云南省保山市2022届物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题含解析

云南省保山市2022届物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题
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．(本题9分)某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）
A．半径越大，加速度越大B．半径越小，周期越大
C．半径越大，角速度越小D．半径越小，线速度越小
2．(本题9分)我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道。

如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道α上运动，也能到离月球比较远的圆轨道b上运动，该卫星在a 轨道上运动与在b轨道上运动比较（）
A．卫星在α轨道上运行的线速度小
B．卫星在α轨道上运行的周期大
C．卫星在α轨道上运行的角速度小
D．卫星在α轨道上运行时受到的万有引力大
3．(本题9分)如图所示,一只蜗牛正在葡萄枝上休息静止状态,若葡萄枝的倾角为α,则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力大小为( )
A．GsinαB．Gcosα
C．G D．小于G
4．(本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上。

在小球将弹簧压缩到最短的整个过程中，不计空气阻力，下列关于能量的叙述中正确的是（）
A．动能不断减少
B．弹性势能不断减少
C．动能和弹性势能之和总保持不变
D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
5．(本题9分)将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为0v，小球落到地面时的
速度大小为02.v 若小球受到的空气阻力不能忽略，重力加速度为g ，则对于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是( )
A ．小球克服空气阻力做的功等于mgh
B ．重力对小球做的功等于2
032
mv C ．合外力对小球做的功等于2032mv D ．小球重力势能增加了mgh
6． (本题9分)下列关于分力与合力的说法，不正确的是
A ．两个力的合力，可能小于任一个分力
B ．5N 、2N 、6N 三个共点力最大合力为13N ，最小合力为1N
C ．两个分力的大小和方向都被确定，则合力也被确定
D ．合力是分力等效替代的结果
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)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 2
021a 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 - 8． (本题9分)物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（ ）
A ．牛顿发现了万有引力定律
B ．牛顿通过实验证实了万有引力定律
C ．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D ．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域
9． (本题9分)“高分四号”卫星是中国首颗地球同步轨道高分辨率遥感卫星.已知“高分四号”卫星距离地面的高度为h ,地球的半径为R ,地球表面的重力加速度大小为g ,万有引力常量为G .下列说法正确的是（ ）
A ．“高分四号”卫星运动的周期为2R g π
B ．“高分四号“卫星运行的线速度大小为()g R h +
C ．“高分四号”卫星轨道处的重力加速度大小为2()R g R h
+ D ．地球的平均密度为34g GR π 10． (本题9分)关于重力做功与重力势能变化的关系，下列说法中正确的是( )
A ．如果物体高度降低，则重力对物体做正功，物体的重力势能减少
B ．如果物体高度降低，则重力对物体做负功，物体的重力势能增加
C ．如果物体高度升高，则重力对物体做正功，物体的重力势能减少
D ．如果物体高度升高，则重力对物体做负功，物体的重力势能增加
11． (本题9分)如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d ，平均阻力为f.设木块离射入点s 远时开始匀速前进，下列判断正确的是
A ．f·s 量度子弹损失的动能
B ．f·d 量度子弹损失的动能
C ．f·s 量度木块动能改变量
D ．f(s ＋d)量度子弹损失的动能
12． (本题9分)如图所示为家用洗衣机的脱水桶，当它高速旋转时，能把衣物甩干。

根据我们所学的知识，叙述正确的是
A ．脱水桶高速运动时，水受到与运动方向一致的合外力作用飞离衣物。

B．脱水桶高速运动时，衣物上的水由于惯性，通过小孔，飞离脱水桶。

C．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物集中堆放在桶的中央。

D．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物成螺旋状排列，主要集中在桶壁附近。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．如图所示，利用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。

实验时先让A球从斜槽上的固定挡板处由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。

重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。

再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从挡板位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。

M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。

（1）实验中，除了斜槽轨道、重锤、两个小球、白纸、复写纸、刻度尺之外，下列器材中还必须使用的两种器材是__________.
A．秒表B．天平C．圆规D．打点计时器
（2）实验中，为了减小误差，入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应满足m1________m2（选填“>”或“<”）。

