2024-2025学年福建省福州市屏东中学高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析.doc

2024-2025学年福建省福州市屏东中学高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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)北京残奥会的开幕式上，三届残奥会冠军侯斌依靠双手牵引使自己和轮椅升至高空，点燃了残奥会主火炬，其超越极限、克服万难的形象震撼了大家的心灵．假设侯斌和轮椅是匀速上升的，则在上升过程中侯斌和轮椅的(      )
A．动能增加 B．动能减少 C．重力势能增加 D．重力势能减小
2、 (本题9分)如图所示，A球用细线悬挂且通过弹簧与B球相连，两球的质量相等，当两球都静止时，将悬线烧断，则下列说法中正确的是

A．细线烧断瞬间，球A的加速度等于球B的加速度
B．细线断后最初一段时间里，重力势能转化为动能和弹性势能
C．在下落过程中，两小球和弹簧组成的系统机械能守恒
D．细线断后最初一段时间里，动能增量小于重力势能的减少量
3、 (本题9分)人造地球卫星绕地球做匀速度圆周运动，卫星轨道半径不同，其运行速度、周期等运动参量也不相同，下面说法正确的是
A．卫星轨道半径越大，运行速度越大
B．卫星轨道半径越大,运行周期越大
C．卫星轨道半径越小，向心加速度越小
D．卫星轨道半径越小，运动的角速度越小
4、 (本题9分)已知铜的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N，下列说法中正确的是（ ）
A．1个铜原子的质量为
B．1个铜原子的质量为
C．1个铜原子所占的体积为
D．1个铜原子所占的体积为
5、铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（ ）

A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于
D．这时铁轨对火车的支持力大于
6、如图所示，半径为R的大圆环通过细轻杆固定在竖直平面内，质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，从大环的最高处由静止滑下，不计一切摩擦，以大环底所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则小环（ ）

A．在任何位置的机械能为mgR
B．在任一直径两端的机械能之和为5 mgR
C．在任一直径两端的势能之和为3mgR
D．在任一直径两端的动能之和为2mgR

7、 (本题9分)如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点。下列说法中正确的是（　　）

A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零
B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等
C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等
D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等
8、 (本题9分)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（　　）

A．电动机由于传送物块多做的功为mv2
B．物体在传送带上的划痕长
C．摩擦力对物块做的功为mv2
D．传送带克服摩擦力做的功等于摩擦热
9、 (本题9分)如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中（ ）

A．小球的加速度不变 B．弹簧的弹性势能不断增大
C．系统机械能不断减小 D．系统机械能保持不变
10、 (本题9分)2017年10月24日，在地球观测组织全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国气象卫星“风云四号”和二氧化碳监测卫星“碳卫星”的数据。“碳卫星”的圆轨道距地球表面700km，“风云四号”的圆轨道距地球表面36000km。有关这两颗卫星的说法正确的是
A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度
B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度
C．“风云四号”卫星的周期小于“碳卫星”的周期
D．“风云四号”卫星的角速度小于“碳卫星”的角速度
11、 (本题9分)如图所示，物体A在力F作用下被夹在竖直墙与隔板B之间而处于静止状态，若将力F增大了2倍，则（ ）

A．物体A所受压力增大为原来的2倍
B．物体A所受压力增大为原来的3倍
C．物体A所受摩擦力保持不变
D．因不知物体A与墙，物体A与隔板间的动摩擦因数，因而不能确定物体A所受摩擦力的大小
12、 (本题9分)如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向弹出，Q球同时被松开而自由下落，则

A．P、Q两球同时落地
B．Q先落地，P后落地
C．下落过程中，两球的重力平均功率相同
D．下落至相同高度时，两球的重力瞬时功率不同
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)在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中
（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）

（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；
（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。

14、（10分） (本题9分)用下图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验。
1）下列做法中，正确的是___
A．重物应选开密度小的物体
B．两个限位孔应在同一竖直线上
C．实验中必须测出重物的质量
D．应先接通电源，后释放纸带

（2）若重物的质量，重物带着纸带下落，在纸带上打出一系列的点如图乙所示，为第一个点，为相邻的点，相邻点的时间间隔为，长度单位为，取，求从点到点的过程中，重物重力势能的减少量___，动能的增加量__（结果均保留两位有效数字）。

