湖南明德中学2024-2025学年高一物理第二学期期末考试模拟试题含解析.doc

湖南明德中学2024-2025学年高一物理第二学期期末考试模拟试题
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、如图，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（ ）

A．小球过最高点时，杆所受的弹力不可以等于零
B．小球过最高点时的最小速度为
C．若小球在最低点的速度为，则当它运动到最高点时杆对球的作用力方向一定向上
D．若增大小球运动的速度，则在最高点时球对杆的力一定增大
2、 (本题9分)下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　)
A．物体在运动时才受到摩擦力
B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C．摩擦力总是成对地出现
D．摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比
3、 (本题9分)嘉兴江南摩尔有一个摩天轮，最高点与最低点相差30m，在竖直平面内匀速转动一周用时5分钟，质量为60kg的张同学，乘坐该摩天轮一圈观赏城市风光。在该同学从最高点运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．该同学机械能守恒
B．重力做功9000J
C．重力做功功率为60w
D．重力做功功率为120w
4、 (本题9分)人在高h的地方，斜上抛出一质量为m的物体，物体到最高点时的速度为v1，落地速度为v2，不计空气阻力，则人对这个物体做的功为（ ）
A．mv22﹣mv12 B．mv22
C．mv22﹣mgh D．mv12﹣mgh
5、 (本题9分)2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。史瓦西半径公式R＝是一种估算黑洞大小的方法，公式中万有引力常量G＝6.67×10—11N・m2/kg，光速c＝3.0×108m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6.0×1024kg，假如它变成一个黑洞，则该黑洞的半径约为
A．9×10—6m B．9×10—3m C．9m D．9 ×103m
6、 (本题9分)如图所示，a、b和c三个小球从同一竖直线上的A、B两点水平抛出，落到同一水平面上，其中b和c是从同一点抛出的，设a、b和c三个小球的初速度分别为、、，运动时间分别为、、，则（ ）

A．， B．，
C．， D．，
7、 (本题9分)一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反的方向运动,反弹后的速度大小为4 m/s,则碰撞前后小球速度的变化量Δv和动能变化量ΔEk的大小为　(　　)
A．Δv=2m/s
B．Δv=10m/s
C．ΔEk=0.6J
D．ΔEk=3J
8、 (本题9分)物体仅在力F作用下运动，F的方向与物体运动方向一致，其F－t图象如图所示，则物体(　 　)

A．在t1时刻速度最大
B．从t1时刻后便开始返回运动
C．在t1时刻加速度最大
D．在0～t2时间内，速度一直在增大
9、 (本题9分)如图所示，由长为L的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内，其中两个端点分别固定质量均为m的小球A、B，系统可绕O点在竖直面内转动，初始位置OA水平．由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦及空气阻力．则（　　）

A．系统在运动过程中机械能守恒
B．B球运动至最低点时，系统重力势能最小
C．A球运动至最低点过程中，动能一直在增大
D．摆动过程中，小球B的最大动能为mgL
10、 (本题9分)据国家航天局计划,2006年已启动的"嫦娥奔月"工程,发射了一艘绕月球飞行的飞船.设另有一艘绕地球飞行的飞船,它们都沿圆形轨道运行并且质量相等,绕月球飞行的飞船的轨道半径是绕地球飞行的飞船轨道半径的,已知地球质量是月球质量的倍,则绕地球飞行的飞船与绕月球飞行的飞船相比较(  )
A．向心加速度之比为6:1
B．线速度之比为
C．周期之比为
D．动能之比为
11、三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知三颗卫星质量关系为MA=MB>MC，则对于三个卫星，正确的是：

A．运行线速度关系为
B．运行周期关系为TA＞TB=TC
C．向心力大小关系为FA=FB＜FC
D．半径与周期关系为
12、 (本题9分)如图所示，一个质量为M的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进．在时间为t的过程中，说法正确的是（ ）

A．拉力对物体的冲量为Ftcosθ
B．摩擦力对物体的冲量为Ftcosθ
C．重力对物体的冲量为零
D．合力对物体的冲量为零
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，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处，并通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在B处．测得滑块（含遮光板）质量为M、钩码总质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g．将滑块在图示A位置释放后，光电计时器记录下遮光板通过光电门的时间为△t．

（1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M_______（填：是、否）
（2）实验中还需要测量的物理量是______（用文字及相应的符号表示）．
（3）本实验中验证机械能守恒的表达式为： ________（用对应物理量的符号表示）．
14、（10分）图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：

