2024-2025学年河北省唐山市第二十三中学物理高一第二学期期末联考模拟试题含解析.doc

2024-2025学年河北省唐山市第二十三中学物理高一第二学期期末联考模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、两个大小和材质完全相同的金属小球a、b，带电荷量分别为+5q和﹣q，两小球接触后分开，下列关于小球带电荷量的说法，正确的是（　　）
A．小球a带电荷量为+3q，小球b带电荷量为+3q
B．小球a带电荷量为+3q，小球b带电荷量为﹣3q
C．小球a带电荷量为+2q，小球b带电荷量为+2q
D．小球a带电荷量为+2q，小球b带电荷量为﹣2q
2、 (本题9分)一个物体以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则运动时间为(不计空气阻力)(　　)
A． B． C． D．
3、 (本题9分)如图所示，实线为电场线，虚线为电荷在匀强电场中的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是( )

A．电荷在b点的电势能大于在a点的电势能
B．该电场的方向水平向左
C．b点的电势高于a点的电势
D．电荷在电场中相同时间内速度的变化量不相同
4、 (本题9分)关于曲线运动，下列叙述中正确的是　　
A．物体做曲线运动时所受的合外力一定是变力
B．变速运动一定是曲线运动
C．当物体所受合外力的方向与物体速度方向不在同一直线上时，物体一定做曲线运动
D．当物体做曲线运动时，物体所受的合外力方向与物体加速度方向不在同一直线上
5、 (本题9分)两颗人造地球卫星，质量之比m1：m2＝1:2，轨道半径之比R1:R2=3:1，下面有关数据之比正确的是( )
A．周期之比T1:T2=3:1
B．线速度之比v1:v2=3:1
C．向心力之比为F1:F2=1:9
D．向心加速度之比a1:a2=1:9
6、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
7、某物体做平抛运动的轨迹的一部分如图所示。在该物体从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是

A．物体的动能不断增大
B．物体的加速度不断增大
C．物体所受重力做功的功率不断增大
D．物体的速度方向与竖直方向之间的夹角不断增大
8、 (本题9分)2010年7月31日，美国“奋进”号航天飞机平安返航．在其发射至返回的过程中，飞机和地球组成的系统机械能守恒的阶段是（　　）
A．航天飞机发射升空阶段
B．航天飞机在大气层外无动力飞行阶段
C．航天飞机在椭圆轨道上绕地球运行阶段
D．航天飞机落地后打开降落伞减速滑行的过程
9、如图所示，弧形光滑轨道的下端与轨道半径为R的竖直光滑圆轨道相接，使质量为m的小球从高h的弧形轨道上端自由滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。当小球通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小等于小球重力大小。不计空气阻力，重力加速度为g，则

A．小球通过最高点时的速度大小为
B．小球在轨道最低点的动能为2.5mgR
C．小球下滑的高度h为3R
D．小球在轨道最低点对轨道压力的大小为7mg
10、一条河岸平直的小河宽度为40m，河水流速为3m/s。小船在静水中的速度为5m/s，现在始终保持船头垂直对岸渡河。下列分析正确的是
A．小船过河的时间等于10s
B．小船过河的时间等于8s
C．小船过河的位移大于40m
D．小船过河的位移等于40m
二、实验题
11、（4分）用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验.

（1）为验证机械能是否守恒，可以比较重物下落过程中任意两点间的_______.
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______.
A．利用公式计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h，正确计算对应计数点的重物速度υ，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒. 请你分析论证该同学的判断依据是否正确______.
12、（10分） (本题9分)用如图所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．

（1）下面关于该实验的操作过程正确的是______．
A．如果使用电火花打点计时器，则应该接到4~6V的交流电源上
B．重锤要从靠近打点计时器处静止释放
C．验证机械能是否守恒必须以纸带上第一个点作为起点计算
D．如果某条纸带第一、第二两点之间的距离明显大于2mm，可能是先释放重锤，后接通电源打出的一条纸带
（2）电火花打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为，测得所用重锤的质量为0.40kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，取连续的多个点A、B、C……作为测量的点，经测得各点到O点的距离分别为……，根据以上数据，由O点运动到B点的过程中，重锤的重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于_______J．（计算结果均保留2位有效数字）