实验中通过测量小球运动的水平射程来“替代”小球碰撞前后的速度，为了进行这样“替代”，在安装斜槽时必须保证__________.
（3）实验中A球的水平射程OP与球A的质量__________（选填“无关”或“有关”），实验中若需要减小OP 的距离，可以进行的操作是____________________.
（4）若入射小球和被碰小球的质量分别为m1和m2，测出OM、OP、ON的距离，在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；若还满足关系式__________，则碰撞是弹性碰撞.
14．如图所示的实验装置可以用来探究动能定理，长木板倾斜放置，小车（装有挡光片）放在长木板上，长木板旁放置两个距离为L的光电门A和B，质量为m的重物通过滑轮与小车相连，调整长木板的倾角，使得小车恰好在细绳的拉力作用下处于平衡状态，某时刻剪断细绳，小车加速运动，测得挡光片通过光电门A的时间为△t1，通过光电门B的时间为△t2，挡光片的宽度为d，小车的质量为M，重力加速度为g，不计小车运动中所受的摩擦阻力.小车加速运动时受到的合力F＝______；小车经过光电门A、B的瞬时速度v A＝______、v B＝______，如果关系式_______在误差允许的范围内成立，即验证了动能定理.
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)如图，ACB是一条足够长的绝缘水平轨道，轨道CB处在方向水平向右、大小
的匀强电场中，一质量m＝0.25kg、电荷量的可视为质点的小物块，在距离C点L 0＝5.5m 的A点处，以初速度v0＝12m/s开始向右运动.已知小物块与轨道间的动摩擦因数，取g＝10m/s2，求：
（1）小物块到达C点时的速度大小；
（2）小物块在电场中运动离C点的最远距离；
（3）小物块在电场中运动的时间.（结果可以用根式表示）
16．小明踩着滑板沿水平方向以v0=3m/s的速度离开平台，假设经过t=0.4s以不变的姿势着地，如图所示，小明和滑板的总质量m=50kg，取g=10m/s2，不计空气阻力．求：
（1）平台的高度h；
（2）着地前瞬间速度v及重力的瞬时功率P。

17．(本题9分)如图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图．斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B 点平滑连接．斜面AB和圆形轨道都是光滑的．圆形轨道半径为R．一个质量为m的小车(可视为质点)在A 点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点Ｃ．已知重力加速度为g．
求：(1)A点距水平面的高度h；
(2)B点轨道对小车支持力的大小．
参考答案
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．C
【解析】
【分析】
根据库仑定律求出原子核与核外电子的库仑力．根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律求出角速度，加速度，周期，线速度进行比较．
【详解】
根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得
=ma=m=mω2r=，
可得a=
T=
ω=
v=
A、半径越大，加速度越小，故A错误；
B、半径越小，周期越小，故B错误；
C、半径越大，角速度越小，故C正确；
D、半径越小，线速度越大，故D错误．
故选C．
【点睛】
能够根据题意找出原子核与核外电子的库仑力提供向心力，并列出等式求解．
对于等效环形电流，以一个周期为研究过程求解．
2．D
【解析】
【详解】
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m 、轨道半径为r 、地球质量为M ，根据万有引力提供向心力，有：
22222()GMm v F m m r m r r r T
πω====
解得：v =①
22r T v π==②
ω=
③ 2
GM a r = ④
A ．由v =可知轨道半径小的速度大，则在α轨道上运行的线速度大，故A 错误；
B ．由22r T v π==α轨道上运行的周期小。

故B 错误；
C ．由ω=
α轨道上运行的角速度大。

故C 错误； D ．同2
GMm F r =可知引力与距离有关，距离大的力小，所以卫星在α轨道上运行时受到的万有引力大，故D 正确。

3．C
【解析】
【详解】
因蜗牛静止，说明蜗牛处于平衡状态，即所受合力为零，因此，蜗牛受到葡萄枝的作用力大小等于蜗牛重力，方向竖直向上，再根据牛顿第三定律，葡萄枝对蜗牛的作用力大小为G ，方向竖直向下。

