2024-2025学年河北省保定市高阳中学物理高一下期末统考模拟试题含解析.doc

2024-2025学年河北省保定市高阳中学物理高一下期末统考模拟试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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)小船以恒定的速度渡河，船头始终垂直对岸，假定河中各处水流速度相等，小船渡河的路程、时间与水速的关系，下列说法正确的是（　　）

A．水速大时，路程长，时间长
B．水速大时，路程长，时间不变
C．水速大时，路程长，时间短
D．路程、时间与水速无关
2、 (本题9分)把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙）。松手后，小球从A到B再到C的过程中，忽略弹簧的质量和空气阻力，下列分析正确的是

A．小球处于A位置时小球的机械能最小
B．小球处于B位置时小球的机械能最小
C．小球处于C位置时小球的机械能最小
D．小球处于A、B、C三个位置时小球的机械能一样大
3、 (本题9分)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（ ）

A．a、b的电荷同号，
B．a、b的电荷异号，
C．a、b的电荷同号，
D．a、b的电荷异号，
4、光滑水平面上有一静止的木块，一颗子弹以某一水平速度击中木块后没有射出，对于这个过程，下列分析正确的是（ ）
A．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒
C．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒
D．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒
5、 (本题9分)在发射人造卫星时，利用地球的自转，可以减少发射人造卫星时火箭所需提供的能量。由此可知，在发射人造卫星时，应（　　）
A．靠近北极发射，发射方向自北向南 B．靠近南极发射，发射方向自南向北
C．在赤道附近发射，发射方向自东向西 D．在赤道附近发射，发射方向自西向东
6、 (本题9分)地球的半径为R，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则（　　）
A．卫星加速度的大小为
B．卫星运转的角速度为
C．卫星运转的线速度为
D．卫星运转的周期为
7、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（ ）

A．a对b的静电力一定是引力
B．a对b的静电力可能是斥力
C．a的电量可能比b少
D．a的电量一定比b多
8、 (本题9分)如图所示，长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端可绕固定轴O转动，已知小球通过最高点P时速度为，不计一切阻力，则（ ）

A．在最高点P轻杆受到小球对它的向下的弹力
B．小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为
C．小球在最低点Q和最高点P，轻杆中的弹力大小之差为5mg
D．小球要到达最高点P点，最低点Q点最小的速度为
9、 (本题9分)2019年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火衛，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星．该卫星发射过程为：先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到桶圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入同步卫星轨道1．轨道1，2相切于P点，轨道2、1相切于Q点．忽略卫星质量的变化，则该卫星

A．在轨道1上的运行周期为24h
B．在轨道1上的运行速率大于7.9km/s
C．在轨道1上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度
D．在轨道2上由P点向Q点运动的过程中，地球引力对卫星做负功，卫星的动能减少
10、如图所示，在动摩擦因数为0.2的水平面上有一质量为3 kg的物体被一个劲度系数为120 N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3 m才停下来，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)

A．物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep＝7.8J
B．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05m
C．物体的离开弹簧时动能为7.8J
D．当弹簧恢复原长时物体的速度最大
二、实验题
11、（4分） (本题9分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图1所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2. 那么：

(1)纸带的________(选填“左”或“右”)端与重物相连；
(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律；
(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量Ep＝________J，该所取点的速度大小为________m/s；(结果取3位有效数字)
(4)如图2，一位同学按如下方法判断机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度为v，描绘v2－h图象，若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，该同学的判断依据________．(填“正确”或“不正确)
12、（10分） (本题9分)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON，并多次重复．

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________(用②中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________(用②中测量的量表示)．
④经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．相当于碰撞前的总动量数据为________g.cm， 碰撞后的总动量数据为_______g.cm。 在误差范围内碰撞前后动量是守恒的。
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件都不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大，请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm.
三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（9分）如图所示，质量m＝70kg的运动员以10m/s的速度从高h＝10m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，以最低点B为零势能面，一切阻力可忽略不计．求运动员：(g＝10m/s2)