（3）实验中获得多组数据，描出图像如图所示，当地重力加速度为g，在误差允许的范围内，则当直线斜率k=_________时（填字母序号），说明重锤在下落过程中机械能守恒．
A．0.5g B．g C．2g D．5g
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） (本题9分)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气虹与活塞间有柴油与空气的混合物．在重锤与桩碰摊的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动．现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为，锤在桩帽以上高度为处（如图）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上，同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这过程的时间极短．随后，桩在泥土中向下移动一距离．已知锤反跳后到达最高点时，锺与已停下的桩子之间的距离也为（如图2）．已知，，，，重力加速度，混合物的质量不计，设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力是恒力，求：

（1）重锤与桩子发生碰撞之前的速度大小；
（2）重锤与桩子发生碰后即将分离瞬间，桩子的速度大小；
（3）桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力的大小．
14、（14分） (本题9分)滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小孔，小孔内充满空气．当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦．然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大．假设滑雪者的速度超过4 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1＝0.25变为μ2＝0.1．一滑雪者从倾角为θ＝37°的坡顶A由静止开始自由下滑，滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示．不计空气阻力，坡长为l＝26 m，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.2．求：

(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间；
(2)滑雪者到达B处的速度；
(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离．
15、（13分） (本题9分)真空中有两个带电小球A、B固定在绝缘水平面上，A、B相距L=30cm，所带电荷量分别为qA=-5×l0-8C、qB=5×l0-8C。A、B两小球均可视为点电荷，的电力常量k=9.0×l09N·m2/C2。 求：
(1)A、B两小球之间的库仑力大小；
(2)带电小球A在B处产生的场强。
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、C
【解析】
完全相同的金属球，接触时先中和再平分，所以每个球带电，故C正确,ABD错误．故选C．
2、C
【解析】
根据速度的分解，运用平行四边形定则求出竖直方向上的分速度，根据求出运动的时间；
【详解】
将落地的速度分解为水平方向和竖直方向，水平方向的速度等于，则竖直方向上的速度 ，根据得，，故C正确，ABD错误．
解决本题的关键掌握平抛运动的规律，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．
3、A
【解析】
AB．匀强电场中电场力与电场线平行，而曲线运动合力指向曲线的凹侧一方，故电场力一定向左，从a到b点，电场力做负功，电势能增加，故A正确，B错误；
C．电场力向左，但不知道电荷的电性，所以不能判断电场方向，即不能判断两点电势的高低，故C错误；
D．在匀强电场中，粒子受到的电场力恒定，粒子加速度恒定，相同时间内速度变化量，也恒定，故D错误。
4、C
【解析】
A. 曲线运动受到的合力与速度不共线，但合力可以是恒力，如平抛运动，故A错误；
B. 变速运动不一定是曲线运动，如匀加速直线运动，故B错误；
C. 物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不在同一直线上，故C正确；
D. 加速度方向与合外力方向相同，故D错误；
故选C
5、D
【解析】
卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：T=2π，周期之比：，故A错误；由可得线速度之比：，故B错误；向心力之比：，故C错误；由，向心加速度之比：，故D正确；故选D．
点睛：本题考查了比较线速度、周期、角速度与加速度大小关系，知道万有引力提供向心力是解题的关键，应用牛顿第二定律可以解题．
6、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；
7、AC
【解析】
A.根据平行四边形定则知，平抛运动的速度，可知速度不断变化，则物体的动能不断增大，故选项A正确；
B.平抛运动的加速度不变，物体做匀变速曲线运动，故选项B错误；
C.物体所受重力做功的功率为,则可知物体所受重力做功的功率不断增大，故选项C正确；
D.设物体的速度方向与竖直方向之间的夹角为，则有，可知物体的速度方向与竖直方向之间的夹角不断减小，故选项D错误。
8、BC
【解析】A、航天飞机在升空的阶段，推力做正功，其机械能增加，故A错误；B、航天飞机在大气层外无动力飞行阶段，只有重力做功，机械能总量守恒，故B正确；C、航天飞机在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受重力作用，机械能守恒，故C正确；D、航天飞机降落伞张开后，返回舱下降的阶段，克服空气阻力做功，故机械能减小，故D错误；故选BC．
【点睛】本题关健抓住机械能守恒的条件，看是否只有重力对飞船做功，也可以看是否只有动能和重力势能相互转化．
9、ACD
【解析】
A.小球经过最高点，对轨道的压力N=mg，依据牛顿第三定律可知轨道对小球的压力为mg，由牛顿第二定律有：mg+mg=m，解得，故A正确。
C.小球自开始下滑到圆轨道最高点的过程，依据动能定理有mg（h-2R）=mv2，解得 h=3R，故C正确。
BD.设小球从更高的位置释放运动到最低点时的速度为v1，受轨道的压力为N1，根据牛顿第二定律有，N1-mg=m，小球由最低点运动到最高点的过程，根据动能定理有，mg•2R=mv12−mv2，解得最低点动能mv12=3mgR，压力N1=7mg，故B错误，D正确。
10、BC
【解析】
AB．小船渡河过程中始终保持船头指向与河岸垂直，渡河时间最短，最短渡河的时间为
，
A错误B正确；
CD．小船的实际航线是垂直河岸方向上与水流方向上的合位移，与水流方向成锐角，则小船过河的位移大于40m，C正确D错误．