A. Gsinα与分析结果不符，故A 错误。

B. Gcosα与分析结果不符，故B 错误。

C. G 与分析结果相符，故C 正确。

D. 小于G 与分析结果不符，故D 错误。

4．D
【解析】
【详解】
在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小
球向下的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，此时小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球继续向下压缩弹簧，这时弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，此时弹簧压缩的最短。

所以小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能是不断增加的，所以AB 错误。

对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。

在小球下降的过程中，球的重力势能是不断的减小的，所以动能和弹性势能之和要不断的增加，所以C 错误，D 正确。

5．C
【解析】 根据动能定理得：12
m(2v 0)2-
12m(v 0)2=mgh-W f ， 解得：W f =mgh-32
mv 02，故A 错误；重力做的功为W G =mgh ，重力势能减小mgh ，故BD 错误；合外力对小球做的功W 合=12m(2v 0)2-12m(v 0)2=32mv 02，故C 正确；故选C.
点睛：此题考查功能关系；要知道合外力做的功等于小球动能的变化量；重力做功等于重力势能的变化量；除重力以外的其他力做功等于机械能的变化量.
6．B
【解析】
【详解】
若两力夹角较大时，两力的合力可以小于任意一个力，故A 正确；当5N 与2N 的合力为6N 时，且与第三个力方向相反时，合力最小可以为零，故B 错误；若两个力都被确定，则两力的合力可由平行四边形定则求出，故合力也就确定，故C 正确；合力是分力等效替代的结果，选项D 正确；此题选择不正确的选项，故选B.
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．BD
【解析】
【详解】
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 h =
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 。

8．AD
【解析】
【分析】 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

【详解】
A 项：牛顿发现了万有引力定律，故A 正确；
B 项：牛顿通过月地检验证实了万有引力定律，故B 错误；
C 项：相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故C 错误；
D 、爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域，故D 正确。

故选：AD 。

【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。

9．CD
【解析】 根据2224()()Mm h R G m h R T π++＝，且'
'2Mm G m g R
＝可得“高分四号”卫星运动的周期为
332()()22h R h R T GM gR
ππ++==，选项A 错误；根据22()()Mm v G m h R h R ++＝解得2GM gR v h R h R
==++，选项B 错误；根据2()Mm G mg h R +'＝可得“高分四号”卫星轨道处的重力加速度大小为222==()()GM gR g h R h R '++，选项C 正确；地球的平均密度为2
33344433
gR M g G GR
R R ρπππ===，选项D 正确；故选CD.
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，从而找到关于周期、线速度以及重力加速度的表达式；知道黄金代换的表达式GM=gR 2；．
10．AD
【解析】
【详解】
AB ．如果物体高度降低，重力的方向与位移的方向相同，则重力做正功，重力势能一定减小，故A 正确、B 错误；
CD ．如果物体高度升高，重力的方向与位移方向相反，重力做负功，重力势能一定增加，故C 错误，D 正确。

故选AD 。

11．CD
【解析】
【详解】
AC ．木块对子弹有一个阻力，根据牛顿第三定律，子弹对木板有一个向右的动力，即大小等于f ，在这个力的作用下木块向前运动了s 的距离，根据动能定理可得
，
即量度木块动能改变量，A 错误C 正确；
BD ．子弹在阻力f 的作用下，运动了
的距离，根据动能定理可知表示子弹损失的动能，而木块和子弹系统动能减小了
，
所以
表示系统动能减小的动能，也可以说是系统产生的内能，B 错误D 正确．
12．BD
【解析】 试题分析：脱水桶高速运动时，水滴随衣物一起做匀速圆周运动，水滴与衣物间的附着力提供向心力，且
是一定的，而所需的向心力，随着的增大而增大，当附着力不能提供足够大的向心力时，将做离心运动被甩出去，故A错误；惯性是物体本身的一种属性，一切物体都有惯性，即都有保持原来运动状态不变的性质，脱水桶高速运动，当附着力不能提供足够大的向心力时，衣物上的水由于惯性，通过小孔，飞离脱水桶，故B正确；脱水桶高速运动时，衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒壁的弹力提供衣物的向心力，因此通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物成螺旋状排列，主要集中在桶壁附近，故C错误，D正确。

