广东省茂名市2025年物理高一下期末考试模拟试题含解析.doc

广东省茂名市2025年物理高一下期末考试模拟试题
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、 (本题9分)银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为27:1，则它们的轨道半径的比为（ ）
A．3:1
B．9:1
C．27:1
D．1:9
2、如图所示，虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分布有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律都满足B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙，则下列判断正确的是(　　)

A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲 B．I乙＝2I甲，I丙＝0
C．I乙＝0，I丙＝0 D．I乙＝I甲，I丙＝I甲
3、 (本题9分)如图所示，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，则（ ）

A．a点场强与b点场强相同
B．a点场强的大小比c点大
C．b点场强的大小比c点小
D．条件不足，无法判断a、b、c场强大小关系
4、 (本题9分)为了估测一深井井口到水面的距离，某同学让一个小石块从井口自由落下，2s后听到石块击水的声音，重力加速度取10m/s2，则井口到水面的距离约为
A．5m B．10m C．20m D．45m
5、 (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＞ω2 B．ω1＝ω2 C．ω1＜ω2 D．无法确定
6、 (本题9分)共享单车已成为人们低碳出行的重要交通工具，如图所示，某共享单车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为3112，在用为蹬脚踏板前进的过程中，下列法正确的是（ ）

A．小齿轮和后轮的角速度大小之比为112
B．大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小之比为13
C．大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为31
D．大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为112
7、光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆型，半径R，固定在竖直平面内．AB两质量均为m的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上．将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R．不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，则（重力加速度为g）：

A．AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力大小为mg
B．A环到达最低点时，两球速度大小均为
C．若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时的速度大小为
D．若将杆换成长，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后，A环离开底部的最大高度
8、 (本题9分)一人从高h处以初速度v1．水平拋出一个质量为m的物体，以抛出点为重力势能的零点，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．人对小球做的功为mv12
B．小球落地时的机械能为mv12
C．小球落地时重力的瞬时功率为m
D．小球落地时的重力势能为1
9、 (本题9分)如图所示为人造地球卫星的轨道示意图，其中1为近地圆周轨道，2为椭圆轨道，3为地球同步轨道，其中P、Q为轨道的切点，则下列说法中正确的是

A．卫星在1轨道上运行可经过一次加速转移到3轨道上运行
B．卫星由1轨道进入2轨道机械能增大
C．卫星在轨道1上的运行周期最短
D．在轨道2上由Q点运行到P点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减少，机械能增加
10、 (本题9分)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2(已知m2=0.5kg)的两物块A、B相连接，处于原长并静止在光滑水平面上．现使B获得水平向右、大小为6m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象提供的信息可得 （ ）

A．在t1时刻，两物块达到共同速度2m/s，且弹簧处于伸长状态
B．从t3到t4之间弹簧由原长变化为压缩状态
C．t3时刻弹簧弹性势能为6J
D．在t3和t4时刻，弹簧处于原长状态
11、 (本题9分)如图所示，在匀强电场中有边长、∠A=60°的菱形ABCD，场强方向平行于ABCD平面，已知A、B、C点电势分别为9V、4.5V、0V，则下列说法中正确的是

A．D点电势大小为4.5V
B．D点电势大小为3V
C．匀强电场场强大小为150V/m，场强方向沿BD
D．匀强电场场强大小为300V/m，场强方向沿AC
12、如图甲所示，质量为0.5kg的物块A和足够长的木板B叠放在光滑水平面上，t=0时刻，木板B受到水平向右的拉力F作用，0~4s内，F随时间t变化的关系如图乙所示，木板B加速度a与时间t的关系如图丙所示。若物块A与木板B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2。则

A．木板B的质量为1kg
B．物块A与木板B之间的动摩擦因数为0.4
C．2s~4s内，物块A的加速度随时间均匀增大
D．2s~4s内，物块A的速度随时间均匀增大
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平．在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接．打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为d，重力加速度为g．

（1）调整光电门的位置，使得滑块通过B点时钩码没有落地．滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为 ______，系统重力势能减少量ΔEp为___．（以上结果均用题中所给字母表示）
（2）若实验结果发现ΔEk总是略大于ΔEp，可能的原因是______
A．存在空气阻力
B．滑块没有到达B点时钩码已经落地
C．测出滑块左端与光电门B之间的距离作为d
D．测出滑块右端与光电门B之间的距离作为d
14、 (本题9分)如图甲所示，是用电火花计时器验证机械能守恒定律的实验装置．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，电火花计时器所用电源频率为50Hz，重物质量为0.2kg.

