吉林省普通高中联合体2024-2025学年物理高一下期末考试模拟试题含解析.doc

吉林省普通高中联合体2024-2025学年物理高一下期末考试模拟试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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)两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1 kg、mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝3 m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能是(　　)
A．v′A＝4 m/s，v′B＝4 m/s B．v′A＝4 m/s，v′B＝5 m/s
C．v′A＝－4 m/s，v′B＝6 m/s D．v′A＝7 m/s，v′B＝2.5 m/s
2、 (本题9分)在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．以下叙述中，正确的说法是（　　）
A．开普勒最早提出了日心说
B．牛顿发现了万有引力定律，并测定了万有引力常量
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的
3、 (本题9分)在两个边长为的正方形区域内（包括四周的边界）有大小相等、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小为。一个质量为，带电量为的粒子从点沿着的方向射入磁场，恰好从点射出。则该粒子速度大小为（　　）

A． B． C． D．
4、下列物体的几种运动中机械能守恒的是
A．匀速下落的跳伞运动员 B．真空中自由下落的铁球
C．沿斜面匀速上滑的木块 D．在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球
5、 (本题9分)一个物体做曲线运动,在某时刻物体的速度v和合外力F的方向可能正确的是

A．A B．B C．C D．D
6、 (本题9分)如图所示，光滑水平面上A、B、C三个质量均为1 kg的物体紧贴着放在一起A、B之间有微量炸药。炸药爆炸过程中B对C做的功为4 J，若炸药爆炸过程释放的能量全部转化为三个物体的动能，则炸药爆炸过程中释放出的能量为

A．8 J
B．16 J
C．24 J
D．32 J
7、 (本题9分)汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，设汽车所受阻力与速度成正比，则在发动机的功率达到额定值之前的一段时间内，下列关于汽车运动的位移x、动能Ek、牵引力F和发动机的输出功率P与时间t的关系图象可能正确的是
A． B． C． D．
8、 (本题9分)皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示，皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（ ）

A．A、B两点的线速度大小相等
B．A点的角速度小于B点的角速度
C．A、B两点的向心加速度大小相等
D．大轮和小轮的周期相同
9、 (本题9分)如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道），该极地轨道卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运动到南纬60°正上方的过程中，所用的时间为t．已知该卫星距地面的高度为h，地球视为质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转．由上述信息可求出

A．该卫星的质量
B．地球的质量
C．该卫星的运行周期
D．地球的半径
10、 (本题9分)如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M 的小车，其左侧有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B 与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m 的物块（可视为质点）从A 点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出．设重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．关于物块从A 位置运动至 C位置的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．小车和物块构成的系统动量守恒
B．摩擦力对物块和轨道所做的功的代数和-mgR
C．物块运动过程中的最大速度为
D．小车运动过程中的最大速度为
11、 (本题9分)据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”一—沃尔夫(Wolf) 1061c.沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星的沃尔夫1061c运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球．设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c的表面运行.已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动．则下列说法正确的是（ ）
A．从地球发射该卫星的速度应该大于第三字宙速度
B．若已知围绕沃尔夫1061c的表面运行的探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径
C．沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于
D．卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关
12、 (本题9分)如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是

A．该匀强电场的电场强度为
B．带电物块机械能减少量为
C．带电物块电势能的增量为
D．对于弹簧和物体组成的系统，重力势能的减少量等于弹性势能与电势能的增加量之和
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)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．

（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=___m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，拆去打点计时器．在木板上的B点固定一个光电计时器，小车上固定一遮光片，如图丙所示．将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，并且每次都控制小车从A点静止释放．记录每一次光电计时器的示数．本实验应取砝码盘及盘中砝码、小车（及车上挡光片、砝码）作为一个系统，即研究对象．下列说法正确的是________．
A、需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量
B、不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量
C、每次从小车上取走砝码后，需要重新平衡摩擦力
D、每次从小车上取走砝码后，不需要重新平衡摩擦力

(3)已知，每个砝码质量为m0，遮光片宽度为d，AB间距离为L，重力加速度为g；在某次实验中，光电计时器示数为,则小车运动运动至B点的速度可表示为__________；
(4)处理数据时，某同学将盘中砝码的总重力记为F，并以F作为纵坐标，作为横坐标，描点作图，得到如图丁所示的图像．该图线不过原点的原因是：_________已知图线的纵截距为-b，斜率为k，那么，砝码盘的质量为_________；小车及遮光片的总质量为________．
14、（10分） (本题9分)某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：

