2022届陕西省安康市高一(下)物理期末调研模拟试题含解析

2022届陕西省安康市高一(下)物理期末调研模拟试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．某行星绕一恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则该恒星位于
A．O点B．B点C．E点D．F点
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.根据开普勒第一定律，恒星应该位于椭圆的焦点上，故AC错误；
CD. 根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．则行星在离恒星较近的位置速率较大，在远离恒星的位置速率较小，因为行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于E点，故C正确，D错误．
2．(本题9分)如图所示，一轻质弹簧固定在水平地面上，O点为弹簧原长时上端的位置，一个质量为m 的物体从O点正上方的A点由静止释放落到弹簧上，物体压缩弹簧到最低点B后向上运动，若不计空气阻力，则以下说法正确的是( )
A．物体落到O点后，立即做减速运动
B．物体从O点运动到B点，动能先增大后减小
C．物体在B时加速度为零
D．在整个过程中，物体的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC.物体开始接触弹簧，弹簧的弹力小于重力，其合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，合力为零，加速度为零，此时刻速度最大，后来弹簧的弹力大于重力，合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点B时，速度为零，所以速度先增大后减小，动能先增大后减小，故AC错误，B正确；
D.在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，物体与弹簧组成的系统机械能守恒，但单独对物体来说，弹簧弹力对物体做功，其机械能不守恒，故D 错误。

3． (本题9分)如图所示，小球从斜面的顶端A 处以大小为v 0的初速度水平抛出，恰好落到斜面底部的B 点，且此时的速度大小v B
＝
13
4
v 0，空气阻力不计，该斜面的倾角为（ ）
A ．60°
B ．45°
C ．37°
D ．30°
【答案】C 【解析】 【详解】
根据平行四边形定则知，落到底端时竖直分速度为：2222y B 0000133
42
v v v v v v =
-=
-= ，则运动的时间为：y
32v v t g g == ，设斜面的倾角为θ ，则有：2
00132tan 24
gt gt v t v θ=== ，所以37θ︒= ，ABD 错误C 正确．
4．在国际单位制中，功率的单位“瓦”是导出单位。

用基本单位表示，正确的是 A ．J/s B ．N·m/s
C ．kg·m²/s²
D ． kg·m 3/s 3
【答案】D 【解析】 【详解】 根据功率定义，有
W
P Fv t
＝
＝ 又由牛顿第二定律，可得F=ma 联立得 P=mav
其单位为kg∙m 2/s 3
知功率的单位用基本单位表示为kg ∙m 2/s 3 A ．J/s ，与结论不相符，选项A 错误； B ．N·m/s ，与结论不相符，选项B 错误； C ．kg·m²/s²，与结论不相符，选项C 错误； D ．kg·m 3/s 3，与结论相符，选项D 正确；
5．(本题9分)下列关于超重和失重的说法中，正确的是（）
A．物体处于超重状态时，其重力增加了
B．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
G mg与质量和重力加速度有关，而质量是物体的固有属性，不会改变；同一位置处的重力加速度重力=
不会改变所以物体的重力不会因为超重和失重而发生变化，故D正确。

