2024-2025学年湖南省长沙市雅礼书院中学高一物理第二学期期末达标检测模拟试题含解析.doc

2024-2025学年湖南省长沙市雅礼书院中学高一物理第二学期期末达标检测模拟试题
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：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、下列物理量属于矢量的是
A．力 B．功 C．电荷量 D．电势差
2、 (本题9分)在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒的是(　　)
A．做斜抛运动的手榴弹
B．起重机将重物匀速吊起
C．沿竖直方向自由下落的物体
D．沿光滑竖直圆轨道运动的小球
3、 (本题9分)比值定义法就是用两个物理量之“比”来定义一个新的物理量的方法．以下表达式中不属于比值定义得到的是
A．E＝ B．C＝ C．φ＝ D．E＝
4、作用在同一物体上的三个共点力，大小分别为3N、6N和12N，则它们的合力大小可能是
A．0N B．1N C．10N D．22N
5、 (本题9分)某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（　　）

A． B．
C． D．
6、同步卫星离地心的距离为r，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度第一宇宙速度为，地球的半径为R，则　　
A． B． C． D．
7、科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事.地球流浪途中在接近木星时被木星吸引,当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G1，在木星表面的重力为G2，地球与木星均可视为球体，其半径分别为R1 、R2，则下列说法正确的是（ ）
A．地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等
B．木星与地球的第一宇宙速度之比为
C．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方
D．地球与木星的质量之比为
8、 (本题9分)如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r（r << R）的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3…N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是( )

A．N个小球在运动过程中始终不会散开
B．第N个小球在斜面上能达到的最大高度为R
C．第1个小球到达最低点的速度＞v＞
D．第1个小球到达最低点的速度v＜
9、如图所示，足够长的光滑细杆PQ水平固定，质量为2m的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量为0.99m的物块B通过长度为L的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。若把A固定，让质量为0.01m的子弹以v0水平射入物块B（时间极短，子弹未穿出）后，物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，且B不会撞到轻杆。则（　　）

A．在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，其动量和机械能都守恒
B．子弹射入物块B的初速度v0=100
C．若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，物块上摆的初速度将小于原来物块A固定时的上摆初速度
D．若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，物块A的速率为
10、下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是

A．汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力大于汽车的重力
B．在铁路的转弯处通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用。
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
二、实验题
11、（4分） (本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示．把第一个点记做O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别为1．22cm、2．99cm3．14cm、4．67cm．根据以上数据可以计算出

（1）打点计时器打下计数点C时，物体的速度________m/s（结果保留三位有效数字）；
（2）重物由O点运动到C点，重力势能的减少量△EP= _______J（结果保留三位有效数字）；动能的增加量△Ek= _______ J（结果保留三位有效数字）．
（3）通过计算，数值上△EP_____△Ek（填“<”、“ >”或 “=”）， 这是实验存在误差的必然结果，该误差产生的主要原因是___________________________________．
（4）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出C点的过程中，得到的结论是_____________________．
12、（10分） (本题9分)“验证动能定理”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．该小车的加速度大小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．那么，是否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？_______（选填“是”或“否”）；每次从小车上取走砝码后，是否需要重新平衡摩擦力？_______（选填“是”或“否”）

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）如图所示，一电荷量q=3×10-4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．求：

(1)流过电源的电流；
(2)两板间的电场强度的大小；
(3)小球的质量．
14、（14分） (本题9分)如图所示,竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，直轨道AB和圆弧轨道BC平滑连接，小球从斜面上A点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为的圆轨道；
（1）若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．

15、（13分）如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前，物块A静止，物块B与A发生碰撞后被弹回，物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求：