（1）纸带的______端与重物相连；填“左”或“右”
（2）打点计时器打下点B时，物体的速度______(保留两位有效数字；
（3）从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量______J，此过程中物体动能的增加量______J；（g=98m/s2，以上两空均保留两位有效数字
（4）通过计算，______填“”“”或“”，这是因为______；
（5）实验的结论是______．
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)抛石机是古代战争中常用的一种设备，如图所示，为某学习小组设计的抛石机模型，其长臂的长度L=2cm，开始时处于静止状态，与水平面间的夹角α=37°，将质量为m=10.0kg的石块装在长臂末端的口袋中，对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出，已知在此过程中抛石机对石块做功为1445J，不计空气阻力，重力加速度，，求：

（1）石块水平抛出的速度大小；
（2）落地位置与抛出位置间的水平距离．
16、（12分） (本题9分)2014年11月1日，被誉为“嫦娥五号”的“探路尖兵”载人返回器在内蒙古预定区域顺利着陆．标志着我国己全面突破和掌握航天器载人返回关键技术．为“嫦娥五号”任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础．己知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动．经过时间t（t小于航天器的绕行周期）．航天器与月球中心连线扫过的角度为θ．万有引力常量为G．
（1）试计算航天器的环绕周期T；
（2）若航天器的运行轨道半径为r．求月球的质量M．
17、（12分）如图所示，一个质量M＝50kg的人站在水平地面上，手执一根不可伸缩的轻绳，绳的末端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。已知绳长L＝0.4m，小球质量m＝0.2kg，重力加速度g取10m/s2。求:

(1)若小球在最高点的速度v＝4m/s，则此时轻绳的拉力T1大小;
(2)若小球恰好能通过最高点，当小球运动到最低点时，水平地面对人的支持力大小。
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. 小球过最高点时，若速度等于，则杆所受的弹力等于零，故A错误
B.当小球在最高点受到杆的弹力等于小球的重力时，小球的速度有最小值且 ，故B错误；
C. 若小球在最低点的速度为，设上升到最高点的速度为v根据动能定理， 以及向心力公式 可知 ，方向沿杆向上，故C正确；
D. 若小球在最高点的速度小于， 在最高点，随着小球运动速度的增大，小球受到的支持力减小，根据牛顿第三定律可知在最高点时球对杆的力减小，故D错误；
2、C
【解析】
A 、放在水平地面上的物体，受水平拉力作用处于静止状态时，物体就受到了静摩擦力作用，所以A错误；B、摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反，可以与运动方向相同，B错误；C、摩擦力是相互接触物体间的相互作用，一定是成对出现的，C正确；D、静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系，D错误．故选C.
【点睛】在理解滑动摩擦力时一定要注意理解公式中的正压力是接触面上的弹力，相对运动是指物体之间的相对关系而不是对地运动.
3、D
【解析】
A、该同学从最高点运动到最低点的过程中，除重力做功外，还有其它力做功，机械能不守恒，故A错误。
B、该同学从最高点运动到最低点的过程中，重力做的功W=mgh=601030J=1.8104J，故B错误。
CD、从最高点运动到最低点的时间t=2.5min=150s，重力做功的功率P==W=120W，故C错误，D正确。
4、C
【解析】
试题分析：人对小球做的功等于小球获得的初动能，根据对抛出到落地的过程运用动能定理得：
mgh=mv22-mv12，所以mv12=mv22-mgh，即人对小球做的功等于mv22-mgh，故选C．
考点：动能定理
【名师点睛】本题考查了动能定理的直接应用，在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便．该题难度不大，属于基础题．
5、B
【解析】
根据题意知，万有引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，天体的质量为M=6.0×1024kg，则由史瓦西半径公式：R=求出地球变成一个黑洞的半径=9×10-3m.
A. 9×10-6m，与结论不相符，选项A错误；
B. 9×10-3m ，与结论相符，选项B正确；
C. 9m，与结论不相符，选项A错误；
D. 9 ×103m，与结论不相符，选项A错误；
6、B
【解析】
根据平抛运动规律：
竖直方向