故选D。

6．(本题9分)把一根电阻为1Ω的粗细均匀的金属丝截成等长的2段。

再把这2段金属丝并联起来，这样并联后的总电阻是（）
A．0.05ΩB．0.25ΩC．4ΩD．1Ω
【答案】B
【解析】
【详解】
截成两段后，每段电阻R=0.5Ω，然后再并联后的电阻R并＝=0.25Ω．
A. 0.05Ω，选项A不符合题意；
B. 0.25Ω，选项B符合题意；
C. 4Ω，选项C不符合题意；
D. 1Ω，选项D不符合题意；
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，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
7．(本题9分)据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”一—沃尔夫(Wolf) 1061c.沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星的沃尔夫1061c运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球．设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c的表面运行.已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动．则下列说法正确的是（）A．从地球发射该卫星的速度应该大于第三字宙速度
B．若已知围绕沃尔夫1061c的表面运行的探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径
C ．沃尔夫1061c 和地球公转轨道半径的三次方之比等于2
5(
)365
D ．卫星绕行星沃尔夫1061c 运行的周期与该卫星的密度有关 【答案】AB 【解析】
从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c 表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，A 正确；已
知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c 的质量，根据2
224Mm G m r r T
π=可以求出沃尔夫1061c 的半径，B
正确；沃尔夫1061c 和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知
公转半径的三次方之比不等于25()365，C 错误；根据2224Mm G m r r T π=可得3
2r T GM
π=，与卫星的密度无关，D 错误．
8． (本题9分)如图所示，某力F =10N 作用于半径R =1m 的转盘边缘的A 点上，力F 的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周过程 ( )
A ．这个力F 做的总功为0J
B ．这个力F 做的总功为 20 π J
C ．A 点所受的向心力做的总功为0J
D ．A 点所受的向心力做的总功为20 π J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
转一周通过的弧长为：x=2πR=2π(m)；因为F 的方向始终与速度方向相同，即与位移方向始终相同，则转动一周，力F 做的功为力与转过的弧长的乘积；故F 做功为：W=Fx=10×2πJ=20πJ ，选项A 错误，B 正确；A 点所受的向心力方向与速度方向垂直，则向心力做的总功为0J ，选项C 正确，D 错误.
9． (本题9分)绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行，如果某绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球做匀速圆周运动时（绳长不可忽略），下列说法正确的是 A ．绳系卫星在航天器的正上方 B ．绳系卫星在航天器的后上方 C ．绳索无弹力
D ．绳索有弹力 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
航天器与绳系卫星都是绕地球做圆周运动，绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳子的拉力共同提供，所以拉力沿万有引力方向，从而可知绳系卫星在航天器的正上方．故A 正确、B 错误．航天器和绳系卫星的
角速度相同，根据公式a=rω2知绳系卫星的轨道半径大，所以加速度大．根据2
=F F m r ω+引绳可知，绳索
弹力不为零，选项C 错误， D 正确．故选AD ．
10． (本题9分)下列物体在运动过程中，机械能守恒的有（ ） A ．沿粗糙斜面下滑的物体 B ．沿光滑斜面自由下滑的物体 C ．从树上下落的树叶 D ．在真空管中自由下落的羽毛
【答案】BD 【解析】 【详解】
A ．沿粗糙斜面下滑的物体，受重力、支持力、斜面对物体的摩擦力．物体在运动过程中，除重力对物体做功外，斜面对物体的摩擦力对物体做负功，则物体在运动过程中，机械能不守恒，选项A 错误．
B ．沿光滑斜面自由下滑的物体，受重力、支持力．物体在运动过程中，只有重力对物体做功，则物体在运动过程中，机械能守恒，选项B 正确．
C ．从树上下落的树叶，受重力、空气的作用力．树叶在运动过程中，除重力对物体做功外，空气对树叶的作用力对树叶做负功，则树叶在运动过程中，机械能不守恒，选项C 错误．
D ．在真空管中自由下落的羽毛，只受重力．羽毛在运动过程中，只有重力对羽毛做功，则羽毛在运动过程中，机械能守恒，选项D 正确． 故选BD ．
点睛：物体机械能守恒的条件是除重力(弹簧弹力)外其它力对物体做的功为零；有时也借助物体动能和重力势能(弹性势能)的变化来判断机械能是否守恒．
11． (本题9分)下图为八颗行星绕太阳公转轨迹示意图，假设上述行星及小行星带上的行星绕太阳运动轨迹均可看成圆周，忽略行星之间万有引力作用．则下列关于各行星绕太阳做圆周运动的说法中正确的是 ( )
A ．火星做圆周运动的线速度大于地球做圆周运动的线速度
B ．火星做圆周运动的加速度小于地球做圆周运动的加速度
C ．海王星做圆周运动的周期大于天王星做圆周运动的周期
D ．假设海王星的质量等于天王星的质量，则海王星做圆周运动的动能与它的势能之和小于天王星动能与势能之和 【答案】BC 【解析】
A 、根据万有引力提供向心力，即2
2Mm v G m r r
=，则GM v r =可知，由于火星轨道半径大于地球轨道
半径，即火星的线速度小于地球的线速度，故选项A 错误； B 、由2
Mm
G
ma r = 得：地球加速度大于火星，选项B 正确； C 、根据万有引力提供向心力，即2
22Mm G m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
，由3
2r T GM =得：由于海王星半径大于天王星的半径，故海王星的周期大于天王星的周期，选项C 正确；
D 、假设天王星和海王星质量相等，天王星变轨到海王星轨道需要外力推动做正功，机械能增加，所以海王星机械能大于天王星机械能，选项D 错误．
点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能熟记．
12． (本题9分)在下列物理现象或者物理过程中，机械能发生改变的是（ ） A ．匀速下落的降落伞 B ．沿斜面匀速上行的汽车 C ．树叶从树上掉下在空中飘落
D ．细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动 【答案】ABC 【解析】 【详解】
A. 匀速下落的降落伞，必受到除重力以外的一个向上的阻力作用，阻力做负功所以机械能会减少，故A 符合题意；
B. 沿斜面匀速上行的汽车，动能不变，但重力势能变大，所以机械能增加，故B符合题意；
C. 树叶从树上掉下在空中飘落，空气阻力做负功，所以机械能减少，故C符合题意；
D. 细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不变，所以机械能不变，故D不符合题意。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用:
A．电压表(0～3 V，内阻约为6 kΩ)
B．电压表(0～15 V，内阻约为30 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻约为0.1Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.5Ω)
E．滑动变阻器(10Ω，5 A)
F．滑动变阻器(200Ω，0.5 A)
G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)
(1)请设计合适的电路，在空白方框内画出正确的电路图________________。