(1)下列操作中正确的是___________.
A．电火花计时器应接6V交流电源
B．应先释放纸带，后接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点间的距离，可知重物相应的下落高度
(2)某同学按照正确的操作，得到一条符合实验要求的纸带，如图乙所示.如果打O点时重物速度为0，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，计算B点对应的速度时，甲同学用，乙同学用vB=，你赞成___________(选填“甲”或“乙”)同学的计算方法.

(3)该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C的距离，并记录在图乙中(单位cm).打点计时器打B点时重物的动能为___________J，从O到B过程中重物重力势能的减少量为___________J(计算结果均保留3位有效数字).
15、 (本题9分)利用如图实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．

（1）如图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3…．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h1、h2、h3，可得重物下落到B点时的速度大小为_______，纸带从O点下落到B点的过程中，重物增加的动能为______，减少的重力势能为________．

（2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep．建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在如图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k1和k2表示）．

三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)已知地球质量M地约为月球质量M月的82倍，地球半径R地约为月球半径R月的4倍，月球绕地球公转的轨道半径r约为地球半径R地的60倍。设地球表面的自由落体加速度为g，月球绕地球公转的向心加速度为a，月球表面的自由落体加速度为g月。求：
（1）地球表面的自由落体加速度g与月球绕地球公转的向心加速度a的大小之比；
（2）地球表面的自由落体加速度g与月球表面的自由落体加速度g月的大小之比.
17、（10分）如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点．现将一质量为m的带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：
（1）小球在A点受到的静电力大小
（2）小球在B点的加速度大小
（3）AB间的电势差(用k、Q和L表示)

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、B
【解析】
根据开普勒第三定律可得，所以，故B正确，ACD错误。
2、B
【解析】
C环中穿过圆环的磁感线完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以没有感应电流产生，则I丙=1．根据法拉第电磁感应定律得：，S是有效面积．则得E∝S，所以甲、乙中感应电动势之比为E甲：E乙=1：2，根据欧姆定律得知，I乙=2I甲．故选B．
本题关键是：一要掌握产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，二是掌握法拉第电磁感应定律，理解式中S是有效面积，即有磁场穿过的面积．
3、B
【解析】
A.根据点电荷电场强度的计算公式可知，a点场强的大小和b点电场强度大小相等，但是方向不同，故A错误；
BC. a点距离点电荷的距离较c点近，则a点场强的大小比c点大，同理可知，b点场强的大小比c点大，选项B正确，C错误；
D.由以上分析可知，选项D错误.
4、C
【解析】
不考虑声音传播所需要的时间。小石块做自由落体运动，运动时间为2s，根据自由落体运动的位移时间公式可知h=gt2＝×10×4m＝20m；
A. 5m，与结论不相符，选项A错误；
B. 10m，与结论不相符，选项B错误；
C. 20m，与结论相符，选项C正确；
D. 45m，与结论不相符，选项D错误；
5、B
【解析】
地球同步卫星的周期与地球自转的周期相同，由ω=可知，角速度相同，故B正确，ACD错误；故选B．
6、D
【解析】
A. 小齿轮和后轮共轴，它们的角速度大小之比为11，故A错误。
B. 大齿轮和小齿轮用链条相连，它们轮缘的线速度大小之比为11，故B错误；
C. 大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小相等，它们的向心加速度与半径成反比，所以向心加速度大小之比为13，故C错误；
D. 小齿轮和后轮共轴，它们的角速度相等，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度的线速度与半径成正比，所以，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为112，大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小相等，所以大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比也为112，故D正确
7、BCD
【解析】
A.对整体分析，自由落体，加速度g，以A为研究对象，A作自由落体，则杆对A一定没有作用力．即F=0，故AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力为零，选项A错误．
B.AB都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，即vA=vB；对整体依机械能守恒定律，有：mg•2R+mg•R＝•2mv2，解得，故A环到达最低点时，两环速度大小均为，选项B正确．
C. 若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时，杆与竖直方向的夹角为30°；设AB的速度为vA和vB，则；由机械能守恒可得：，联立解得： ，选项C正确；
D.由于杆长超过了半圆直径，故最后A环在下，如图；

