四川省绵阳市南山中学2022年高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、(本题9分)某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）．根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（）
A．在0-20s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态
B．在0-5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C．在5s-10s内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力
D．在10s-20s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态
2、(本题9分)某星球在膨胀过程中，半径变为原来的2倍，若星球的质量不变，则它表面的重力加速度变为原来的
A．4倍B．2倍C．1
2
倍D．
1
4
倍
3、(本题9分)把一个物体以大小为10m/s的速度水平抛出，经过一段时间后物体的速度大小为55m/s。

取
2
10m/s
g ，不计空气阻力，则该段时间为（）
A．0.5s B．1s C3s D．2s
4、(本题9分)关于曲线运动的下列说法中正确的是（）
A．曲线运动不一定是变速运动
B．质点在某点的速度方向是在曲线上该点的切线方向
C．曲线运动的速度大小和方向都在时刻在改变
D．曲线运动一定是变加速运动
5、(本题9分)关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是()
A．与弹簧受的拉力有关
B．与弹簧发生的形变有关
C．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
D ．与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关
6、 (本题9分)最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器。

称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星。

在探测器“奔向”火星的过程中，用h 表示探测器与火星表面的距离，a 表示探测器所受的火星
引力产生的加速度，a 随h 变化的图像如图所示，图像中a 1、a 2、h 0以及万有引力常量G 己知。

下列判断正确的是（ ）
A ．火星的半径为2021a h a a +
B ．火星表面的重力加速度大小为1a
C ．火星的第一宇宙速度大小为102
12
a h a a a + D ．火星的质量大小为12
21220()a a G a a h - 7、 (本题9分)如图所示，两个质量相同的物体A 和B ，在同一高度处，A 物体自由落下，B 物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(斜面固定，空气阻力不计)
A ．速率不同，动能不同
B ．B 物体的速率大，动能也大
C ．A 、B 两物体在运动过程中机械能都守恒
D ．B 物体重力所做的功比A 物体重力所做的功多
8、如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V 、20V 、30V ．实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a 、b 、c 三点，已知：带电粒子带电量为0.01C ，在a 点处的动能为0.5J ，则该带电粒子
A ．粒子带正电
B ．在b 点处的电势能为0.5J
C ．在b 点处的动能为零
D ．在c 点处的动能为0.4 J
9、如图所示，一质量为m 的小球，用长为L 的轻绳悬挂于O 点，第一次在水平力F 作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P 点运动到Q 点，第二次在水平恒力作用下，从P 点静止开始运动并恰好能到达Q 点，关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g ）
A ．第一个过程中，力F 在逐渐变大
B ．第一个过程力F 的瞬时功率逐渐变大
C ．第二个过程到达Q 时，绳子拉力为T=mg
D ．第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小
10、如图所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度0v ，若0v 大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法正确的是
A ．如果0v gR ，则小球能够上升的最大高度为2
R B ．如果02v gR =R
C ．如果03v gR =32
R D ．如果05v gR =2R
二、实验题
11、（4分） (本题9分)“探究动能定理的实验装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W 0。

当用2条、3条、4条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记
为2W0、3W0、4W0…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。

(1)关于该实验，下列说法正确的是___________。

A．打点计时器可用直流电源供电，电压为4~6V
B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．该实验不用平衡摩擦力，所以要使木板水平放置
(2)下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O、A、B、C、
D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，AB=1.47cm，BC=1.66cm，CD=1.62cm，DE=1.51cm。

已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则在打点计时器打___________(填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)两点的过程中，小车的速度达到最大。

获得的最大速度v m约为___________m/s。

12、（10分）用如图所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P 为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，重力加速度大小为g．
（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________.
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d.
（3）实验主要步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图正确连接器材；
②小桶P（内有沙子）的质量_________（填“需要”“不需要”）远小于木块（含遮光条）的质量．
③将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F 及遮光条B 、A 先后经过光电门的时间为t 1、t 2，则遮光条B 、A 通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔE k =______，合外力对木板做功W =________；（用字母M 、t 1、t 2、d 、L 、F 表示）
④在小桶中增加砂子，重复③的操作，比较W 、ΔE k 的大小，得出实验结论.
参考答案
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、D
【解析】
图像的斜率表示加速度，故0~5s 内斜率为正，加速度为正，方向向上，处于超重状态，速度为正，即电梯向上加速运动；在5~10s 过程中，电梯匀速，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于正常状态；10~20s 过程中，斜率为负，速度为正，即电梯向上做减速运动，加速度向下，处于失重状态，D 正确．
【点睛】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度的大小，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态．
2、D
【解析】 根据2mM G R
mg =可知，2GM g R =，若星球的质量不变，半径变为原来的2倍，则它表面的重力加速度变为原来的14； ABC.此三项错误；
D.此选项正确；
3、A
【解析】
该过程为平抛运动，根据平行四边形定则可以得到物体的竖直分速度为
y 5m s v ===
则物体运动的时间
y
50.5s 10
v t g ===
所以BCD 错误，A 正确。

