湖师范大学附属中学2024-2025学年高一下物理期末综合测试模拟试题含解析.doc

湖师范大学附属中学2024-2025学年高一下物理期末综合测试模拟试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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)一物体运动的速度-时间关系图象如图所示，根据图象可知（　　）

A．内，物体在做变速曲线运动
B．内，物体的速度一直在减小
C．内，物体的加速度先减小再增大
D．内，物体速度的变化量为
2、 (本题9分)a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星．下列说法中正确的是（ ）

A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
C．b、c运行周期相同，且大于a的运行周期
D．b、c受到的万有引力大小相等，且小于a受到的万有引力
3、 (本题9分)如图为明代《天工开物》一书中“牛力齿轮翻车”，记录了祖先的劳动智慧。图中三个齿轮A、B、C的半径依次减小。在牛拉转过程中

A．A、B角速度大小相等
B．A、B边缘向心加速度大小相等
C．B、C的转动周期相等
D．B、C边缘的线速度大小相等
4、 (本题9分)某城市雕塑是将光滑的球放置在竖直的挡板AB与竖直的挡板CD之间，两挡板的距离小于球的直径．施工时，由于工人不小心安装两挡板的间距比设计的间距略大．则与设计相比，下列说法中正确的是

A．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小
B．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大
C．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大
D．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小
5、 (本题9分)质量为20kg的铁板、厚度不计，平放在二楼的地面上．二楼地面与楼外地面高度差为3m．这块铁板相对二楼地面和楼外地面的重力势能分别为
A．600J、0 B．0、600J C．1200J、0 D．0、1200J
6、如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑，则（ ）

A．在小球从圆弧槽上下滑过程中，小球和槽组成的系统动量守恒
B．在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒
C．在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒
D．小球离开弹簧后能追上圆弧槽
7、 (本题9分)如图甲所示，物块以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m.选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示.g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80.则

A．物体的质量m=1.0kg
B．物体上升过程的加速度大小a=10m/s2
C．物体回到斜面底端时的动能Ek=20J
D．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.50
8、 (本题9分)汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示。则

A．开始汽车做匀加速运动，t (s)时速度达到v，然后做匀速运动
B．开始汽车做匀加速运动，t (s)后做加速度逐渐减小的加速运动，速度达到v后做匀速运动。
C．开始时汽车牵引力恒定，t (s)后牵引力逐渐减小，直到与 阻力平衡
D．开始时汽车牵引力恒定，t (s)后牵引力即与阻力平衡
9、 (本题9分)一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是
A． B． C． D．
10、 (本题9分)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（　　）

A．所受合外力始终为零
B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零
D．机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
11、 (本题9分)在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步．以下说法正确的是（ ）
A．牛顿利用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、轻的物体下落慢的结论
B．开普勒利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律
C．卡文迪许通过扭秤实验，测出了万有引力常量．这使用了微小形变放大方法
D．伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验，推理出自由落体运动是匀加速直线运动．这采用了实验和逻辑推理相结合的方法
12、 (本题9分)如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点；第二次在水平恒力F′作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点。关于这两个过程（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）

A．第一个过程中，力F在逐渐变大
B．第一个过程中，重力的瞬时功率不变
C．第二个过程中，合力做的功一直增加
D．在这两个过程中，机械能都一直增加
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)如图所示，图甲为“向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图．图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同．当a、b两轮在皮带的传动下匀速转动．

（1）两槽转动的角速度______．（选填“＞”“＝”或“＜”＝）．
（2）现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为．则钢球①、②的线速度之比为______；受到的向心力之比为______．
14、（10分） (本题9分)小杰同学进行验证机械能守恒定律实验,采用如图甲装置．
(1)除了图甲所示装置中的器材之外,还必须从图乙中选取实验器材__________

A．B．
C．D．
(2)根据图丙的纸带分析计算,可知打点计时器打下点5时纸带速度的大小为_________．(打点计时器所接电源频率为,保留3位有效数字)

(3)若实验数据处理结果是从点0到点5,该过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量,原因可能是___________．
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） (本题9分)有一光滑水平板,板的中央有一小孔,孔内穿入一根光滑轻线,轻线的上端系一质量为的小球,轻线的下端系着质量分别为和的两个物体.当小球在光滑水平板上沿半径为的轨道做匀速圆周运动时,轻线下端的两个物体都处于静止状态,如图所示.若将两物体之间的轻线剪断,则小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动?

