2024-2025学年宿州市重点中学物理高一第二学期期末综合测试模拟试题含解析.doc

2024-2025学年宿州市重点中学物理高一第二学期期末综合测试模拟试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．

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、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是 ( 　　)

A．A球的角速度等于B球的角速度
B．A球的线速度大于B球的线速度
C．A球的运动周期小于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力
2、 (本题9分)关于电场强度，下列说法正确的是(　　)
A．以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的场强都相同
B．正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场场强大
C．若放入正电荷时，电场中某点的场强向右，则当放入负电荷时，该点的场强仍向右
D．电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大
3、跳台滑雪是利用自然山形建成的跳台进行的滑雪运动之一，起源于挪威。运动员脚着特制的滑雪板，沿着跳台的倾斜助滑道下滑，借助下滑速度和弹跳力，使身体跃入空中，在空中飞行约4-5秒钟后，落在山坡上。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．机械能始终保持不变
4、 (本题9分)德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知)
A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期
B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离
C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径
D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径
5、 (本题9分)如图，桌面高为h，质量m的小球从离桌面高H处自由下落，不计空气阻力，则落到桌面处时，重力做功为（　　）

A．0 B．mgh C．mgH D．mg（H+h）
6、 (本题9分)已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为
A．6∶3∶2 B．2∶3∶6
C．1∶2∶3 D．2∶3∶1
7、起重机将质量为m的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为，货物上升h的过程中（已知重力加速度为g），则（ ）

A．货物克服重力做功mgh
B．货物的动能增加了mgh
C．合外力对货物做功为mgh
D．货物的机械能增加了mgh
8、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角。B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态（弹簧弹性势能，其中x为弹簧的形变量）。现释放A，此后运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A．当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度最大
B．A获得最大速度为
C．弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大
D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A小球机械能一直减小
9、 (本题9分)某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H．水瓶往返过程受到的阻力大小不变．则
A．上升过程中水瓶的动能改变量为
B．上升过程中水瓶的机械能减少了
C．水瓶落回地面时动能大小为
D．水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率
10、 (本题9分)物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示，下列表述正确的是　　

A．在0～1s内，物体做加速运动，合外力做正功
B．在1～3s内，物体做匀速运动，合外力做正功
C．在3～7s内，合外力做功为零
D．在0～5s内，速度变化量为零，合力的平均功率为零
11、 (本题9分)如图所示，一个长为L，质量为M的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块(可视为质点)，以水平初速度v0，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为μ，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s.则在此过程中

A．摩擦力对物块做功为-μmg(s+d)
B．摩擦力对木板做功为μmgs
C．木板动能的增量为μmgd
D．由于摩擦而产生的热量为μmgs
12、 (本题9分)如图所示，在倾角的固定斜面上固定一与斜面垂直的光滑挡板，质量为、半径为的光滑圆柱体放在质量也为、半径也为的半圆柱体上，半圆柱底面与斜面间的动摩擦因数为，现用一个平行斜面向上的拉力使其缓慢沿斜面向上移动直到两者分开．重力加速度为，下列判断正确的是（ ）

A．该过程中半圆柱体受到的摩擦力逐渐变小
B．该过程中挡板受到的弹力逐渐变大
C．该过程中圆柱体对半圆柱体的弹力不做功
D．该过程中半圆柱体克服摩擦力所做的功一定大于
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)请你写出机械能守恒定律内容的文字表述，并设计一个验证该定律的实验，要求写出完成实验所需的实验器材及必要的实验步骤．
14、（10分）用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，已知当地的重力加速度

（1）下列物理量需要测量的是_______，通过计算得到的是________。填写代号）
A．重锤质量 B．与下落高度对应的重锤的运动时间
C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
（2）设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点.根据測得的s1、s2、s3、s4写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式___，动能増加量的表达式______。
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)如图所示，在光滑的水平面上有一质量为15kg的小车B，上面放一个质量为15kg的物体，物体与车间的滑动摩擦系数为0.1．另有一辆质量为10kg的小车A以3m/s的速度向前运动．A与B相碰后连在一起，碰撞时间极短．物体一直在B车上滑动．求：

（1） A、B碰撞过程中产生的内能．
（1）当车与物体以相同的速度前进时的速度．
（3）物体在B车上滑动的距离．
16、（12分） (本题9分)如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子(电荷量为e，质量为m，重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：
(1) 电子到达MN时的速度；
(2) 电子离开偏转电场时偏转角的正切值tanθ；
(3) 电子打到屏上的点P′到点O的距离.