(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．
(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．
①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m　（选填“小于”、“等于”或“大于”）
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．
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)(15分)长的细线一端系一小球，另一端悬挂在转轴上，缓慢增加转轴的转动速度使小球在
水平面内做圆周运动．已知小球的质量，细线能承受的最大拉力，点到水平地面的距离，重力加速度，求：

(1)小球能在水平面内做圆周运动的最大角速度；
(2)细线被拉断后，小球的落地点到点在水平地面上的竖直投影点的距离．
16、（12分） (本题9分)质量为10kg的物体在拉力作用下运动，求下列各种情况下拉力做的功（g取10m/s2）：
（1）物体在竖直向上的拉力作用下，匀速上升4m．
（2）物体在竖直向上的拉力作用下，以2m/s2的加速度匀加速上升4m．
17、（12分） (本题9分)把质量m的带负电小球A，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q的带正电球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成α角．试求：

（1）A球受到的绳子拉力多大？
（2）A球带电荷量是多少？
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】
两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，碰前总动量：mAvA+mBvB=12kg∙m/s；碰前总动能：mAvA2+mBvB2=27J；
A.如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mAmB）v
代入数据解得：v=4m/s；选项A正确；
B. 若v′A＝4 m/s，v′B＝5 m/s，此时碰后总动量为mAv′A+mBv′B=14kg∙m/s；系统的动量不守恒，选项B错误；
C. 若v′A＝－4 m/s，v′B＝6 m/s，则碰后总动能：mAvA′2+mBvB′2=44J>27J；则不可能发生，选项C错误；
D. 若v′A＝7 m/s，v′B＝2.5 m/s，则v′A>v′B，则不可能发生二次碰撞，选项D错误；
2、C
【解析】
哥白尼最早提出了日心说，选项A错误； 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许第一次在实验室里测定了万有引力常量，选项B错误，C正确；海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的，天王星不是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的，选项D错误；故选C.
3、C
【解析】
由题意分析可知粒子从BE中点G飞出左边磁场，作FG的垂直平分线交FA的延长线于点O，点O为圆心，如图所示

