浙江宁波市北仑区2022-2023学年物理高一下期末检测试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、如图所示，实线为电场线，虚线AB为带电质点仅在电场力作用下的运动轨迹，则运动过程中下列判断正确的是
A．带电质点可能带负电
B．带电质点一定由A运动至B
C．带电质点在A点动能大于在B点动能
D．带电质点在A点电势能大于在B点电势能
2、长为L的木块静止在光滑水平面上。

质量为m的子弹以水平速度v0射入木块并从中射出,且出射速度为v1。

已知从子弹射入到射出木块移动的距离为s，子弹在木块中受到的平均阻力大小为：
A．
()
22
10
2()
m v v
s L
-
+
B．
()
22
01
2
m v v
s
-
C．
()
22
01
2
m v v
L
-
D．
()
22
01
2()
m v v
s L
-
+
3、(本题9分)如图所示，弹簧左端固定，右端可自由伸长到P点．一物块从光滑水平面的b位置以速度v向左运动，将弹簧压缩到最短a点，之后物块被弹簧向右弹出．物块从P到a的运动过程，以下说法正确的是（）
A．物块的惯性减小
B．在a位置，物体处于静止状态
C．物块对弹簧的作用力和弹簧对物块的作用力大小相等
D．在a位置，物块对弹簧的作用力小于弹簧对物块的作用力
4、(本题9分)地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周期与地球的自转周期相同．设地球同步
卫星运行的角速度为ω1，地球自转的角速度为ω2，则ω1和ω2的关系是
A．ω1＞ω2B．ω1＝ω2C．ω1＜ω2D．无法确定
5、如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则：
A．卫星在P点的加速度比在Q点的加速度小
B．卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大
C．在椭圆轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度
D．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
6、做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是
A．动能B．速度C．加速度D．合外力
7、(本题9分)一长为2R的轻质细杆两端分别固定质量为m和2m可视为质点的小球M和N，细杆的中点处有一转轴O，细杆可绕轴在竖直平面内无摩擦地转动，开始时细杆呈竖直状态，N在最高点，如图所示．当装置受到很小扰动后，细杆开始绕轴转动，在球N转动到最低点的过程中（）
A．小球N的机械能减小量等于小球M的机械能增加量
B．小球N的重力势能减小量等于小球M的重力势能增加量
C．重力对小球N做功的绝对值等于重力对小球M做功的绝对值
D．重力对小球N做功的绝对值大于重力对小球M做功的绝对值
8、如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的轻质定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析不正确的是（）
A ．
B 物体的机械能一直增大
B ．B 物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和
C ．B 物体机械能的减少量大于弹簧的弹性势能的增加量
D ．细线拉力对A 物体做的功等于弹簧弹性势能的增加量
9、 (本题9分)如图所示，两个倾角分别为3045︒︒，的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等．有三个完全相同的小球a 、b 、c ，开始均静止于同一高度处，其中b 小球在两斜面之间，a 、c 两小球在斜面顶端．若同时释放，小球a 、b 、c 到达该水平面的时间分别为t 1、t 2、t 3.若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，小球a 、b 、c 到达该水平面的时间分别为t 1′、t 2′、t 3′.下列关于时间的关系正确的是
A ．t 1′ > t 2′ > t 3′
B ．t 1 > t 3 >t 2
C ．t 1< t 1′，t 2< t 2′，t 3< t 3′
D ．t 1＝t 1′，t 2＝t 2′，t 3＝t 3′
10、如图所示，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A ．电动机由于传送物块多做的功为12
mv 2 B ．物体在传送带上的划痕长22v g
μ
C ．摩擦力对物块做的功为
12
mv 2 D ．传送带克服摩擦力做的功等于摩擦热
11、(本题9分)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒固定在竖直面内。

有两个质量不同的小球甲和乙贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。

则
A．甲乙两球都是由重力和支持力的合力提供向心力
B．筒壁对甲球的支持力等于筒壁对乙球的支持力
C．甲球的运动周期大于乙球的运动周期
D．甲球的角速度大于乙球的角速度
12、(本题9分)天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期，已知万有引力常量G。

则由此可推算出（）
A．行星的质量
B．行星的线速度
C．恒星的质量
D．恒星的半径
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、(本题9分)某同学为了测定玩具枪发射的子弹的速度，测得子弹水平射出时，距地高度H，水平射程L．已知重力加速度为g，不计空气阻力，子弹可视为质点．
(1)子弹在空中运动的时间t=__________．
(2)玩具枪发射的子弹的速度v=__________．
14、万有引力引力常量的单位是____，地球第一宇宙速度的大小是___km/s
15、(本题9分)一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为________，动能的变化为________.
三．计算题(22分)
16、（12分）(本题9分)航天专家叶建培透露，中国将在2020年发射火星探测器，次年登陆火星．中国火星探测系统由环绕器和着陆巡视器组成．环绕器环绕火星的运动可看作匀速圆周运动，它距火星表面的高度为h，火星半径为R，引力常量为G．
（1）着陆巡视器的主要功能为实现在火星表面开展巡视和科学探索．着陆巡视器第一次落到火星时以v 0的速度竖直弹起后经过t 0时间再次落回火星表面．求火星的密度． （2）“环绕器”绕火星运动的周期T ．
17、（10分） (本题9分)如图所示，细线下吊着一个质量为M 的沙袋（可看作质点），构成一个单摆，摆长为l 。

