山西省大同市2024-2025学年物理高一第二学期期末考试模拟试题含解析.doc

山西省大同市2024-2025学年物理高一第二学期期末考试模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、 (本题9分)一质量为m的质点绕圆心做匀速圆周运动，其所受向心力大小为F，运动周期为T，则它在时间内的平均速度大小为
A． B． C． D．
2、 (本题9分)关于开普勒行星运动的公式 =k，下列理解正确的是（　　）
A．k是一个与行星质量无关的量
B．T表示行星运动的自转周期
C．公式中a为行星椭圆轨道的半长轴，若行星轨道为圆形，则公式不能使用
D．若某颗行星的轨道慢慢增大，则该行星的公转周期慢慢减小
3、 (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
4、(本题9分)下列物理量是标量的是（ ）
A．动量 B．动量的改变量 C．机械能 D．冲量
5、如图所示，一条河宽为，一艘轮船正在以的合速度沿垂直于河岸方向匀速渡河，河中各处水流速度都相同，其大小为，行驶中，轮船发动机的牵引力与船头朝向的方向相同，某时刻发动机突然熄火，轮船牵引力随之消失，轮船相对于水速逐渐减小，但船头方向始终未发生变化，由此可以确定（ ）

A．发动机未熄灭时，轮船相对于静止行驶的速度大小为
B．若发动机不会突然熄火，轮船渡河时间为
C．发动机熄火后，轮船相对于河岸速度一直减小
D．发动机熄火后，轮船相对于河岸速度的最小值
6、 (本题9分)从空中以的初速度平抛一重为的物体．物体在空中运动落地，不计空气阻力，取，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（ ）
A． B． C． D．
7、将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示。现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度地释放，经一段时间到达平板的底端。则下列说法正确的是（ ）

A．重力对三个小球所做的功相同
B．沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的合力的平均功率最小
C．三个小球到达底端时的动量相同
D．沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小
8、 (本题9分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道1．轨道1、2相切于P点，轨道2、1相切于Q点如右图所示．则当卫星分别在1、2、1轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）

A．卫星在轨道1上的速率小于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道1上的角速度大于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道1具有的机械能小于它在轨道2具有的机械能
D．卫星在轨道2上经过Q点时的加速度等于它在轨道1上经过Q点时的加速度
9、 (本题9分)一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在物体上，物体的运动轨迹如图中的实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分5个区域，则关于施力物体的位置，下面说法正确的是（）

A．如果这个力是引力，则施力物体一定在④区域
B．如果这个力是引力，则施力物体一定在②区域
C．如果这个力是斥力，则施力物体可能在②区域
D．如果这个力是斥力，则施力物体一定在④区域
10、 (本题9分)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路（ ）

A．充电时，通过R的电流不变
B．若R增大，则充电时间变长
C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D．若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
11、 (本题9分)做曲线运动的物体，下列说法中正确的是
A．曲线运动一定是变速运动
B．速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化
C．物体加速度可以不变
D．它们受合外力一定是变力
12、下图中描绘的四种虚线轨迹，可能是人造地球卫星轨道的是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分） (本题9分)某同学在《验证机械能守恒定律》实验中，让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点。选取一条理想的纸带如图所示，O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D为相邻四个连续的计数点。已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=1.00kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为______J；从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了______J。（计算结果保留3位有效数字）。通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能________（选填“略大于”或“等于”或“略小于”）重锤增加的动能，分析其原因________________________

14、（10分）某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”。

（1）请指出实验装置（甲）中存在的明显错误______.
（2）进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应____(选填“A”或“B”).
A．先接通电源，再释放纸带
B．先释放纸带，再接通电源
（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1，2，3，4四个点如图(乙)所示.已测出1，2，3，4到打出的第一个点O的距离分别为h1，h2，h3，h4，打点计时器的打点周期为T.若代入所测数据能满足表达式gh3=______(用题目中已测出的物理量表示)，则可验证重物下落过程机械能守恒.
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（12分）如图所示，长木板质量M=3 kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1 kg的物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6 m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10 m/s1．

