云南省楚雄州2024-2025学年物理高一第二学期期末监测模拟试题含解析.doc

云南省楚雄州2024-2025学年物理高一第二学期期末监测模拟试题
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、 (本题9分)光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v1．光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后停下来．若让小球从高为3h处以初速度v1沿斜面滚下，则小球能越过阻挡条的条数为（设小球经过B点没有能量损失，且小球每次越过阻挡条时损失的动能相等）（ ）

A．n
B．2n
C．3n
D．4n
2、 (本题9分)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的图像可能正确的是
A． B．
C． D．
3、 (本题9分)如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时，其速度大小为( )

A． B． C． D．0
4、一物体从空中某点以一定的初速度v0做平抛运动，落地时的水平位移为s，记录下该平抛运动的轨迹，并按照1：1的比例制作成了一条钢制抛物线轨道，如图所示。现让一个铁环从抛物线轨道顶端从静止滑下，不计运动过程中摩擦阻力和空气阻力，重力加速度为g，当铁环滑落到抛物线轨道末端时，下面说法正确的是

A．铁环的水平速度等于
B．铁环的竖直速度等于
C．铁环的末速度等于
D．铁环的末速度等于
5、 (本题9分)关于速度和加速度下述说法正确的是　　
A．速度越大，加速度越大 B．加速度的方向就是速度的方向
C．加速度变化越快，速度越大 D．速度的变化率大，加速度越大
6、 (本题9分)消防车利用云梯进行高层灭火，消防水炮出水口离地的高度为，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，水平射出水的初速度在之间可以调节．着火点在离地高为的楼层，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度，则（　　）

A．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最大为
B．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为
C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则水平射出水的初速度最小为
D．若该着火点离地高为，该消防车此时仍能有效灭火
7、 (本题9分)宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g' 表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，下列关系式中正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
8、如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是(　　)

A．第一次灯泡两端的电压有效值是U0
B．第二次灯泡两端的电压有效值是U0
C．第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9
D．第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5
9、 (本题9分)美国科学家通过射电望远镜观察到宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统：三颗星位于同一直线上，两颗环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行．设每个星体的质量均为M，忽略其它星体对它们的引力作用，则（　　）
A．环绕星运动的角速度为
B．环绕星运动的线速度为
C．环绕星运动的周期为
D．环绕星运动的周期为
10、 (本题9分)关于经典时空观与相对论时空观，下列说法正确的（ ）
A．任何情况下物体的质量与物体的运动状态都无关
B．当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大
C．经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系有关
D．相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的
11、 (本题9分)如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为Ek、物体运动的速度大小为v.以水平地面为零势能面．下列图像中，能正确反映各物理量与h的关系的是 (　　)．

A． B． C． D．
12、 (本题9分)有一项杂技表演的是骑摩托车沿圆锥面运动，其物理模型如图所示．现有两个质量相同的车手骑着质量相同的摩托车A和B紧贴圆锥的内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动(圆锥壁始终固定不动，不计一切摩擦)．则下列说法正确的是（ ）

A．摩托车A对圆锥壁的压力大小等于摩托车B对圆锥壁的压力大小
B．摩托车A的加速度大小等于摩托车B的加速度大小
C．摩托车A的运动周期等于摩托车B的运动周期
D．摩托车A的线速度大小等于摩托车B的线速度大小
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方案进行“探究物体运动的加速度与所受合外力关系”的的实验，其中小车A质量约为350g，并与纸带相连，B为打点计时器，托盘C内装有砝码，托盘自身的质量为5g；D为无线测力传感器。两种方案的不同在于: 方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力，方案二则用传感器D直接测量绳子对小车的拉力。

(1)关于器材的选取，下列说法正确的是（____________）
A．方案一必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个
B．方案一可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个
C．方案二必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个
D．方案二可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个
(2)两种方案都必须进行的实验操作是（____________）
A．需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力
B．应先接通打点计时器电源，再释放小车
C．为了减小误差，每次小车应从同一位置释放
D．需要记录托盘中砝码的质量
(3)某组同学利用方案进行了实验，并将所获得的6组数据对应地绘制在图所示的a-F图中，请你根据图中点迹，绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线___________。

(4)根据第(3)问中你所绘制的图线，可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是____________________________________________。
(5)若某组同学利用方案一进行实验室，忘记了将轨道右端垫高平衡摩擦力，一直是轨道处于水平状态，请根据牛顿运动定律，通过推导说明由这种操作和正确操作分别获取的数据所绘制的a-F图线的斜率和纵轴截距_____________________。
14、 (本题9分)某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中：提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。

（1）组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_____，理由是_____。
（1）若该小组采用甲方案进行实验，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_____。
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
（3）若该小组采用甲方案的装置打出了一条纸带如图丙所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep＝_____，动能变化量△Ek＝_____。
（4）该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v1﹣h图线如图丁所示，谓根据图线计算出当地的重力加速度g＝_____m/s1．（结果保留三位有效数字）
15、在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中
（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）

（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；
（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。