根据几何知识，有

与相似，则有

解得

又因为

解得

故C正确，ABD错误。
故选C。
4、B
【解析】
只有重力做功或只有弹力做功，机械能守恒，根据机械能守恒条件分析答题。
【详解】
A、跳伞运动员匀速下落，动能不变，重力势能减少，机械能不守恒，A错误；
B、真空中的自由下落的铁球，只有重力做功，机械能守恒，B正确；
C、沿斜面匀速上滑的木块，动能不变，重力势能增大，机械能增大，C错误；
D、在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，受弹簧弹力做功，小球的机械能不守恒，D错误。
本题考查了判断机械能是否守恒，知道机械能守恒的条件即可正确解题；特别注意D项中系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒。
5、A
【解析】
试题分析：曲线运动速度在曲线的切线方向上，合外力一定指向曲线弯曲的内测．故A正确，BCD错误．
故选A
6、C
【解析】
因为在光滑水平面上，所以爆炸后B与C速度相等，因为B对C做的功为4 J，根据动能定理 ，所以C的速度 。根据动量守恒有 ，根据能量守恒有 。
A. 8 J与计算结果不符，A错误。
B. 16 J与计算结果不符，B错误。
C. 24 J与计算结果相符，C正确。
D. 32 J与计算结果不符，D错误。
7、CD
【解析】
根据汽车运动的特征，找到图像对应放热函数关系，根据数学知识进行判断.
【详解】
汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，则由x=at2可知，图像A错误；动能，选项B错误；汽车所受阻力与速度成正比，即f=kv=kat，则由牛顿第二定律：F-kat=ma，即F=ma+kat，选项C正确；发动机的输出功率，选项D正确；故选CD.
8、AB
【解析】
两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB故A正确；根据公式v=ωr，v一定时，角速度与半径成反比，故A点的角速度小于B点的角速度。故B正确；根据a=ωv可知，A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C错误。根据可知，大轮的周期大于小轮的周期，选项D错误；故选AB。
本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=ωr、a=ωv列式求解，基础题目．
9、BCD
【解析】
C、A、卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为3t，C正确．D、知道周期、卫星距地表的高度h，由，可以算出地球的半径R，D正确．A、B、由周期公式可以得到中心天体即地球的质量M，而环绕天体的质量m约掉了无法求出，A错误，B正确．故选BCD．
灵活运动用重力和万有引力相等以及万有引力提供圆周运动的向心力是解决本题的关键．
10、BD
【解析】
A. 小车和物块组成的系统水平方向所受合外力为零，水平方向动量守恒，系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B. 摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和等于摩擦力与相对位移的乘积，摩擦力做功的代数和为-mgR，故B正确；
C. 如果小车固定不动，物块到达水平轨道时速度最大，由机械能守恒定律得：，v=，现在物块下滑时，小车向左滑动，物块的速度小于，故C错误；
D. 小车与物块组成的系统水平方向动量守恒，物块下滑过程以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv1−Mv2=0,由机械能守恒定律得：，解得：v2=，物块到达B点时小车速度最大，故D正确；
故选BD.
11、AB
【解析】
从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，A正确；已知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c的质量，根据可以求出沃尔夫1061c的半径，B正确；沃尔夫1061c和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知公转半径的三次方之比不等于，C错误；根据可得，与卫星的密度无关，D错误．
12、CD
【解析】
A.物体静止开始下落时的加速度为g，根据牛顿第二定律得：mg-qE=ma，解得：，故A错误。
B.从A到C的过程中，带电物块速度都为零，则机械能变化为重力势能减少量mg（H+h），故B错误。
C.从A到C过程中，电场力做功为
W=-qE（H+h）=-（H+h），
，则电势能增加量为（H+h），故C正确。
D根据能量守恒知对于弹簧和物体组成的系统，重力势能的减少量等于弹性势能与电势能的增加量之和，故D正确。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、0.16 BD 未计入砝码盘的重力（F=0时，砝码盘的重力依旧使系统加速运动） b/g
【解析】
(1)由匀变速直线运动的判别式，解得.
(2)对系统进行受力分析可得：砝码盘及盘中砝码的重力等于合外力，进而由合外力求得小车加速度；在此过程中，对砝码盘及盘中砝码的质量没有要求，故不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量；小车和木板之前的动摩擦因数不变，故只要保证木板倾斜角不变，那么，小车受到的摩擦力和重力沿斜面分量总是等大反向，故不需要重新平衡摩擦力；故选BD．
(3)遮光片宽度较小，小车通过遮光片的时间△t足够小，故小车可看成匀速运动，那么，根据运动时间和位移可得：速度.
(4)盘中砝码的总重力F=0时，砝码盘的重力依旧使系统加速运动，故该图线不过原点．
由图可得，砝码盘的重力，故砝码盘的质量.
根据受力分析可得，系统合外力为，故小车加速度，那么有匀变速运动规律可得：；故，故，则；又有砝码盘质量，每个砝码质量为m0，故砝码总质量为5m0，那么小车和遮光片的总质量.
【点睛】在得到纸带后，要注意计数点若按照纸带上的点来计算，时间间隔一般为0.02s；若计数点之间还有点，要么要先确定时间间隔，才能根据△x=a(△T)2来求解加速度．
14、大于 相同 v2-
【解析】
试题分析：①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；
②要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为，因此弹簧的形变量为，不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，则C下落的高度为，即C下落的高度总相同；
③选取AC及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有：，整理得，，为得到线性关系图线，因此应作出图线．
④由上表达式可知，，解得．
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】理解弹簧有压缩与伸长的状态，掌握依据图象要求，对表达式的变形的技巧．

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） （3）
【解析】
（1）设小球转动角速度最大时细线与转轴的夹角为，分析可知
，
，
解得
；

（2）细线拉断时，小球的速度
，
解得
，
细线拉断后小球做平抛运动有
，，
小球的落地点到在水平地面上的投影点的距离
，
解得:
．
16、（1）400J；（2）480J
【解析】
（1）根据功的定义可知；
（2）根据牛顿第二定律可得，解得，
故拉力做功为．
17、（1） T＝mg/cosα；（2）
【解析】试题分析: （1）带负电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零．因此
mg－Tcosα＝0，F′－Tsinα＝0
得　T＝mg/cosα F′＝mgtanα
（2）根据库仑定律F′＝k
∴
考点： 共点力作用下的平衡；库仑定律