（1）.为使物块A与木板发生相对滑动，F至少为多少？
（1）.若F=8 N，求物块A经过多长时间与B相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A、B的速度分别是多少？
16、（12分） (本题9分)如图所示，静止在光滑水平面上质量M=3kg的小车ABC左侧AB部分水平且长为L=0.9m，右侧光滑圆弧轨道BC与AB平滑连接，C点与B点的高度差h=0.15m，一质量m=1kg的物块以v0=4m/s的水平初速度从A点冲上小车，并恰好上升到C点后开始滑下。取重力加速度g=10m/s2，求∶
(1)物块到达C点时小车的速度vC；
(2)物块第一次经过B点时的速度v1；
(3)物块与小车左侧AB间的动摩擦因素μ。

17、（12分）如图所示，一长度LAB＝4 m、倾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度LBC＝2 m，离地面高度H＝1.6 m，下方有一半球体与水平台相切，半球体半径r＝1 m，OD与水平面夹角为α＝53°，整个轨道处于竖直平面内。一物块b（可视为质点）静止于C处，在斜面顶端A处由静止释放另一物块 a（可视为质点），物块a下滑到C处与物块b发生弹性碰撞，物块a与物块b碰撞后，物块b恰好落在D点。已知物块a与BC间的动摩擦因数μ＝0.1，忽略空气阻力，g取10 m/s2 （sin 53°＝，cos 53°＝）。求
（1）物块a与物块b碰撞前的速度大小；
（2）碰撞后物体b速度大小；
（3）求物块a最终停在何处。

参考答案

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、A
【解析】
根据向心力公式可知， ，它在时间内的位移等于r，它在时间内的平均速度大小为，故A确，B、C、D错误；
故选A．
2、A
【解析】
A．对于开普勒第三定律公式，是一个与行星质量无关的量，与中心天体的质量有关的物理量，故A正确；
B．根据开普勒第三定律内容可知表示行星运动的公转周期，不是行星运动的自转周期，故B错误；
C．公式中为行星椭圆轨道的半长轴，若行星轨道为圆形，公式仍然可以使用，注意公式中的应理解为行星轨道的半径，故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知，某颗行星的轨道慢慢增大，则该行星的公转周期慢慢增大，故D错误；
故选A。
3、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。
4、C
【解析】
A．动量既有大小，又有方向，是矢量，故A错误；
B．动量的改变量既有大小，又有方向，是矢量，故B错误；
C．机械能有大小，没有方向，是标量，故D正确；
D．冲量既有大小，又有方向，是矢量，故D错误．
故选C。
5、D
【解析】
A.根据运动的合成与分解可知，发动机未熄灭时，轮船相对于静止行驶的速度大小为，A错误
B.根据题意可知，若发动机不会突然熄火，轮船渡河时间为，B错误。
CD.因为船头方向始终未发生变化，开始时，船速与水速夹角为：，得，所以船速方向不变，而水速方向不变，当合速度与船速垂直时，合速度最小，此时合速度为，C错误D正确。
6、A
【解析】
物体做的是平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，
所以在物体落地的瞬间速度的大小为vy=gt=10×3=30m/s，
物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为P=Fv=mgvy=10×30W=300W.故A正确，BCD错误．
故选A.
7、ABD
【解析】
A.因为三个小球下落的高度差相同，所以重力对三个小球所做的功相同，故A正确；
B.小球沿斜面下滑时，加速度，下滑的位移是。所以下滑的时间，由图可知，所以，沿光滑固定斜面下滑，只有重力做功，合力做功就是重力做功，由A项分析可知，重力对三个小球做功相同，也就是合力对三个小球做功相同，所以小球的合力的平均功率,故B正确
C.由机械能守恒定律可知：三个小球到达底端时，速度大小相同，但斜面的倾角不同，速度的方向不同，所以动量的大小相等，但方向不同，所以三个小球到达底端时的动量不相同，故C错误；
D.由机械能守恒定律可知：三个小球到达底端时，速度大小相同，小球到达平板底端时重力的瞬时功率，由图可知，所以沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小，故D正确。
8、ACD
【解析】
A项：根据人造卫星的万有引力等于向心力，，解得： ，轨道1半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道1上的速率小于在轨道1上的速率，故A正确；
B项：根据人造卫星的万有引力等于向心力，，解得：，轨道1半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道1上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B错误；
C项：卫星从轨道1到轨道2要点火加速，即把燃烧燃料的化学能转化为机械能，所以卫星在轨道1具有的机械能小于它在轨道2具有的机械能，故C正确；
D项：根据牛顿第二定律和万有引力定律得加速度：，所以卫星在轨道2上经过Q点时的加速度等于它在轨道1上经过Q点时的加速度，故D正确．
点晴：本题考查卫星的变轨和离心运动等知识，关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．
9、AC
【解析】
A.做曲线运动物体的轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，所以如果这个力是引力，则施力物体一定在④区域，故A符合题意，B不符合题意。
CD.如果这个力是斥力，则施力物体可能在②区域，但不在④区域，故C符合题意，D不符合题意；
10、BCD
【解析】
本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A错误；当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B正确；若C增大，根据Q=CU，电容器的带电荷量增大，选项C正确；当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D正确．
点睛：本题源自于2009年江苏高考物理卷的第5题，以闪光灯发光问题为背景考查电容器的充放电问题，解题的关键是要弄清电路的工作原理和电容器
11、AC
【解析】
曲线运动的速度方向一定变化，则一定是变速运动，选项A正确；速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化，选项B错误；物体加速度可以不变，例如平抛运动，选项C正确；它们受合外力不一定是变力，例如平抛运动，选项D错误.
12、ACD
【解析】
人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则不能做稳定的圆周运动。故ACD正确，B错误。故选ACD。
解决本题的关键知道人造地球卫星靠万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，卫星做圆周运动的圆心必须是地心．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、7.61 7.63 “略大于” 纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功, 重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能
【解析】
第一空.利用匀变速直线运动的推论，所以动能为，
第二空.重力势能减小量，
第三空.通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能略大于重锤增加的动能，
第四空.其原因为纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功, 重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能。
14、打点计时器应采用交流电 A
【解析】
（1）[1]．从图甲中的实验装置中发现，打点计时器接在了“直流电源”上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”．因此明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上．
（2）[2]．为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带．若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零．因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带，故选A．
（1）[1]．根据实验原理，只要验证