设A再次上升后，位置比原来高h，如下图所示．
由机械能守恒，有：−mgh+mg(2R−2R−h)＝0
解得h＝(−1)R，故A离开底部(+1)R
故若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度为(+1)R．选项D正确.
8、AB
【解析】
A.人对小球做的功等于小球得到的动能，为，选项A正确；
B.小球抛出时的机械能为mv12，落地过程中机械能守恒，则小球落地时的机械能也为mv12，选项B正确；
C.小球落地时的竖直速度,则落地时重力的瞬时功率为，选项C错误；
D.小球落地时的重力势能为-mgh，选项D错误；故选AB.
9、BC
【解析】
A.卫星从1轨道转移到3轨道上运行，需要在P点和Q点加速两次。故A错误；
B.卫星由1轨道进入2轨道需要在P点点火加速，所以机械能增大。故B正确；
C.根据开普勒第三定律可知，轨道半径最小的1轨道的周期最小。故C正确；
D. 卫星在椭圆轨道2上自由运行时，只有万有引力对它做功，其机械能守恒，则它在P点的机械能等于在Q点的机械能．故D错误．
10、AC
【解析】从图象可以看出，从0到的过程中B减速A加速，B的速度大于A的速度，弹簧被拉伸， 时刻两物块达到共同速度2m/s，此时弹簧处于伸长状态，A正确；从图中可知从到时间内A做减速运动，B做加速运动，弹簧由压缩状态恢复到原长，即时刻弹簧处于压缩状态， 时刻弹簧处于原长，故BD错误；由图示图象可知， 时刻两物体相同，都是2m/s，A、B系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：  ，即，解得m1：m2=2：1，所以，在时刻根据能量守恒定律可得即，解得，C正确．
11、AD
【解析】
AB.根据菱形ABCD的对角线垂直平分，其交点为O点，则B、O、D电势相等，所以D点电势大小为4.5V，故A正确，B错误；
CD.电场方向和等势线垂直，顺电场线方向电势降低，所以场强方向沿AC，计算AC长度为3cm，AC电势差为9V，得出匀强电场场强大小为
9V/3cm=300V/m
故C错误D正确。
12、AD
【解析】
A.由图可知，在0-2s内木板B和物块A一起加速运动，则对AB整体，由牛顿第二定律：F=(M+m)a，将F=3N，a=2m/s2，解得M=1kg，选项A正确；
B.2s后，物块与木板产生相对滑动，由图可知，4s时F=6N，此时木板的加速度为5m/s2，则对木板：，解得μ=0.2，选项B错误；
C. 2s~4s内，物块A受大小不变的滑动摩擦力作用，则其加速度a=μg，不变，选项C错误；
D. 2s~4s内，物块A的速度v=at=μgt，随时间均匀增大，选项D正确。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 C
【解析】
（1）由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。
滑块通过光电门B速度为：；
滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为：；
系统的重力势能减少量可表示为：△Ep=mgd；
比较△Ep和△Ek，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。
（2）若存在空气阻力的，则有△Ek总是略小于△Ep，故A错误；滑块没有到达B点时钩码已经落地，拉力对滑块做的功会减小，△Ek应小于△Ep，故B错误；将滑块左端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算少了，△Ek将大于△Ep，故C正确。将滑块右端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算多了，△Ek将小于△Ep，故D错误。
14、D 乙 0.369 0.376
【解析】
第一空.A.打点计时器应接交流电源，故A错误；
B.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；
C.我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误；
D.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确.
故填D.
第二空.计算B点瞬时速度时，若按甲同学的方法用，即认为纸带下落的加速度为g，则不需要计算速度vB的值也会有：，故甲的数据处理方法错误，应该选用乙同学的：某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，，故乙同学正确.
第三空. B点的瞬时速度为：，那么此时重物的动能.
第四空.从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.192J≈0.376J.
15、
【解析】
（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得： ；
（2）由图可知，图线Ⅰ的斜率 ；根据动能定理得： ，则 ，图线Ⅱ的斜率 ，得阻力f=k1-k2，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 ．
对匀变速直线运动，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即可求出B点的速度；机械能守恒，因为初位置的机械能为零，每个位置动能和重力势能的绝对值应该相等，图线不重合的原因是重物和纸带下落过程中需克服阻力做功．根据动能定理，结合图线的斜率求出阻力与重物重力的比值．验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．

三．计算题(22分)
16、（1） （2）
【解析】
（1）对于地球表面自由落体的物体m有：
得
月球绕地球公转，由牛顿第二定律有：
得
则
（2）对于月球表面自由落体的物体m有：
得
则
17、 (1)(2)(3)
【解析】
（1）根据题意可知，小球带正电，假设受到的电场力为F，小球在A点，由牛顿第二定律：
mgsin30°-F=maA
解得

（2）根据牛顿第二定律和库仑定律得：带电小球在A点时有：

带电小球在B点时有：

且

可解得

（3）由A点到B点应用动能定理得：

解得：

根据第二问可知

所以