按设计的电路图进行测量，电压表应选用______，电流表应选用________________，滑动变阻器应选用__________________。

(用序号字母表示)
(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示。

由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为
____________Ω。

【答案】 A D E 10
【解析】
【详解】
(1)[1]实验要求多组数据，电压表测量小灯泡两端电压，电流表测量通过灯泡的电流，灯泡的电阻和电流表的内阻相接近，所以采用电流表的外接法，并且小灯泡两端的电压需要从零开始，故选用滑动变阻器的分压接法，电路图如图所示：
[2]小灯泡的额定电压为2.8V，故选电压表A；
[3]额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，额定电流I=0.29A，为了减小误差，故电流表选择D；
[4]为了便于操作，滑动变阻器选用E，否则滑动变阻器最大阻值过大，操作时滑片移动较大距离而引起电压变化不明显；
(2)[5]灯泡在正常工作时的电压U=2.8V时的电流为I=0.28A，故根据欧姆定律可得此灯泡在正常工作时的电阻：
14．(本题9分)在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时：
（1）下列说法中正确的是______ （填字母代号）
A．该实验不需要平衡摩擦力
B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
（2）下列说法中正确的是______（填字母代号）
A ．橡皮筋做的功可以直接测量
B ．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍
C ．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D ．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值 【答案】BC C 【解析】 【详解】
第一空： 本实验是把橡皮筋的弹力作为小车受到的合外力，然后验证合外力做功与动能变化之间的关系，所以要平衡摩擦力，故A 错误；每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为 W 、2W 、3W 、、、、、这样可以不用具体求每次做功为多少，且验证合外力做功与动能变化之间的关系，故B 正确；当橡皮筋恢复原长时，小车的速度达到最大，然后做匀速运动，则通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度，故C 正确；D 错误；故选BC
第二空：弹力是变力，做功没办法具体计算，故A 错误；由于弹力做功与伸长的长度不是正比关系，所以当橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功不会增加为原来的两倍，故B 错误；可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为 W 、2W 、3W 、、、、、故C 正确；对小车做的功是由橡皮筋的条数决定的，不能通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值，故D 错误；故选C 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球．经过时间t ，小球落到星球表面，测得
抛出点与落地点之间的距离为L ．若抛出时的初速度增大到2倍，．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R ，万有引力常量为G ，求该星球的质量M ．
【答案】M =
【解析】 【详解】
两次平抛运动，竖直方向2
12
h gt =
，水平方向0x v t =，根据勾股定理可得：2220()L h v t -=，抛出速度
变为2倍：222
0)(2)h v t -=，联立解得：h L =
，g =，在星球表面：2Mm G mg R
=，解得：2
M =16． (本题9分)如图所示，AB 为倾角θ＝37°的斜面轨道，轨道的AC 部分光滑，CB 部分粗糙。