一颗质量为m 的子弹以水平速度v 0射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动，已知重力加速度为g ，求：
（1）子弹射入沙袋后沙袋的速度大小v ； （2）子弹射入沙袋过程中生热是多少Q ； （3）子弹和沙袋一起上升的最大高度h .
参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分） 1、D 【解析】
A.粒子受力方向为向左，质点一定带负电，故A 错误；
B.由于只有质点的运动轨迹，不能判断运动方向是从A 到B ，还是从B 到A ，故B 错误；
CD.若质点从A 到B 电场力做正功，电势能减小，由动能定理可知动能增加，所以带电质点在A 点动能小于在B 点动能，A 点电势能大于在B 点电势能，故C 错误，D 正确； 2、D 【解析】
对子弹根据动能定理：22
1011()22f L s mv mv -+=-，解得()22012()
m v v f s L -=+，故选D.
3、C 【解析】
A ．惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与运动状态无关，故A 错误；
B ．在a 位置时弹簧处于压缩状态，加速度不为零，不是静止状态，选项B 错误；
CD ．物块对弹簧的作用力和弹簧对物块的作用力是一对作用力与反作用力，所以总是大小相等，故C 正确，D 错误； 故选C ． 【点睛】
惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起． 4、B 【解析】
地球同步卫星的周期与地球自转的周期相同，由ω=2 T
π
可知，角速度相同，故B 正确，ACD 错误；故选B ． 5、B 【解析】
A 、根据牛顿第二定律得
2GMm ma r =，解得2
GM
a r
=，由于卫星在P 点的轨道半径比在Q 点的轨道半径小，即P Q r r <，所以知卫星在P 点的加速度比在Q 点的加速度大，故选项A 错误；
BD 、卫星从椭圆轨道Ⅰ进入同步轨道Ⅱ需要在Q 点需加速，使万有引力小于所需向心力，做离心运动，所以卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大，故选项B 正确，D 错误；
C 、在椭圆轨道Ⅰ上，根据动能定理得从Q 到P 的过程，万有引力做正功，则动能增大，所以P 的速度大于Q 点的速度，故选项C 错误； 6、A 【解析】
速度、加速度、合外力均为矢量，既有大小又有方向．在匀速圆周运动中，速度、加速度和合外力的方向每时每刻发生变化，但动能为标量，只有大小，因为在匀速圆周运动中，速度大小不变，由
得，动能
不变．故A
正确，BCD 错误．
7、AD 【解析】
A 、对两个球组成的系统,只有重力和细杆的弹力做功,机械能守恒,所以小球N 的机械能减小量等于小球M 的机械能增
加量，故A 正确；
B 、在转动过程中，由于两个小球有动能，根据机械能守恒，可知小球N 的重力势能减小量不等于小球M 的重力势能增加量，故B 错误；
C 、由于小球M 和小球N 的质量不相等，在重力作用下的位移大小相等，所以重力对小球N 做功的绝对值大于重力对小球M 做功的绝对值，故C 错误；
D 正确； 故选AD
点睛：本题关键是明确两个球系统机械能守恒,而单个球的机械能不守恒,结合机械能守恒定律和动能定理列式分析即可. 8、AD 【解析】
本题首先要分析清楚过程中物体受力的变化情况，清理各个力做功情况；根据功能关系明确系统动能、B 重力势能、弹簧弹性势能等能量的变化情况，注意各种功能关系的应用． 【详解】
从开始到B 速度达到最大的过程中，绳子的拉力对B 一直做负功，所以B 的机械能一直减小，故A 错误；对于B 物体，只有重力与细线拉力做功，根据动能定理可知，B 物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和，故B 正确；整个系统中，根据功能关系可知，B 减小的机械能能转化为A 的机械能以及弹簧的弹性势能，故B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C 正确；根据功能关系，细线拉力对A 做的功等于A 物体的动能增量与弹簧弹性势能的增加量之和，故D 错误。

本题选不正确的，故选AD 。

【点睛】
正确受力分析，明确各种功能关系，是解答这类问题的关键，这类问题对于提高学生的分析综合能力起着很重要的作用． 9、BD 【解析】
由静止释放，b 球做平抛运动，a 、c 两球做匀加速直线运动，对b 球，根据2212h gt =
得：2t =a 、c 两球，
加速度a =g sin θ，根据
21sin 2h at θ=得：t =所以有：13t t ==t 1＞t 3＞t 2；若同时沿水平方向抛出，a 、c 两球做类平抛运动，b 球做平抛运动，抓住小球在竖直方向上或沿斜面方向上的运动规律与静止释放时相同，根据等时性有：t 1=t 1′，t 2=t 2′，t 3=t 3′．故B 、D 正确． 10、BC 【解析】
电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是
12
mv 1
，所以电动机多做的功一定要大于12
mv 1
．故A 错误。