三．计算题(22分)
16、（12分）如图甲所示，在和之间有沿着轴方向的匀强电场，为电场区域的上边界，在轴方向范围足够大，电场强度的变化如图乙所示，取轴正方向为电场正方向．现有一个带负电的粒子，粒子的比荷，在时刻以速度从点沿轴正方向进入电场区域，不计粒子重力作用．求：

甲 乙
（1）粒子通过电场区域的时间；
（2）粒子离开电场的位置坐标；
（3）粒子通过电场区域后沿轴方向的速度大小．
17、（10分） (本题9分)如图所示，Ⅰ、Ⅲ区域（足够大）存在着垂直纸面向外的匀强磁场，虚线MN、PQ分别为磁场区域边界，在Ⅱ区域内存在着垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场边界恰好与边界MN、PQ相切，S、T为切点，A、C为虚线MN上的两点，且AS=CS=R，有一带正电的粒子以速度v沿与边界成30°角的方向从C点垂直磁场进入Ⅰ区域，随后从A点进入Ⅱ区域，一段时间后粒子能回到出发点，并最终做周期性运动，已知Ⅱ区域内磁场的磁感应强度B2为Ⅰ区域内磁场的磁感应强度B1的6倍，Ⅲ区域与Ⅰ区域磁场的磁感应强度相等，不计粒子的重力。求：
(1)粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域中转过的圆心角；
(2)粒子从开始运动到第一次回到出发点所经历的总时间。

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】
设每条阻挡条对小球做的功为W，小球自高为h的A处由静止开始滚下到B由动能定理有：；
当小球在水平面上滚动时，由动能定理有：
；让小球从3h高处以初速度v1滚下到停止由动能定理有；
 三式联立解得 n′=4n，故选D．
选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究．
2、D
【解析】
试题分析：竖直上抛运动不受空气阻力，做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动，图象时倾斜向下的直线，四个选项均正确表示；考虑阻力的上抛运动，上升中，随着减小，减小，对应图象的斜率减小，选项A错误．下降中，随着随着增大，继续减小．而在最高点时，，对应图与轴的交点，其斜率应该等于（此时与竖直上抛的最高点相同的加速度），即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行，只有D选项满足．故选D．
考点：本题考查了牛顿第二定律、图象的特点、竖直上抛运动状态的判断．
3、C
【解析】
甲、乙组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：

当小球甲刚要落地时，水平方向上的速度为零，所以乙球的速度也为零，乙球的动能为零，甲球的重力势能全部转化为甲球的动能，由机械能守恒定律得：

解得：

A.与计算结果不符，故A不符合题意。
B.与计算结果不符，故B不符合题意。
C.与计算结果相符，故C符合题意。
D.0与计算结果不符，故D不符合题意。
4、C
【解析】
设铁环落地速度为，根据机械能守恒，，钢制轨道的高度可根据平抛运动规律求得，，，因此铁环落地速度。
速度方向与水平方向的夹角：，则；
A. 铁环的水平速度等于，选项A错误；
B. 铁环落地的合速度等于，选项B错误；
C. 铁环的末速度等于，选项C正确；
D. 铁环的末速度不等于，选项D错误.
5、D
【解析】
加速度是表示速度变化快慢的物理量，加速度大，则说明速度变化快，与速度大小无关，速度很大，可能做匀速直线运动，但加速度为0，故A错误；加速度的方向可能与速度的方向相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，故B错误；速度变化越快，加速度越大，加速度变化越快，速度不一定越大，故C错误．加速度就是速度的变化率，所以速度的变化率大，加速度越大，故D正确．
6、B
【解析】
AB．水在空中做平抛运动，在竖直方向上自由落体运动，当下落高度为20m时，运动时间为：

水平方向上做匀速运动：

而水平射出的速度在，则运动过的水平位移为

所以如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为10m，最大距离是30m；故A错误，B正确．
C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则：

解得：

故C错．
D．由于出水口与着火点不能靠得太近，所以当该着火点离地高为40m时，该消防车此时不能有效灭火；故D错．
7、BD
【解析】
在地球表面处，即 ，
在宇宙飞船内：，
，B正确；
宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动时，其内物体处于完全失重状态，故N＝0，D正确．
8、AD
【解析】
A.第一次所加正弦交流电压的有效值为U1＝ U0，A项正确；
B.设第二次所加交流电压的有效值为U2，则根据有效值的定义有，解得U2＝U0，B项错；
CD.根据电功率的定义式P＝ 可知，P1∶P2＝1∶5，C项错、D项正确。
9、AC
【解析】
对于某一个环绕星而言，受到两个星的万有引力，两个万有引力的合力提供环绕星做圆周运动的向心力．
【详解】
对某一个环绕星：，解得：解得：，，，故选AC。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，两个万有引力的合力提供环绕星做圆周运动的向心力，并且列出相应的方程进行求解即可。
10、BD
【解析】
A. 物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，忽略变化不计，故A错误。
B. 根据相对论原理，当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大，故B正确。
C. 经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系无关，故C错误。
D. 相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的，故D正确。
11、BC
【解析】
A. 根据

