的功與能的關系，知道合外力做功等于動能的變化，重力做功多少重力就減少多少，除重力以外的力做功等于機械能的變化。12、ABC【解析】

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．【詳解】人造衛(wèi)星在圓軌道上運行時，運行速度，軌道半徑越大，速度越小，由于半徑最小，故第一宇宙速度是衛(wèi)星在圓軌道上運行的最大速度，同時也是衛(wèi)星在近地圓軌道運行的速度，故AB正確；物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近發(fā)射飛行器，如果速度等于7.9km/s，飛行器恰好做勻速圓周運動，如果速度小于7.9km/s，就出現萬有引力大于飛行器做圓周運動所需的向心力，做近心運動而落地，所以發(fā)射速度不能小于7.9km/s；故C正確．根據克服地球的引力做功，可知當越遠需要克服引力做功越多，所以發(fā)射到越遠的地方越不容易，故D錯誤．故選ABC【點睛】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行速度②它是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運行的最大速度③它是衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度.二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、(1)（1）mgs【解析】

（1）通過光電門的平均速度近似認為是瞬時速度，；（1）滑塊向前移動的位移為s，砝碼下落的高度也為s，系統勢能的減小量就是砝碼重力勢能的減小量，系統動能的增加量為．14、水平位移將小球輕放在槽口，如果能保持靜止，說明槽口處于水平，如果不能靜止而滾動，說明槽口是傾斜的記錄水平面上槽口正下方的位置，即測量小球水平位移的起始點>44.80m1【解析】

第一空.小球碰后做平拋運動，由于落地的高度都相同，則落地的時間相同，則小球落地的水平位移與速度成正比，則實驗中通過僅測量小球做平拋運動的水平位移，可間接得到小球碰撞前后的速度關系.第二空.檢驗水平槽BC是否調平的方法是：將小球輕放在槽口，如果能保持靜止，說明槽口處于水平，如果不能靜止而滾動，說明槽口是傾斜的.第三空.實驗裝置中的重錘線起的作用是：記錄水平面上槽口正下方的位置，即測量小球水平位移的起始點；第四空.為提高實驗的精度，防止入射球反彈，要求m1>m2；第五空.用盡量小的圓把P的落地點圈起來，圓心即為P的平均落點，則OP＝44.80cm。第六空.碰前動量：m1?OP=45.0×44.80g?cm=2016.0g?cm；碰后總動量：m1?OM+m2?ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g?cm；即m1第七空.物體初速度較小時，運動范圍很小，引力可以看作恒力--重力，做平拋運動；隨著物體初速度增大，運動范圍變大，引力不再看作恒力；當物體初速度達到第一宇宙速度時，做圓周運動而成為地球衛(wèi)星。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）FN=0.1N（1）x=0.51m（3）【解析】

（1）滑塊從A到E，由動能定理得：代入數據得：