物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v 所需的时间t ＝ v g μ，在这段时间内物块的位移2122v v x t g μ=＝，传送带的位移x 1＝vt ＝2 v g μ．则物体相对位移∆x=x 1−x 1＝2
2v g
μ．故B 正确。

根据动能定理，摩擦力对物块做的功等于物块增加的动能
12
mv 1
，选项C 正确；传送带克服摩擦力做的功为 W f =μmgx 1=μmg•2 v g μ=mv 1，摩擦热为 Q=μmg △x=μmg•2
2v g μ=12
mv 1，则知W f ≠Q ，故D 错误。

故选BC 。

点睛：解决本题的关键是搞清运动过程，掌握能量守恒定律；物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度后做匀速直线运动，电动机多做的功一部分转化成了物体的动能，还有一部分转化为内能．知道划痕的长度等于物块在传送带上的相对位移，摩擦生热与相对位移有关． 11、AC 【解析】
对两球受力分析即可得向心力的来源；支持力与重力的合力提供小球所需要的向心力，根据平衡条件即可得支持力大小关系；利用牛顿第二定律列式，结合两球的轨道半径关系即可分析出两球的周期与角速度关系． 【详解】
A 、对两球受力分析，都受重力、支持力两个力的作用，由于做匀速圆周运动，即合外力提供向心力，故可知甲、乙两球都是由重力与支持力的合力提供向心力，A 正确； BCD 、设圆锥筒的顶角为θ，则有：在竖直方向有：sin
2
N mg θ
=，轨道平面内有：2cos
2
N m r θ
ω=，联立可得支
持力为：
sin
2
mg N θ=
，角速度为：
tan
2
g r ωθ=
，由于两球的质量不同，则可知两球所受支持力大小不相等，由图可
知甲球的轨道半径大于乙球的轨道半径，故甲球的角速度小于乙的角速度，根据2T π
ω
=可知，甲球的周期大于乙球
的周期，BD 错误C 正确． 12、BC 【解析】
行星绕恒星做圆周运动，根据万有引力提供向心力
，知道轨道半径和周期，可以求出恒星的质量，
行星是环绕天体，在分析时质量约去，不可能求出行星的质量，也不能求解恒星的半径，选项C 正确，AD 错误。

根
据可求解行星的线速度，选项B 正确；故选BC.
【点睛】
此题关键是知道已知行星（或卫星）的轨道半径和周期，只能求解恒星（或行星）的质量，即中心天体的质量.
二．填空题(每小题6分，共18分) 13、（12H g （2）2g
H
【解析】
（1）子弹竖直方向做自由落体运动，竖直下落高度：212,2H
H gt t g
== （2）设子弹的初速为v ，水平方向做匀速运动：L=vt v=g
2H
14、22
N m /kg 7.9km/s
【解析】
[1]根据万有引力定律则有：
12
2
Gm m F r
=
可得：212
Fr G m m =，质量m 的单位为kg ，距离r 的单位为m ，引力F 的单位为N ，所以G 的单位为22
N m /kg ；
[2] 在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：
2
2
GMm mv mg R R
== 可得：7.9km/s v gR =
= 第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度，其大小约为7.9km/s ；
15、-10m/s 0 【解析】
[1] 若以初速度方向为正方向，小球碰墙前v 1=5m/s ，小球碰墙后v 2=-5m/s ，速度的变化量
21(5m/s)5m/s=10m/s v v v ∆=-=---
[2]动能的表达式为2K 1
2
E mv =
，速度大小为发生改变，动能不变，所以动能的变化量为零．
三．计算题(22分)
16、（1）0032v RGt π（2
【解析】
（1）根据竖直上抛运动的基本规律可知，火星表面重力加速度
00
0022
v v g t t =
=； 根据火星表面万有引力等于重力得2
'
'Mm G
m g R
=②， 火星密度
3
43
M M V R ρπ=
=③，由①②③解得0032v RGt ρπ=； （2）根据万有引力提供向心力公式得：2
224G
()()Mm m R h R h T
π=++
解得：2T == 17、（1）0m v M m
+（2）2
02()Mm v M m +（3）
201()2mv g M m + 【解析】
（1）子弹射入沙袋的过程，取子弹的初速度方向为正方向。

由动量守恒定律可得： mv 0=(m +M )v 解得：
0m
v v M m
=
+
（2）子弹与沙袋作用过程中，系统产生的内能△E 等于系统损失的机械能，则有：
222011()222()
Mm E mv m M v v M m ∆=
-+=+0 （3）沙袋摆动过程中，由机械能守恒定律得：
21
()=()2
m M v m M gh ++ 解得：
201()2mv h g M m
=
+。