则水平位移

由表达式可知，图线为曲线，开口向右，故A项与题意不相符；
B. 平抛运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则机械能随着高度的变化不变，故B项与题意相符；
C. 根据

得：

知Ek与h成一次函数关系，故C项与题意相符；
D.根据

解得：

v与h不成线性关系，故D项与题意不相符。
12、AB
【解析】
A、任取一摩托车,设圆锥壁和水平面的夹角为,圆锥壁对摩托车的支持力为F,摩托车的运行轨道半径为r,则在竖直方向上有 ,计算得出 由于两摩托车质量相等，所以力F也相等，故A对
B、根据水平方向上有: ，角度和力F都相等，所以两摩托车运动的加速度也是相等的,故B对；
C、根据 由于运动的半径不相等，所以运动的周期也不相等，故C错；
D、根据 ，则半径大的速度也大，所以摩托车A的线速度大小大于摩托车B的线速度大小故D错；
故选AB
点睛： 摩托车靠重力和支持力的合力提供向心力,结合平行四边形定则求出支持力,从而比较大小.根据牛顿第二定律得出线速度、角速度、周期的表达式,从而比较大小.

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、AD AB 见解析图 平衡摩擦过度 见解析
【解析】
(1)[1]乙装置由于有力传感器，则不需要测量并记录托盘及托盘中砝码的总质量，也不要求托盘及盘中砝码总质量远小于小车A的质量，而甲装置是需要的。故选AD.
(2)[2]两种方案都需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力，这样才能保证拉力的功等于合外力的功，A正确；根据打点计时器使用规范，两种方案都需要应先接通打点计时器电源，再释放小车，B正确；测量过程中与小车是否在同一位置释放无关，故C错误；乙装置由于有力传感器，则不需要测量并记录托盘及托盘中砝码的总质量，故D错误.
(3)[3]关系图线如图所示：

(4)[4]由图可知当F=0时加速度a不为零，所以不妥之处在于右端垫得过高，平衡摩擦过度.
(5)[5]由牛顿第二定律可知，未平衡摩擦时有：

得：

平衡摩擦时有：

得：

两次对比可知，忘记右端垫高平衡摩擦对图像斜率无影响，但在纵轴上会产生的负截距.
14、甲， 采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒 AB -mghB 9.75
【解析】
（1）[1] 该小组选择的方案是甲图；由甲、乙两图可知，乙图存在的摩擦远远大于甲图中摩擦，由此可知甲图验证机械能守恒更合适。
[1] 采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒
（1）[3]该实验中要使用打点计时器，使用要交流电源（A）；要测量各点之间的距离，使用需要刻度尺（B）；验证机械能守恒时，等号两侧的质量可以约掉，所以不需要天平（C）；故选AB.
（3）[4]重物的质量为m从打O点到打B点的过程中，重物的重力做功为：W＝mghB；所以重力势能变化量为：△Ep＝﹣mghB
[5]匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
则动能的变化量：
（4）[6]由机械能守恒mgh=mv1得v1＝1gh，由此可知：图象的斜率k＝1g，由此可以求出当地的重力加速度，由图可知，当h＝10cm时，v1＝3.90，所以k=v1/h=3.90/0.1=19.5，所以g≈9.75m/s1。
15、A 重物下落过程中受到阻力作用
【解析】
第一空.释放重物前，让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上端，使得纸带处于竖直，故A正确，BCD错误。
第二空.利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△EK，这是因为重物下落过程中受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能；
第三空.根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小铁球经过光电门的速度大小为：，由于初速度为零，则动能的增加量为：，重力势能的减少量为△Ep=mgh，若有：，也即有：时，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。

三．计算题(22分)
16、（1） 4×10－3s. （2） （－2×10－5m，2 m） （3）
【解析】
（1）因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t==4×10－3s.
（2）粒子在x方向先加速后减速，加速时的加速度大小为a1＝＝4 m/s2
减速时的加速度大小为a2＝＝2 m/s2
x方向上的位移大小为 x＝
因此粒子离开电场时的位置坐标为（－2×10－5m，2 m）
（3）离开电场时粒子在x方向的速度大小为
17、 (1)120°(2)
【解析】
(1)粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系得，
半径

粒子转过的圆心角为

粒子从点进入Ⅱ区域，先做匀速直线运动，且速度延长线刚好过Ⅱ区域圆形磁场的圆心，接着在磁场中做圆周运动，离开时速度方向的反向延长线仍然过圆心

设轨迹半径为，由牛顿运动定律知

得

故

即

连接，得

得

故此粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域转过的圆心角为

(2)粒子进入Ⅲ区域时，速度方向仍与边界成30°角，故此粒子的轨迹图左右对称，上下对称，粒子在一个周期内，在Ⅰ、Ⅲ区域总共要经历两次圆周运动过程，每次转过的圆心角均为
所用总时间为

在Ⅱ区域要经历两次圆周运动过程，每次转过的圆心角均为，所用时间为

在Ⅱ区域要经过4次匀速直线运动过程，每次运动的距离为

所用总时间

故此粒子在一个周期内所经历的总时间为