(1)在A点时的机械能；
(2)到达最低点B时的速度大小；
(3)相对于B点能到达的最大高度．
14、（14分） (本题9分)如图所示，长为l的细线上端固定于悬点O，细线下面悬挂一质量为m的小钢球（可看作质点）。钢球在水平面内以O′为圆心做匀速圆周运动时，细线与O O′的夹角为θ。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）钢球做匀速圆周运动的向心力大小Fn；
（2）钢球做匀速圆周运动的角速度大小.
15、（13分） (本题9分)如图所示，光滑曲面与粗糙平直轨道平滑相接，B为连接点，滑块(视为质点)自距水平轨道高为h的A点，由静止自由滑下，滑至C点速度减为零．BC间距离为L．重力加速度为g，忽略空气阻力，求：

(1)滑块滑至B点的速度大小；
(2)滑块与水平面BC间的动摩擦因数；
(3)若在平直轨道BC间的D点平滑接上一半圆弧形光滑竖直轨道(轨道未画出)，，再从A点释放滑块，滑块恰好能沿弧形轨道内侧滑至最高点．不考虑滑块滑入半圆弧形光滑轨道时碰撞损失的能量，半圆弧的半径应多大？
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、B
【解析】
小船的船头始终垂直对岸，根据运动的独立性和等时性可知，河宽不变，小船速度不变，所以小船在河宽方向的时间（河宽与静水船速的比值）恒定不变；小船在河宽方向位移一定，水速越大，小船在水平方向的位移越大，根据平行四边形法则可知，小船的实际位移也越大，路程也越大，ACD错误，B正确。
故选B。
2、A
【解析】
根据机械能守恒的条件，通过能量的转化比较系统和小球在A、B、C三个位置机械能的大小
【详解】
对于系统而言，只有重力和弹簧弹力做功，动能、重力势能、弹性势能相互转化，系统机械能守恒，所以小球处于A、B、C三个位置时系统机械能一样大；而对于小球而言，在A到B的过程中，弹簧对小球做正功，弹簧弹性势能减小，故小球机械能增加，B到C过程中小球只有重力做功，小球机械能不变，所以小球在A位置机械能最小，B、C位置小球机械能一样大。
A．描述与分析相符，故A正确
B．描述与分析不符，故B错误
C．描述与分析不符，故C错误
D．描述与分析不符，故D错误
要注意本题中问的是小球的机械能而不是系统机械能的变化
3、D
【解析】
根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如下图所示