BP 为圆心角等于143°，半径R=1m 的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B 点，P 、O 两点在同一竖直线上。

一轻弹簧一端固定在A 点，另一自由端在斜面上C 点处，现将一质量m = 2kg 的物块缓慢压缩弹簧到D 点（不
栓接），且CD 的距离为x 0=1m ，此时弹簧具有的弹性势能为E P =156J 。

现从D 点释放物块，物块在CB 段匀减速运动过程中的加速度大小为a=8 m/s 2，物块第一次经过B 点后恰能到达P 点。

(g 取10m/s 2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)。

求：
（1）物块第一次通过C 点的速度大小v c 和第一次到达P 点的速度大小v p ； （2）斜面轨道上B 、C 两点间的距离x ；
（3）若在P 处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞后速度反向，速度大小不变，小物块与弹簧相互作用不损失机械能，试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离轨道？ 【答案】（1）c 12m/s v =；p 10m/s v =（2）49
m 8
x = （3）不会脱离轨道 【解析】 【详解】
（1）物块从D 运动到C 的过程由机械能守恒有：
2
P 0C 1sin 2
E mgx mv θ=+
解得：C 12m /s v =； 物块在P 点的速度满足：
2p
v mg m
R
=
解得：p 10m /s v =。

（2）物块从B 运动到P 的过程中机械能守恒，则有：
()22B p 111cos3722
mv mgR mv ︒=++ 解得： B 46m /s v 。

物块从C 运动到B 的过程中22
B C 2v v ax -=-
由以上各式解得49
m 8
x =。

（3）设物块与斜面间的动摩擦因数为μ ，由牛顿第二定律得
sin cos mg mg ma θμθ+=
代入数据解得0.25μ=
假设物块第一次从圆弧轨道返回并与弹簧相互作用后，能够回到与O 点等高的位置Q 点，且设其速度为 Q v ，由动能定理得
22Q p 112cos3722
mv mv mgR mgx μ︒-=- 解得222
Q 19m /s v =-
可见物块返回后不能到达Q 点，故物块在以后的运动过程中不会脱离轨道。

17．如图所示，一质量为M 的物块静止在光滑桌面边缘，桌面离水平面的高度h=0.8m 。

一质量为m=0.5kg 的子弹以水平速度v 0=4m/s 射入物块且未击穿，子弹射入物块时间极短且已知系统损失的机械能为3J ，重力加速度为g=10m/s 2。

不计空气阻力，试求：
(1)物块的质量；
(2)物块落地点离桌面边缘的水平距离。

【答案】（1）3 J ；（2）0.4m
【解析】
【详解】
（1）子弹打入物块的过程，子弹与物块组成的系统动量守恒
0()mv m M v =+
系统机械能损失
22011=()22
E mv m M v +损－ 解得：M=1.5kg
（2）物块离开桌面后做平抛运动，设平抛运动水平位移为x
212
h gt = x vt =
解得：x=0.4m。