即

即可验证机械能守恒定律．因此需求解v1．根据匀变速直线运动规律关系式可得

则有

故只要在误差允许的范围内验证成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒．

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（1）5 N （1）vA’=1m/s vB’=8m/s
【解析】
（1）据分析物块A与木板恰好发生相对滑动时物块B和木板之间的摩擦力没有达到最大静摩擦力．
设物块A与木板恰好发生相对滑动时，拉力为F0，整体的加速度大小为a，则：
对整体： F0=（1m+M）a
对木板和B：μmg=（m+M）a
解之得： F0=5N
即为使物块与木板发生相对滑动，恒定拉力至少为5 N；
（1）物块的加速度大小为：
木板和B的加速度大小为：=1m/s1
设物块滑到木板右端所需时间为t，则：xA-xB=L
即
解之得：t=1 s
vA=aAt=8m/s
vB=aBt=1m/s
AB发生弹性碰撞则动量守恒：mva+mvB=mva＇+mvB＇
机械能守恒：mva1+mvB1=mva＇1+mvB＇1
解得：vA＇=1m/s vB＇=8m/s
16、 (1)1m/s；(2)2.5m/s；(3)0.5
【解析】
(1)物块到达点时，物块和小车速度相同，视物块和小车为系统，由动量守恒定律则有

解得

(2)设物块第一次经过点时，小车的速度为，由动量守恒定律可知

物块从点到达点的过程中，由能量守恒定律可知

解得

(3)物块从开始到第一次经过点的过程中，据功能关系可得

解得物块与小车左侧间动摩擦因素

17、（1）6m/s；（2）4m/s；（3）物块a最终停在B处。
【解析】
（1）设物块a与物块b碰撞前的速度大小为va。物块a从A到C的过程，根据动能定理得：

解得：
va=6m/s
（2）设物块a与b发生碰撞后的速度为va′，b飞出的速度为vb．碰撞后物体b做平抛运动，由几何关系，可知物块b在CD间的水平位移
x=r+rcosα
竖直位移
h=H-rsinα
又根据平抛运动的规律有
x=vbt

联立解得
vb=4m/s
（3）a、b发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒分别得
mava=mava′+mbvb。

解得
va′=-2m/s
设物块a在BC上运动的总路程为S。
对物块a，根据动能定理得

解得
S=2m
因为LBC=2m，所以最终物块a停止在B点。