故选A 。

4、B
【解析】
A.曲线运动的速度方向一定变化，故一定属于变速运动，A 错误；
B.质点在某点的速度方向是在曲线上该点的切线方向，B 正确；
C.曲线运动的速度方向一定变化，但速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，C 错误；
D.平抛运动是曲线运动，其过程中只受重力作用，加速度恒定，为匀加速运动，D 错误．
5、C
【解析】
弹簧的劲度系数表示弹簧的软硬程度，它的数值与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长有关．在其他条件一定时弹簧越长，单位长度的匝数越多，k 值越小，与弹簧所受拉力及形变大小无关，故C 正确，ABD 错误．
6、BD
【解析】
AD ．分析图象可知，万有引力提供向心力
12GMm ma R
= 当0h h =时
()220GMm
ma R h =+
联立解得，火星的半径
0R =
火星的质量
2
20M G h = A 错误D 正确；
B ．当h =0时，探测器绕火星表面运行，火星表面的重力加速度大小为a 1，B 正确；
C ．在火星表面，根据重力提供向心力得
2
1v ma m R
= 解得火星的第一宇宙速度
v ==
C 错误。

故选BD 。

7、AC
【解析】 试题分析：由于斜面光滑，B 运动的过程中只有重力做功，所以AB 的机械能都守恒，由机械能守恒可以判断落地的速度和动能．
解：斜面光滑，B 运动的过程中只有重力做功，所以AB 的机械能都守恒，由于AB 的初速度都是零，高度也相同，所以到达地面时，它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，即速率相同，由以上分析可知，故A 、C 正确，BD 错误．
故选AC ．
【点评】此题是一道基础性的题，考察了机械能守恒定律．
判断机械能是否守恒，可从以下两点来判断：一是只有重力（或系统内弹力0做功，其它外力和内力都不做功（或其它力做功的代数和为零）；二是物体间只有动能和势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化为其它形式的能．
8、AD
【解析】
A ．由等势面与场强垂直可知场强方向向上，电场力指向轨迹弯曲的内侧，所以电场力向上，所以为正电荷，故A 正确；
B ．由电势能的定义知粒子在b 点处的电势能
E Pb =φq =0.01×30J=0.3J
故B 错误；
C ．由粒子在a 点处的总能量
E =0.01×10J+0.5J=0.6J
由能量守恒得在b 点处的动能为：
E kb =0.6-0.3J=0.3J
故C 错误；
D ．由能量守恒得在C 点处的动能为：
E kC =0.6J-0.01×20J=0.4J
故D 正确.
9、ABC
【解析】
试题分析：第一次小球在水平拉力F 作用下，从P 点缓慢地移动到Q 点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得：F 的最大值，随着增大，F 逐渐增大，因为速率恒定，而F 在增大，所以在增大，故AB 正确；第二次运动到Q 点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力
，故C 正确；第二次由于重力和拉力都是恒力，可以
把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和F′方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时速度与新的“重力”方向垂直，即与重力和水平恒力
的合力方向垂直，功率为零，所以两力的合力的功率先减小为零，后再增大，功率先减小后增大，D 错误；
考点：动能定理的应用；共点力平衡的条件及其应用；功率的计算．
【名师点睛】本题的难点在第二次拉动小球运动过程的处理，由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，根据单摆的知识求解，难度适中
10、ABD
【解析】
A 、当v 0gR =2012mv =mgh ，解得h 2R =，即小球上升到高度为2
R 时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为2
R ．故A 正确． B 、设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v ，则根据机械能守恒定律得：mgR 12=
mv 1，解得2v gR =v 02gR ，则小球能够上升的最大高度为R ．故B 正确．
C 、设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v 1，在最高点的速度为v 1．则在最高点，有mg ＝m 22v R
从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得： 222111222
mgR mv mv +=，解得 v 15gR ，所以v 035gR gR =<22011'22mv mgh mv =+，知最大高度 h 32
R h <．故C 错误．
D
、当0v =1R ．故D 正确．
故选ABD ．
二、实验题
11、（1）C （2）BC 0.83
【解析】
第一空.打点计时器用低压交流电源供电，电压为4~6V ，选项A 错误；实验中使用的若干根橡皮筋的原长必选是一致的，选项B 错误；每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出，选项C 正确；该实验需要平衡摩擦力，要使木板倾斜放置，选项D 错误；
第二空.由纸带可知，在打点计时器打 BC 两点的过程中，小车的速度达到最大。

第三空.获得的最大速度v m 约为2
1.6610m/s 0.83m/s 0.02
BC T -⨯==。

12、平衡木板受到的摩擦力 不需要 22
2221
1()2d d M t t - FL 【解析】
第一空.为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力；
第二空.测量木板（含遮光条）的质量M ，测量两遮光条间的距离L ，按图正确连接器材；由于有弹簧秤能够测量拉力，所以没有必要使小桶P 的总质量远小于木板的质量；
第三空.遮光条B 、A 先后经过光电门的时间为t 1、t 2，则遮光条B 、A 通过光电门的速度分别为11d v t =，22
d v t =，则动能的变化为：22
2221
1()2k d d E M t t ∆=-. 第四空.合力所做的功就是绳子拉力做的功，W 合=FL .。