16、（12分） (本题9分)图示为研究空气动力学的风洞设备，将水平刚性杆固定在风洞内距水平地面高度H=5 m处，杆上套一质量m=2 kg的可沿杆滑动的小球.将小球所受的风力调节为F= 20 N，方向水平向左.现使小球以大小= 10 m/s的速度水平向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10 m/s²，求小球落地点到杆右端的距离s.

17、（12分） (本题9分)一辆汽车发动机的额定功率P=200kW，若其总质量为m=103kg，在水平路面上行驶时，汽车以加速度a1=5m/s2从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t1=4s，然后保持恒定的功率继续加速t2=14s达到最大速度。设汽车行驶过程中受到的阻力恒定，取g=10m/s2.求：
(1)汽车所能达到的最大速度；
(2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。
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、C
【解析】
A项：速度时间图象只能表示直线运动的规律，不能表示曲线运动，故A错误；
B项：内，物体的速度先减小后反向增大，故B错误；
C项：图象的斜率表示加速度，由图象可知，内，物体的加速度先减小后增大，故C正确；
D项：内，物体速度的变化量，故D错误。
2、C
【解析】
根据万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的速度小，则b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的加速度小，则b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的周期大，则b、c运行周期相同，且大于a的运行周期，故C正确；根据万有引力公式：，可知因为不知卫星的质量关系，所以不能确定万有引力的大小关系，故D错误．所以C正确，ABD错误．
3、C
【解析】
A.齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，故vA：vB=1：1，根据公式v=ωr可知，齿轮A的半径大于齿轮B，则齿轮A的角速度小于齿轮B，故A错误；
B.根据可知，vA：vB=1：1，齿轮A的半径大于齿轮B的半径，故A、B边缘向心加速度大小不相等，故B错误；
C.B、C属于同轴转动，故BC的转动周期相等，故C正确；
D.根据v=rω，BC的角速度相等，半径不相等，故线速度大小不相等，故D错误；
4、C
【解析】
以小球为研究对象，受到重力、AB挡板的支持力，C的支持力，如图所示；

根据平衡条件可得：AB挡板的支持力F=mgtanθ，C端的支持力FC= mg/ cosθ；CD挡板的C端略向右偏，θ角增大，则AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大，故C正确、ABD错误；故选C．
点睛：本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．本题也可以利用图解法来分析．
5、B
【解析】
试题分析：铁板相对于二楼平面的高度是零，故铁板相对于二楼平面的重力势能为零；
铁板相对于楼外地面的高度为3m，则铁板相对于二楼平面的重力势能EP=mgh=200×3=600J．
故选B．
6、C
【解析】
A.在小球从圆弧槽上下滑过程中，刚开始小球和圆弧槽竖直方向的总动量为零，小球向下运动过程中做曲线运动有竖直向下的分速度，因此小球有竖直向下的动量，而圆弧槽竖直方向动量一直为零，因此小球和圆弧槽竖直方向动量不守恒，故小球和槽组成的系统动量不守恒，故A错误；
B.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中，由于水平方向动量守恒，槽向左运动，有动能，小球的机械能一部分转移给槽，所以小球的机械能不守恒
C.在小球压缩弹簧的过程中，只能弹簧的弹力做功，所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故C正确。
D.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中，由于水平方向动量守恒，水平方向系统的总动量为0，两者质量相等，所以两者分开时，速度的大小相等，方向相反；在小球压缩弹簧的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球离开弹簧后的速度与槽的速度大小相等，所以小球离开弹簧后不能追上圆弧槽，故D错误。
7、ABD
【解析】
物体到达最高点时，机械能为，由图知．则得，A正确；物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力的功，，即，得，物体上升过程中，由牛顿第二定律得：，得，BD正确；由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功为，在整个过程中由动能定理得，则有，C错误．
当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式可以求出物体质量；在整个运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力的功，由功计算公式求出动摩擦因数；由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能．
8、BC
【解析】
因为在0～t1时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，P=Fv，可知v随时间均匀增大，即开始汽车做匀加速运动，t1（s）后由于汽车达到额定功率，那么当v增大时F减小，据牛顿第二定律可知加速度减小，当F=f时加速度为零，v不变则最后做匀速运动，选BC
9、AD
【解析】
试题分析：摩擦力恒定，物体沿斜面下滑时做初速度为零的匀变速直线运动，根据初速度为零匀变速直线运动中合力、速度、位移和机械能所时间变化特点可解答本题．
解：A、物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故A正确；
B、在v﹣t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v﹣t图象斜率不变，故B错误；
C、物体下滑位移为：，根据数学知识可知，其位移与时间图象为抛物线，故C错误；
D、设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有： ，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故D正确．
故选AD．
【点评】
对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．
10、CD
【解析】
滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化．摩擦力做功运动员的机械能减小．
【详解】
A、滑雪运动员的速率不变，而速度方向是变化的，速度是变化的，运动员的加速度不为零，由牛顿第二定律可知，运动员所受合外力始终不为零，A错误；
B、运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从A到B的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，所以滑动摩擦力也逐渐减小，B错误；
C、滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，C正确；
D、运动员从A到B下滑过程中的只有重力和摩擦力做功，重力做功不影响机械能，所以机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，D正确．
11、CD
【解析】
伽利略用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、轻的物体下落慢的结论，故A错误．牛顿通过月地检验，得出了万有引力定律，故B错误．卡文迪许发明了扭秤，测出了万有引力常量．这使用了微小形变放大方法，故C正确．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，得出了力不是维持物体运动原因的结论，并运用数学方法得出了落体运动的规律，故D正确．故选CD．
【点睛】本题属于物理学史和常识性，根据相关科学家的物理学成就和研究方法进行解答．
12、AD
【解析】
A．小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，故小球在速度方向的合外力为零，即