(1)物块B滑到圆弧的最低点C时对轨道的压力；
(2)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；
(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。
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、A
【解析】
A.力既有大小又有方向，属于矢量，故A项正确；
B.功只有大小，没有方向，属于标量，故B项错误；
C.电荷量只有大小，没有方向，属于标量，故C项错误；
D.电势差只有大小，没有方向，属于标量，故D项错误。
2、B
【解析】
A、不计空气阻力，做斜抛运动的手榴弹只受重力，机械能守恒，故选项A不符合题意；
B、起重机将重物体匀速吊起，拉力对重物做正功，机械能增大，故机械能不守恒，故选项B符合题意；
C、自由下落的物体只受重力，机械能守恒，故选项C不符合题意；
D、沿光滑竖直圆轨道运动的小球，轨道的支持力不做功，只有重力对小球做功，其机械能守恒，故选项D不符合题意．
本题是对机械能守恒条件的直接考查，关键掌握机械能守恒的条件，知道各种运动的特点即可解决．
3、D
【解析】
A、电场强度是定义式，采用的是比值定义法，故A错误．B、电容的定义式体现电容由本事结构决定，而与电荷量和电压无关，故B错误．C、电势通过电势能与电量的比值来定义，故不符合题意，故C错误；；D、点电荷作为场源的场强决定式，不是比值定义法；故符合题意，故D正确；本题选择不属于比值定义法的；故选D．
【点睛】比值定义法是常用的定义方法，解题的关键在于明确定义出来的新物理与原来两个物理量无关．
4、C
【解析】
当三个力方向相同时，合力最大，最大值等于三力之和，即：Fmax=6N+3N++12N=21N；由于3N与6N的合力的最大值为9N，小于12N，所以三个力的最小值为3N，方向与12N的力的方向相同；可知三个力的合力的范围大于等于3N，小于等于21N．
A.0N不属于3N~12N范围之内的力，故A错误.
B.1N不属于3N~12N范围之内的力，故B错误.
C.10N属于3N~12N范围之内的力，故C正确.
D.22N不属于3N~12N范围之内的力，故D错误.
5、B
【解析】
设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：
m=ρV=ρSvt
以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：
Ft=0-mv，
即：
F=-=-ρSv1
负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误。
6、AC
【解析】
AB. 因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据 得，故A正确，B错误；
CD. 根据万有引力提供向心力，解得，则故C正确D错误。
7、AD
【解析】
A.由开普勒第二定律可知对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等，故选项A正确；
B.根据重力提供向心力得,解得地球上的第一宇宙速度,同理得木星上的第一宇宙速度为,故木星与地球的第一宇宙速度之比，故选项B错误；
C.根据开普勒第三定律得，故，即地球与木星绕太阳公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的三次方，故选项C错误；
D.根据重力与万有引力相等，根据解得，可得地球的质量为地，木星质量为木，故地球与木星的质量之比为，故选项D正确。
8、AD
【解析】
试题分析：N个小球在圆弧轨道运动过程中，每个小球的加速度大小都小于g，而在倾斜轨道运动过程中，每个小球的加速度大小都大于g，水平轨道每个小球的速度大小相等，故N个小球在运动过程中始终不会散开选项A正确；由于系统初位置的重心（在AB弧的中点）距水平面的高度h
0.01mv0=（0.01m+0.99m）v2
联立解得 

，
故B正确。
C.若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，根据动量守恒定律知物块上摆的初速度等于原来物块A固定时的上摆初速度。故C错误。
D.若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，设A的速率为vA，B的水平速率为vB．根据水平动量守恒有 
（0.01m+0.99m）v2=（2m+0.01m+0.99m）vA．
得
，
故D正确。
10、AB
【解析】
A. 汽车通过凹形桥的最低点时， ，支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，车对桥的压力大于汽车的重力，A正确。
B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，B正确；
C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时仍受重力作用。C错误。
D. 离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象；D错误。

二、实验题
11、（1）3.67 （2）6.87 6.73 （3）> 阻力做功 （4）机械能守恒
【解析】
（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得
（2），
（3）根据（2）可知，该误差产生的主要原因是由于在物体下落的过程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能并没有全部转化为动能，故重力势能的减小量总是要大于动能的增量．
（4）比较和可知，二者基本相等，因此在误差允许范围内重力势能的减小量等于动能的增加量，重物下落的机械能守恒．
12、0.16 否 否
【解析】
（1）由图乙可得：纸带上的时间间隔，相邻时间间隔的位移差，故；（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.
【点睛】由计时器打点的时间间隔得到计数点的时间间隔，再根据相邻时间间隔的位移差得到加速度；根据受力分析得到小车加速度的相关量判断质量要求，由摩擦力的影响因素，根据小车受力判断倾斜度是否要调整．

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）（3）
【解析】
（1）外电路电阻，
电路中总电流，
（2）路端电压U=E-Ir=10V ，
两板间的场：
（3）设小球质量为m, 由共点力平衡条件有      
解得m=4×10-3kg
14、（1）1m；（2） -0.8J；
【解析】
（1）小球刚好到达C点,重力提供向心力，由牛顿第二定律得：

从A到C过程机械能守恒,由机械能守恒定律得：
,
解得：
；
（2）在C点,由牛顿第二定律得：
,
从A到C过程，由动能定理得：
,
解得：
；
15、（1）60N，竖直向下（1）11J（3）8s
【解析】
(1) 设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0，由机械能守恒定律得：

代入数据解得：
v0=5m/s
在圆弧最低点C，由牛顿第二定律得：

代入数据解得：
F=60N
由牛顿第三定律可知，物块B对轨道的压力大小：F′=F=60N，方向：竖直向下；
(1) 在传送带上，对物块B，由牛顿第二定律得：
μmg=ma
设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有

代入数据解得：
v=4m/s
由于v＞u=1m/s，所以v=4m/s即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小，设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为v1、v1，两物块碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：
mv=mv1+Mv1
由机械能守恒定律得：

解得：

物块A的速度为零时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得：

(3) 碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动，设物块B在传送带上向右运动的最大位移为l′，由动能定理得

解得：
l′=1m＜4.5m
所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上，当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动，可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为v1′=1m/s，继而与物块A发生第二次碰撞。设第1次碰撞到第1次碰撞之间，物块B在传送带运动的时间为t1。由动量定理得：

解得：

设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为v4、v3，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得：

代入数据解得：

当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动，可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为v3′=1m/s，继而与物块A发生第1次碰撞，则第1次碰撞到第3次碰撞之间，物块B在传送带运动的时间为t1．由动量定理得：

解得：

同上计算可知：物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞…，第n次碰撞后物块B在传送带运动的时间为

构成无穷等比数列，公比，由无穷等比数列求和公式

当n→∞时，有物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带运动的总时间为