解得

因为可知

在水平方向

因为，
则初速度

故选B。
7、BD
【解析】
A、规定初速度方向为正方向，初速度，碰撞后速度，
则，负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反，即速度变化量的大小为，故选项A错误，B正确；
C、对碰撞过程，对小球由动能定理得：，负号表示动能减小，故选项C错误，选项D正确。
点睛：对于矢量的加减，我们要考虑方向，动能定理是一个标量等式，对于动能定理的研究，则无需考虑方向。
8、CD
【解析】
C.根据牛顿第二定律得力越大时，加速度越大，由图象可知t1时刻力F最大，所以加速度最大，则C正确；
AB.由图象知，t1时刻力F开始减小，但方向未发生变化，所以物体继续向前加速运动，所以在t1时刻速度不是最大，AB错误；
D.由图象可知在0-t2时间内F的方向没发生变化，又F的方向与物体运动方向一致，所以物体一直做加速运动，所以D正确；
9、AD
【解析】
系统在整个运动的过程中，只有重力做功，所以系统在运动过程中机械能守恒，故A正确；A、B两球组成的系统的重心在AB两球连线的中点，所以当AB杆水平时，重心最低，此时重力势能最小，故B错误；由系统能量守恒可知A球运动至最低点过程中，动能先增大后减小，故C错误；当A、B水平时B的动能最大，根据动能定理可得：，解得：，故D正确．所以AD正确，BC错误．
10、BCD
【解析】
A．研究飞船做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力

得：

向心加速度之比为81:16，故A错误；
BD．根据万有引力提供向心力

得：

线速度之比为9:2，动能之比为81:4，故B正确，D正确；
C．根据，得周期之比为8:9，故C正确．
故选BCD.
11、AD
【解析】
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，由图示可知：rA＜rB=rC，由题意知：MA=MB>MC；由牛顿第二定律得：①
A.由①解得，，所以vA＞vB=vC，故A正确；
B.由①解得，，则TA＜TB=TC，故B错误；
C.，已知rA＜rB=rC，MA=MB>MC ，可知FA＞FB＞FC，故C错误；
D.由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，即，故D正确；
12、BD
【解析】
运动时间为t，则拉力的冲量为I1=Ft；故A错误；由于做匀速运动，阻力大小与F的水平分力相等，摩擦力大小为f=Fcosθ，摩擦力对物体的冲量的大小为I2=ft=Ftcosθ．故B正确；重力对物体的冲量为mgt，选项C错误；物体匀速运动，合外力为零，由动量定理知合外力对物体的冲量为零．故D正确；故选BD．
此题中各力都恒力，恒力的冲量公式I=Ft与物体的运动状态无关．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、否 L
【解析】
（1）[1]本实验中不需要让钩码的重力等于绳子的拉力，故不要求钩码总质量m远小于滑块质量M；
（2）[2]为了求出运动过程中钩码减小的重力势能，则需要测量AB间的距离L；
（3）[3]我们验证的是△Ep与△Ek的关系，即验证：△Ep=△Ek，代入得：
mgL=(M+m)v2
而
所以本实验中验证机械能守恒的表达式为

14、左 下落过程中存在阻力做功 在实验误差范围内，，机械能守恒
【解析】
第一空.物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连．
第二空.利用匀变速直线运动的推论 ；
第三空.重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量
△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
第四空. 物体动能的增加量EkB=mvB2=0.48J
第五空.由上数据可知，△Ep＞△Ek，原因是下落时存在阻力做功；
第六空.在实验误差范围内，△EP=△Ek，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)15m/s(2)12m
【解析】
长臂从初始位置转到竖直位置过程，由动能定理得石块水平抛出的速度大小；石块飞出后做平抛运动，根据运动的合成与分解求出落地位置与抛出位置间的水平距离；
【详解】
（1）石块在最高点离地面的高度：
长臂从初始位置转到竖直位置过程，由动能定理得：
解得：v0=15m/s
（2）石块飞出后做平抛运动，有：
水平方向x=v0t
竖直方向
解得：x=12m
16、（1） （2）
【解析】
（1）航天器转动的角速度ω＝
航天器的周期 T＝
（2）设航天器的轨道半径为r．航天器的质量为m，由万有引力提供向心力．
有
解得
17、（1）6N（2）512N
【解析】
（1）在最高点时，对小球受力分析有 ①
代入数据得；
（2）小球恰好能通过最高点，在最高点轻绳的拉力为零，
对小球受力分析有 ②
小球从最高点运动到最低点，由动能定理得 ③
在最低点，对小球受力分析有 ④
联立②③④式解得轻绳的拉力，
此时对人分析，水平地面对人的支持力 ⑤
代入数据得。