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)有一水平抛出的小石子，大小不计，落地时的速度为20m/s，落地时速度方向与水平方向之间夹角450，（g=10m/s2），求:
(1)水平抛出的初速度等于多少？
(2)抛出点距离地面的竖直高度是多少？
16、（12分） (本题9分)某个质量为m的物体在从静止开始下落的过程中，除了重力之外还受到水平方向的大小、方向都不变的力F的作用．
（1）求它在t时刻的水平分速度和竖直分速度．
（2）建立适当的坐标系，写出这个坐标系中代表物体运动轨迹的x、y之间的关系式．这个物体在沿什么样的轨迹运动？
17、（12分） (本题9分)火车在运行中保持额定功率2500kW，火车的总质量是1000t，所受阻力恒为1.56×105N．（保留两位有效数字)求：
（1）火车的最大速度；
（2）火车的加速度是lm/s2时的速度．
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】
侯斌和轮椅在匀速升空的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度不断增大，重力势能不断增大．故ABD错误，C正确，故选C．
点睛：（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素．（2）根据能的影响因素，能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．
2、C
【解析】
A、线断开前，B球受重力和弹簧拉力，二力平衡，A球受重力，弹簧拉力和细线拉力，三力平衡；细线刚断开，细线拉力减为零，弹簧弹力不变，故A球立即有加速度，B球加速度为零，故A错误；
B、系统下落过程，刚开始时，由于A的加速度大于B的加速度，故弹簧伸长量变小，弹性势能减小，由于A球、弹簧、B球系统只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，故线断后最初一段时间里，重力势能和弹性势能都转化为动能，动能的增加量大于重力势能的减小量，故BD错误，C正确．
点睛：本题关键对两球受力分析后求出加速度，同时要注意系统机械能守恒，明确重力势能、动能以及弹性势能之间的相互转化关系．
3、B
【解析】
A.根据，得，轨道半径越大，环绕速度越小，A错误；
B.，轨道半径越大，周期越大，B正确;
C.向心加速度，轨道半径越小，越大，C错误；
D.运动的角速度，轨道半径越小，越大，D错误。
4、A
【解析】
AB.铜原子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数N，即
，
故A正确，B错误；
C.铜原子所占的体积等于摩尔体积除以阿伏伽德罗常数N，即

故C错误, D错误。
5、A
【解析】
AB．当火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，有

可得火车的速度为，当火车转弯的速度小于时，火车所需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于所需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的侧压力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；
CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，则有