17、（12分） (本题9分)把一个物体放在倾角为37°的斜面上，物体处于静止状态，已知物体受斜面的支持力大小为40 N，受斜面的摩擦力大小为30 N.求这两个力的合力大小和方向.
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、B
【解析】
小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动.小球在轨道上受力如图所示：

因为A和B的质量相同,小球A和B在两处的合力相同,即它们做圆周运动时的向心力是相同的即：因为球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的角速度小，故A错误；再由向心力的计算公式因为球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时, 半径大的线速度就大，故B正确；由周期公式,所以球A的运动周期大于球B的运动周期,故C错误；根据受力可知轨道施加的支持力由于质量和夹角都相等，所以受到的支持力也相等，根据牛顿第三定律可知球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力,故D错误；故选B
2、C
【解析】
以点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误； 正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度大，要看电场线的疏密，选项B错误； 在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为E=F/q，取走q后，该点的场强仍为E不变，选项C正确；根据E=F/q可知，电荷所受到的电场力很大，该点的电场强度不一定很大，选项D错误；故选C.
3、C
【解析】
运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量；根据动能定理可知合外力做功；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小.
【详解】
运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线，所受的合力不为零，选项A错误；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量，可知运动员沿AB下滑过程中，摩擦力减小，选项B错误；根据动能定理可知，动能的变化量为零，可知合外力做功一定为零，选项C正确；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小，选项D错误；故选C.
4、D
【解析】
设太阳系的质量为m，黑洞的质量为M，太阳系绕黑洞做圆周运动的向心力由万有引力提供，则，解得黑洞的质量M：，则已知太阳系绕该黑洞公转的周期T和公转的半径r可求解黑洞的质量；或者已知太阳系的运行速度v和公转的半径r可求解黑洞的质量M，故选项D正确，ABC错误.
5、C
【解析】
小球下落过程中，只有重力做功，根据W=mg△h即可求解。
【详解】
根据重力做功公式WG=mg△h得：
WG=mgH
故选：C。
6、A
【解析】
三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律U=IR得，电流I与电阻R成反比。电流之比I1：I2：I3=1：2：3，则电阻之比
R1：R2：R3=6：3：2
A． 6∶3∶2与分析相符，故A正确。
B． 2∶3∶6与分析不符，故B错误。
C． 1∶2∶3与分析不符，故C错误。
D． 2∶3∶1与分析不符，故D错误。
7、ACD
【解析】
A、货物上升h的过程中，货物克服重力做功mgh，故A正确。
B、根据动能定理：动能增加量Ek=F合h=mah=mgh，故B错误。
C、合外力对货物做功W合= F合h=mah=mgh，故C正确。
D、根据牛顿第二定律：F拉-mg=ma，F拉=mg+ma=mg货物增加的机械能E机=F拉h=mgh，故D正确。
8、BCD
【解析】
A．设初态弹簧的压缩量为，因B球平衡且细绳拉直无拉力，有

设C球刚要离开地面时弹簧伸长量为，对C球的平衡有

可得

此时细绳、B球和A球的系统，沿着绳的方向有

则B球和A球已经在沿着绳的方向减速运动，故当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度不是最大，故A错误；
B．细绳、B球和A球的系统在沿着绳的方向的加速度为零时，A和B的速度达到最大，

则动能最大在弹簧处于原长时，由能量守恒定律有

解得A获得的最大速度为

故B正确；
C．B与A的系统动能最大时弹簧处于原长，则有弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大，故C正确；
D．从释放A到C刚离开地面的过程中，对A球而言除重力外只有绳的拉力做负功，则A球的机械能一直减小，故D正确。
故选BCD。
9、AD
【解析】
考查功能关系、功率计算，根据相关规律计算可得。
【详解】
根据牛顿第二定律可得