二、实验题
11、A C 不正确
【解析】
第一空.为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能的增加量和重力势能的减小量关系，故选：A；
第二空.由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确，ABD错误；
第三空.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mgh-fh=mv2-0，
可得：v2=2（g-）h，
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。
12、BD 0.98 0.95~0.97 B
【解析】
(1)A、如果使用电火花打点计时器，则应该接到220V交流电源上，而电磁打点计时器，使用的4V-6V的交流电源上，故A错误；B、实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器处由静止释放，故B正确．C、不论纸带上从哪个点开始计算都能验证机械能是否守恒，故C错误；D、如果某条纸带的开始两个明显点迹之间的距离大于2mm，可能是先释放重物，再接通电源打出的一条纸带，原因是初速度不为零，而计算时，却当作零的处理的，故D正确；故选BD.
(2)重力势能减小量为：△Ep=mgh=0.4×9.8×0.25J=0.98 J; 在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，则,
则增加的动能为：.
(3)若机械能守恒，有：，即v2=2gh，图线的斜率在误差允许的范围内k=g，则机械能守恒，故选B．
该题主要考查了验证机械能守恒定律的实验的操作步骤和运用运动学规律、功能关系去处理实验数据的能力．解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，得出动能的增加量，以及会通过下降的高度求出重力势能的减小量．

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）见解析 （3）
【解析】
（1）锤自由下落，设碰桩前速度大小为，由动能定理得：

化简得：
即锤与桩碰撞前的瞬间，锤速度的大小为
（2）碰后，设碰后锤的速度大小为，由动能定理得：

化简得：
设碰后桩的速度为，由动量守恒定律得：

解得
桩下降的过程中，根据动能定理得：
解得：
即桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力的大小为
故本题答案是：（1） （2） （3）
点睛：利用动能定理求解重锤落下的速度以及重锤反弹的速度，，根据动量守恒求木桩下落的速度．
14、1s 99.2m
【解析】
由牛顿第二定律分别求出动摩擦因数恒变化前后的加速度，再由运动学知识可求解速度、位移和时间．
【详解】
(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a1==4m/s2
解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间：t==1s
(2)由静止到动摩擦因素发生变化的位移：x1=a1t2=2m
动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度：a2==5m/s2
由vB2-v2=2a2(L-x1)
解得滑雪者到达B处时的速度：vB=16m/s
(3)设滑雪者速度由vB=16m/s减速到v1=4m/s期间运动的位移为x3，则由动能定理有：
；解得x3=96m
速度由v1=4m/s减速到零期间运动的位移为x4，则由动能定理有：
；解得 x4=3.2m
所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为x=x3+x4=96+ 3.2=99.2m
15、（1）；（2）5×103N/C；方向由B指向A
【解析】
（1）由库仑定律F= ①
得F=9×109× ②
（2）由电场强度的定义式E= ③
得E=N/C=5×103N/C ④
方向由B指向A ⑤