因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有

根据库仑定律有
，
综上所得

故D正确，ABC错误。
故选D。
4、C
【解析】
子弹与木块组成的系统，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒；但是子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能减小；
A. 子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒，与结论不相符，选项A错误；
B. 子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒，与结论不相符，选项B错误；
C. 子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒，与结论相符，选项C正确；
D. 子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒，与结论不相符，选项D错误；
5、D
【解析】
由于要充分利用自转的速度，所以在地球上发射卫星的地点，自转的线速度越大越好。根据可知，地球上个各个点自转的是一样的，那么需要更大的线速度则在自转半径最大的地方建立发射场。又因为地球是围绕地轴转动的，转动半径随纬度的增加而减小，故要使发射时自转线速度最大，则要自转半径最大，而自转半径最大处在赤道即纬度最低的地方。由于地球自转方向为自西向东，故最理想的发射场应该在地球赤道，且发射方向自西向东，故ABC错误，D正确。
故选D。
6、BD
【解析】
根据万有引力提供向心力，有，得，A错误；由，得，B正确；由，得，C错误；由，得卫星运转的周期为T=，D正确．
7、AD
【解析】
AB．根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，故A正确，B错误；
CD．根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此a的电量一定比b多。故C错误，D正确；
8、AC
【解析】
A. 向心力 ，由于向心力小于小球重力mg，所以小球在最高点P受到向上的弹力，根据牛顿第三定律：轻杆受到小球对它的向下的弹力，故A正确。
B. 小球从P到Q的过程，根据动能定理得： ，解得： ，则小球在Q点向心力为 ，对于Q点的小球： 解得： 。所以：小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为，故B错误。
C. 在P点： ，解得： ， 所以小球在最低点Q和最高点P，轻杆中的弹力大小之差为5mg，故C正确。
D. 小球要恰好到达最高点P点速度为零，根据动能定理得：，解得：，故D错误。
9、ACD
【解析】
A．在轨道1为同步卫星轨道，故在轨道1上运行周期为24h，故A正确；
B．7.9km/s是地球第一宇宙速度大小，而第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是近地卫星运行速度，故同步轨道1上卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C．在同一点Q，卫星受到的万有引力相同，在轨道1上万有引力提供向心力，在轨道2上卫星在Q点做近心运动，则万有引力大于向心力，即， 则在轨道1上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度，故C正确；
D．卫星在轨道2上无动力运行时，由近地点P向远地点Q运动过程中，地球对卫星的引力做负功，势能增加，而卫星的机械能保持不变，故其动能减小，故D正确．
10、BC
【解析】
AC.根据能量的转化与守恒，物体离开弹簧后在水平面上滑行了x1=1.3 m，知物体离开弹簧时的动能为
Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J
设弹簧开始的压缩量为x0，则开始运动时弹簧的弹性势能
Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8 J＋μmgx0＞7.8 J
故选项A不合题意，选项C符合题意；
B. 当物体速度最大时，物体受的合外力为零，弹簧弹力与摩擦力平衡，即：
kx=μmg
解得物体速度最大时弹簧的压缩量
x==m=0.05m
故选项B符合题意；
D.物体在弹簧恢复原长之前，压缩量为x=0.05m时速度最大，故选项D不合题意。

二、实验题
11、 (1)左 (2)B (3)1.88， 1.92 (4)不正确
【解析】
①下落过程为匀加速运动，物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大，所以纸带的左端与重物相连；
②根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律；
③从O点到所取点，重物重力势能减少量EP =mghB=1×9.8×0.1920J=1.88J，该所取点的速度大小为；
④该同学的判断依据不正确．在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据 ，可得，则此时v2-h图象就是过原点的一条直线．所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g．
点睛：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，并且能从实验原理出发结合物理图像进行分析所测数据．
12、C m1OM＋m2·ON＝m1·OP m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2 2016 2001.6 76.8
【解析】
①[1] 小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故选C．
③[2] 要验证动量守恒定律定律，即验证：
m1v1=m1v2+m2v3
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：
m1v1t=m1v2t+m2v3t
得：
m1OP=m1OM+m2ON
实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON；
[3] 若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有：

即成立.
④[4] 于碰撞前的总动量数据为m1OM=2016g.cm
[5] 碰撞后的总动量数据为m1OM+m2ON=2001.6g.cm
⑤[6]弹性碰撞时， 被碰小球m2平抛运动的初速度最大，水平运动射程最远
m1v1=m1v2+m2v3

解得
被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为

三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、 (1) (2) (3)
【解析】
(1)运动员在A点时的机械能E＝Ek＋Ep＝mv2＋mgh＝×70×102J＋70×10×10 J＝10500 J.
(2)运动员从A运动到B，根据机械能守恒定律得E＝mvB2，
解得vB＝m/s＝10m/s
(3)运动员从A运动到斜坡上最高点过程中，由机械能守恒得E＝mgH，
解得H＝m＝15 m.
若物体在运动过程中若只受重力，则机械能守恒，利用机械能守恒定律表达式可以顺利求解．
14、（1） （2）
【解析】
（1）小钢球受力如图所示：

则
（2）根据牛顿第二定律：
r = lsinθ
mg tanθ = m2 lsinθ
所以小球的角速度
15、 (1) (2) (3)
【解析】
(1)滑块从A到B，由动能定理:

解得滑块经过B点的速度．
(2)滑块从A到C，由全程的动能定理：

滑动摩擦力：

而，联立解得: ．
(3)设滑块刚好经过轨道最高点的速度为 ，轨道半径为R，
滑块刚好经过轨道最高点时，

滑块从A到轨道最高点，由能量守恒

联立解得 ．