由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故CD错误。
故选A。
6、D
【解析】
质量为m的小环从大环的最高处由静止滑下过程中，以大环底所在的水平面为参考平面，小环在任何位置机械能守恒为2mgR，在任一直径两端的机械能之和为4mgR，在任一直径两端的势能之和为2mgR，在任一直径两端的动能之和为2mgR，故ABC错误，D正确。
7、BD
【解析】
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，返回到A点时的速度小于原来速度大小，由动能定理可知合外力做负功，故A错误；
B．小球从A到C与从C到B的过程，合外力做功相同，由动能定理可知这两个过程中减少的动能相等，故B正确；
C．小球从A到C比从C到B用时短，由动量定理可知从A到C速度的变化量小，故C错误；
D．小球从A到C与从C到B的过程，滑动摩擦力做功相同，说明损失的机械能相等，故D正确。
故选BD。
8、BC
【解析】
电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是mv1，所以电动机多做的功一定要大于mv1．故A错误．物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v所需的时间t＝，在这段时间内物块的位移，传送带的位移x1＝vt＝．则物体相对位移∆x=x1−x1＝．故B正确．根据动能定理，摩擦力对物块做的功等于物块增加的动能mv1，选项C正确；传送带克服摩擦力做的功为 Wf=μmgx1=μmg•=mv1，摩擦热为 Q=μmg△x=μmg•=mv1，则知Wf≠Q，故D错误．故选BC．
点睛：解决本题的关键是搞清运动过程，掌握能量守恒定律；物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度后做匀速直线运动，电动机多做的功一部分转化成了物体的动能，还有一部分转化为内能．知道划痕的长度等于物块在传送带上的相对位移，摩擦生热与相对位移有关．
9、BD
【解析】
小球在B点刚接触弹簧时，重力大于弹力，小球有向下的加速度，随着弹簧的压缩，弹力逐渐变大，加速度逐渐减小，当弹力等于重力时加速度为零，速度最大；以后弹力大于重力，加速度向上，小球做加速度增大的减速运动，直到最低点C，则选项A错误；在B→C的过程中，弹簧的压缩量逐渐增大，小球始终克服弹力做功，弹性势能不断增大，故B正确．在整个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒；故C错误，D正确．故选BD．
掌握机械能守恒的条件，是解决问题的关键，注意区分系统的机械能守恒和单个物体机械能守恒的区别．本题考查分析物体的受力情况和运动情况的能力，要抓住弹簧的弹力随压缩长度的增大而增大的特点．
10、BD
【解析】
根据，可知运行轨道半径越大向心加速度越小，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的向心加速度小于“碳卫星”的向心加速度，故A错误；由，有，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度，故B正确；由可得可知，风云四号卫星的周期大于碳卫星的周期，选项C错误；根据可知，风云四号卫星的角速度小于碳卫星的角速度，选项D正确；故选BD.
11、BC
【解析】
物体A在竖直方向上受到重力和静摩擦力作用，并且在竖直方向上静止，所以静摩擦大小等于重力，当若将力F增大了2倍，物体在竖直方向上的状态不变，所以静摩擦力保持不变，
思路分析：物体A所受的摩擦力为静摩擦力，其大小总与物体A的重力相等，与正压力无关.
试题点评：本题考查了静摩擦力和其正压力的关系，静摩擦力与正压力无关，
12、AC
【解析】
AB.根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，P竖直方向的分运动也是自由落体运动，因此两球将同时落地，故A正确，B错误；
C.由于两球同时落时，且重力做功相同，根据，所以重力做功的平均功率相同，故C正确；
D.由于落地时竖直分速度相同，根据P=mgvy，所以两球落地时的重力做功的瞬时功率相同，故D错误。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、A 重物下落过程中受到阻力作用
【解析】
第一空.释放重物前，让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上端，使得纸带处于竖直，故A正确，BCD错误。
第二空.利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△EK，这是因为重物下落过程中受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能；
第三空.根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小铁球经过光电门的速度大小为：，由于初速度为零，则动能的增加量为：，重力势能的减少量为△Ep=mgh，若有：，也即有：时，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。
14、 (1)BD (2)0.48, (3)0.47
【解析】
（1）重物应选体积小密度大的物体，以减小相对阻力，选项A错误；两个限位孔应在同一竖直线上，以减小纸带与打点计时器间的摩擦，选项B正确；要验证的表达式为mgh=mv2，重物的质量从两边消掉了，则实验中没必要测出重物的质量，选项C错误；应先接通电源，后释放纸带，选项D正确；故选BD.
（2）重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0486J≈0.48J
；
动能的增加量△Ek=mvB2=×1×（0.97）2≈0.47J．

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） （2）
【解析】
（1）抛出的初速度：
（2）落地的竖直速度：
抛出点距离地面的竖直高度
16、（1）， （2物体沿直线运动
【解析】
（1）以物体下落点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴；水平分运动是初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动是自由落体运动，故：
vy=gt ，则
（2）由题意可知，竖直方向的重力与水平方向的拉力F均不变，由力的合成可知，则其合力也恒定，由于从静止开始运动，因此物体做初速度为零的匀加速直线运动；由于水平方向力的大小一定，又小球受到的重力方向向下，且均为恒力，所以小球受到的合力根据平行四边形定则应沿斜向下方，又初速度为零，所以小球将沿合力方向做匀加速直线运动，由数学知识，.
点睛：解决动力学问题的关键是正确受力分析，然后选取相应的物理规律求解讨论即可，同时注意运动的合成方法，及掌握轨迹方程的确定．
17、 (1)16m/s (2)2.2m/s
【解析】
（1）设火车的最大速度为，当阻力和牵引力相等时有

解得
m/s；
（2）根据牛顿第二定律有

解得
m/s