小球运动过程增大，增大，故F增大，A正确；

B．设小球速率为v，那么重力的瞬时功率

小球运动过程增大，增大，故P增大，B错误；

C．第二个过程中，重力和水平恒力的合力是个恒力，在等效最低点时，合力方向与速度方向垂直，此时速度最大，到达Q点速度为零，则第二个过程中，合力做的功先增加后减小，故C错误；
D．这两个过程中，拉力都做正功，故机械能一直增加，D正确。
故选AD。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、=; 2:1; 2:1;
【解析】
（1）因两轮ab转动的角速度相同，而两槽的角速度与两轮角速度相同，则两槽转动的角速度相等，即ωA=ωB；
（2）钢球①、②的角速度相同，半径之比为2:1，则根据v=ωr可知，线速度之比为2:1；根据可知，受到的向心力之比为2:1．
14、（1）B （2）0.925(0.900-0.950均可) （3）重物受到空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦力作用
【解析】
（1）除了所给的仪器外，还需要借助于刻度尺测量计数点之间的距离，所以需要B仪器．
（2）利用中点时刻的速度等于平均速度则 (0.900-0.950均可)
（3）由于重物受到空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦力作用，则会导致动能的增加量略小于重力势能的减少量．
故本题答案是：（1）B （2）0.925(0.900-0.950均可) （3）重物受到空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦力作用
根据中点时刻的速度等于平均速度求解纸带上某点的速度，要考虑到实际情况即空气阻力的存在导致动能的增加与重力势能的减小不相等．

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、
【解析】
选小球为研究对象，设小球沿半径为的轨道做匀速圆周运动时的线速度为，由牛顿第二定律得：
，
当剪断两物体之间的轻线后，轻线对小球的拉力减小，不足以维持小球在半径为的轨道上继续做匀速圆周运动，于是小球逐渐偏离原来的轨道,同时轻线下端的物体逐渐上升,且小球的线速度逐渐减小。假设物体上升的高度为，小球的线速度减为时，小球在半径为的轨道上再次做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
 ，
再选小球和物体组成的系统为研究对象.两物体间的轻线被剪断后物体上升的过程,由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒。选小球做匀速圆周运动的水平面为零势能面，设小球沿半径为的轨道做匀速圆周运动时到水平板的距离为，由机械能守恒定律得：
，
联立可得：
。
16、
【解析】
小球在竖直方向做自由落体运动， 有
小球在水平方向做匀减速运动，加速度为：； 
则水平位移为：
又小球落地点到杆右端的距离为：， 
计算得出：s=
小球离开杆后在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动；根据自由落体运动规律可求得时间；根据水平方向的匀变速直线运动规律可求得水平位移．
17、 (1)40m/s；(2)480m
【解析】
(1)汽车匀加速结束时的速度

由P=Fv可知，匀加速结束时汽车的牵引力
=1×104N
由牛顿第二定律得

解得
f=5000N
汽车速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，
此时汽车的牵引力
F=f=5000N
由可知，汽车的最大速度：
v==40m/s
(2)汽车匀加速运动的位移
x1=
对汽车，由动能定理得

解得
s=480m