所以选BD。

考点：本题考查了离心现象、惯性的概念，意在考查考生的理解能力。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．BC > 斜槽末端水平无关减小斜槽高度或降低挡板高度m1OP=m1OM+m2ON
m1OP2=m1OM2+m2ON2(或OP+OM=ON)
【解析】
【详解】
(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：
因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故
m1OP=m1OM+m2ON，
实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，确定落点的平均位置要用圆规，测量小球落地点的距离需要毫米刻度尺，因此还需要的实验器材有BC.
(2)[2]为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量,即；
[3]为了保证小球离开斜槽做平抛运动，则需保证斜槽末端水平.
(3)[4]实验中A球的水平射程OP=v0t,而A球每次从同一高度静止滚下，则每次到达斜槽末端的速度大小相同，同时平抛的时间t一定，故水平射程与A球的质量无关.
[5]为了减小OP，可减少v0，则减小A球的重力做功，故可减小斜槽高度或降低挡板高度.
[6]根据两球碰撞和速度用水平位移代换，结合A碰前的平抛落点为P点，A碰后的落点为M，B球被碰的落点为N；可得验证动量守恒的表达式为：
m1OP=m1OM+m2ON.
[7]若碰撞是弹性碰撞，有：
用水平位移代换速度后，得：
或者联立各式化简后得：
.
14．mg 1d t V 2d t V 2221
()1122
()d d mgL M M t t =-V V
【解析】
【详解】 由于小车在重物的拉力作用下处于平衡状态，去掉拉力，小车受到的合力就等于绳子的拉力，因此合力F ＝mg ；挡光片经过光电门时的平均速度1A d v t =∆,2
B d v t =∆，由于挡光时间极短，可以认为平均速度等于瞬时速度，合力做功为W ＝mgL ，动能变化为2221()1122()k d d E M M t t ∆=
-V V ，如果这两部分相等，就算是验证了动能定理,即验证关系式2221
()1122()d d mgL M M t t =-V V . 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）
(2) (3)
【解析】
【详解】
（1）根据牛顿第二定律，小物块的加速度:
小物块到达C 点的速度大小：
解得： （2）根据牛顿第二定律，小物块向右减速的加速度
小物块向右运动的时间
小物块向右运动的位移
（3）由于，所以小物块匀减速后反向向左加速，直到滑出电场.
根据牛顿第二定律，小物块向左加速的加速度
小物块在电场中向左运动的时间
小物块在电场中运动的总时间
16．（1）0.8m ；（2）2000W
【解析】
【详解】
（1）小明做平抛运动，根据平抛运动规律：平台的高度h=12gt 2=1102
⨯⨯0.42m=0.8m 。

（2）着地前瞬间的竖直速度v y =gt=4m/s ，着地前瞬间速度220y v v +2234+；重力的瞬时功率P=mgv y =50⨯10⨯4W=2000W 。

17．（1）2.5 R （2）6 mg
【解析】
小车在C 点有：mg =2C mv R
解得：v C gR
由A 运动到C ，根据机械能守恒定律得：mgh = mg×2R+
212C mv 解得：h = 2.5 R
(2)由A 运动到B ，根据机械能守恒定律得：mgh=
212
B mv 解得：v B 5gR 小车在B 点有：F N －mg =2B mv R 解得：F N = 6 mg
由牛顿第三定律：小车对轨道的压力大小为6mg。