由动能定理可得，

上升过程中水瓶的动能改变量为 。
故A符合题意。
由
f+mg=
可得 f=，
阻力做负功，机械能减少，

上升过程中水瓶的机械能减少了，故B不符合题意。
C．从最高点到时最低点，由动能定理可得

水瓶落回地面时动能大小为，故C不符合题意。
D．上升过程中加速大于下降过程中加速度，上升过程用时较少，上升、下降过程中重力做功大小相等，由

可得水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率
故D符合题意。
理解功能关系，动能变化只取决于合外力做功，合外力做正功（负功），动能增大（减小），机械能变化取决于除重力和系统内弹力以外的力做功，该力做正功（负功），机械能增加（减小）。
10、ACD
【解析】A、在内，物体做匀加速运动，动能增加，根据动能定理知，合外力做正功，故A正确；
B、在内，物体做匀速运动，合外力为零，故合外力不做功，故B错误；
C、在内，动能的变化量为零，根据动能定理可知，合外力做功为零，故C正确；
D、在内，速度变化量为零，动能的变化量为零，由动能定理知合力做功为零，则合力的平均功率为零，故D正确。
点睛：本题根据动能定理可以直接判断合外力做功情况，也可以根据合外力方向与位移方向的关系判断。
11、AB
【解析】
A.物块相对于地面运动的位移为x1=s+d，则摩擦力对物块做功为Wf=-fx1=-μmg(s+d），故A正确；
B.木板受到的摩擦力方向与运动方向相同，做正功，则摩擦力对木板做功为W=μmgs，故B正确；
C.对木板，根据动能定理可知，木板动能的增量等于摩擦力对木板做的功，即为μmgs，故C错误；
D.系统由于摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，即为μmgd，故D错误.
12、BD
【解析】
A．对小球和半圆柱整体分析，知斜面对半圆柱体的支持力等于总重力垂直于斜面的分力，保持不变，由知半圆柱体受到的摩擦力保持不变，A错误；
B．以小球为研究对象，分析受力情况，如图，利用三角形定则作出力的合成图，蓝线为初位置，红线为末位置，则知挡板对小球的支持力N2增大，则小球对挡板的压力也增大，B正确；
C．圆柱体对半圆柱体的弹力过两者球心，故圆柱体对半圆柱体的弹力方向与半圆柱体的位移夹角不垂直，故做功，C错误；
D．半圆柱体受到的摩擦力

当两者分离时，根据几何知识可知，半圆柱体上移的距离为，故克服摩擦力做功为

大于，D正确．

故选D.
解决本题的关键是灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合分析受力情况．同时，要熟练运用数学知识求解半圆柱体移动的距离．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、见解析
【解析】
验证机械能守恒定律实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、重锤、刻度尺、交流电源等；
步骤：①固定好打点计时器，将连有重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，让重锤尽量靠近打点计时器；
②接通电源，开始打点，松开纸带，并如此重复几次，取得几条打点纸带；
③取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O点，在离O点较远处选择几个连续计数点（或计时点）并计算出各点的速度值；
④测出各点距O点的距离，即为下落高度；
⑤计算并比较mgh和是否相等．
14、C D
【解析】
第一空：实验中需要直接测量的是重锤下落的高度，故选C；
第二空：通过计算得到的是与下落高度相对应的重锤的瞬时速度，故选D。
第三空：重锤重力势能的减少量为，
第四空：根据匀变速直线运动的推论有：，
故重锤动能的增加量为

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) (1) 1m/s (3)0.33m
【解析】
（1）A与B相碰后连在一起，碰撞时间极短．由动量守恒得：
解得：
碰撞过程产生的内能，解得：
（1）选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象，从A、B接触到车与物体以相同的速度前进的整个过程中，系统所受合外力为零，根据动量守恒定律得：，解得：
（3）选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象，从A、B碰撞后到车与物体以相同的速度前进的过程应用功能关系可得：
解得：
16、 (1) (2)2 (3) 3L.
【解析】
（1）电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，到达MN的速度为v，则：
a1＝＝

解得

（2）设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy，
a2＝＝
t＝
vy＝a2t
tanθ＝=2
（3）电子离开电场E2后，将速度方向反向延长交于E2场的中点O′.由几何关系知：
tanθ＝
解得：
x＝3L.
17、50 N ；与支持力的夹角为37°（或竖直向上）
【解析】对滑块受力分析，受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，三力平衡，其中支持力与摩擦力的合力与重力的合力等大、反向、共线；由几何知识知40N和30N的合力为=50N，方向竖直向上；
点睛：本题关键是明确三个共点力平衡时，任意两个力的合力与其余力等值、反向、共线，利用平行四边形定则即可求解．