2024-2025学年新疆师范大学附属中学物理高一第二学期期末统考模拟试题含解析.doc

2024-2025学年新疆师范大学附属中学物理高一第二学期期末统考模拟试题
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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、如图所示，三颗人造地球卫星都是顺时针方向运动，b与c轨道半径相同，则

A．周期
B．线速度
C．b与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D．b加速则可追上前面的c与之对接
2、 (本题9分)如图所示，质量分别为m1和m2的小球用一轻质弹簧相连，置于光滑水平面上，今以等值反向的力分别作用于两小球上，则由两小球与弹簧组成的系统（ ）

A．动量守恒，机械能不守恒 B．动量守恒，机械能守恒
C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒
3、 (本题9分)某同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼，用时约30s，则该同学对桶装水做功的平均功率约为（　　）
A．0.1W B．1W C．10W D．30W
4、 (本题9分)如今电动动力平衡车非常受年轻人的喜爱，已慢慢成为街头的一种时尚，如图所示为某款电动平衡车的部分参数，则该电动平衡车（　　）

电池容量：
充电器输出：直流
续航里程： 额定功率：
行驶速度： 工作电压：
A．电池从完全没电到充满电所需的时间约为
B．电池最多能储存的电能为
C．骑行时的工作电流为
D．充满电后能工作
5、 (本题9分)下列说法正确的是
A．做平抛运动的物体机械能一定守恒
B．被匀速吊起的集装箱机械能一定守恒
C．做变速运动的物体机械能一定不守恒
D．合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒
6、 (本题9分)下列关于曲线运动的说法。正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，加速度和速度都一定在变化
B．做曲线运动的物体，所受合外力可能为零
C．做曲线运动的物体，速度可能不变
D．做曲线运动的物体，加速度可能不变
7、如图所示，小物块甲从竖直固定的 光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平．小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下，两物块质量相等。下列判断正确的是(　　)
\
A．两物块到达底端时速度相同
B．两物块到达底端时动能相同
C．两物块运动到底端的过程中重力做功相同
D．两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率
8、 (本题9分)甲、乙为两颗地球卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是（ ）
A．甲的周期大于乙的周期
B．甲的速度大于乙的速度
C．甲的加速度小于乙的加速度
D．甲的角速度小于乙的角速度
9、 (本题9分)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，

A．矿车上升所用的时间之比为4:5
B．电机的最大牵引力之比为2:1
C．电机输出的最大功率之比为2:1
D．电机所做的功之比为4:5
10、 (本题9分)将一个质量为的物体以的速度从的高度水平抛出,不计空气阻力,取,则（ ）
A．时物体所受重力的功率为
B．内物体所受重力的平均功率为
C．内物体所受重力的冲量大小为
D．内物体的动量增量大小为
11、 (本题9分)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、.下列说法正确的是(  )

A．电子一定从A向B运动
B．若>，则Q靠近M端且为正电荷
C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有<
D．B点电势可能高于A点电势
12、 (本题9分)下列关于电源电动势的说法正确的是
A．电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置
B．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
C．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领
D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势将变化
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题3分)某同学在验证机械能守恒定律的实验中，使重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．实验中所用重物的质量m＝3kg，打点计时器每隔T =1．13 s打一个点，当地的重力加速度g=3．8 m/s3．

（1）记录B点时，重物的速度vB＝_____m/s，（此空及后面两空均保留三位有效数字），重物动能EkB＝____J．从开始下落到至B点，重物的重力势能减少量是_____J，由此可得到的结论是 ．
（3）该同学进一步分析发现重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，造成这一现象的原因可能是 ．（写出一条合理的原因即可）
（3）若该同学在实验时没有测量重物质量，是否能够正常完成实验？________（填“能”或“不能”）
（4）该同学在纸带上又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，若重物下落过程中机械能守恒，则以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的 ，图线的斜率表示 ．

14、 (本题9分)某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能，将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定，使弹簧处于原长时，小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面的P点．

(1)现测得桌面边缘0点至P点的竖直高度为h，水平距离为x，小球A的质量为，重力加速度的大小为g，则：

①小球离开桌面时的速度大小=_________．
②小球A在C点时弹簧的弹性势能Ep=__________(填空均用已知物理量或测得物理量的符号表示)．
(2)该同学用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒，如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为(<)的小球B，仍然将A球推至C点后由静止释放，A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点，测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为、.
①若两球碰撞前后的动量守恒，则应该满足表达式___________________________．
②若碰撞为弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为___．
15、某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。

(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。
A．先松开纸带后接通电源
B．用电火花计时器替代电磁打点计时器
C．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤
(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。

(3)在图乙所示纸带上，某同学选取了多个计数点，并测出了各计数点到O点的距离h，算出打点计时器打下各计数点时重锤对应的速度大小v，以v2为纵轴，以h为横轴若图线为直线，且其斜率为___________，则可验证机械能守恒定律。
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)“天宫二号”是我国自主研发的一个“空间实验室”，科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验，为建成空间站奠定了基础．“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，距地球表面的高度为h．已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G．试回答下列问题：
(1)求“天宫二号”在轨运行线速度v的大小；
(2)“太空移民”是人们的大胆设想，为解决在空间站生活的失重问题，科学家设想让空间站通过自转产生的向心加速度来模仿重力加速度，获得“人工重力”，就是要使人们感受到“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样（不考虑重力因地理位置不同而产生的差异）．设自转半径为r，求空间站自转周期T的大小．
17、（10分） (本题9分)某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目，简化模型如图所示。游客乘坐的滑草车（两者的总质量为），从倾角为的光滑直轨道上的点由静止开始下滑，到达点后进入半径为，圆心角为的圆弧形光滑轨道，过点后滑入倾角为（可以在范围内调节）、动摩擦因数为的足够长的草地轨道。已知点处有一小段光滑圆弧与其相连，不计滑草车在处的能量损失，点到点的距离为，。求：
(1)滑草车经过轨道点时对轨道点的压力大小；
(2)滑草车第一次沿草地轨道向上滑行的时间与的关系式；
(3)取不同值时，写出滑草车在斜面上克服摩擦所做的功与的关系式。

参考答案

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、A
【解析】
人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，即

由公式可知：
A.周期，半径越大，周期越大故Tb=Tc＞Ta，故A正确；
B.线速度，即半径越大，线速度越小，故vb=vc＜va，故B错误；
C.向心加速度，半径越大，向心加速度越小，故bc的加速度小于a的加速度，故C错误；
D.b加速做离心运动，轨道半径变大，不可能追上前面的c，故D错误。
2、A
【解析】
如果一个系统不受外力，或者外力的冲量矢量和为零，则系统动量守恒，所以A正确．
3、C
【解析】
每层楼估测为高3m，则该同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼做的功为：W=mgh=10×10×3J=300J，对桶装水做功的平均功率为：。故选C。
本题通过平均功率的定义式进行估算，关键同学们要了解楼高的大约值，

4、B
【解析】
A．由于电池容量是，即

充电器输出电流为，所以充电时间为

故A错误；
B．最多能储存的电能为

故B正确；
C．额定功率为，工作电压为，则骑行时的工作电流为

故C错误；
D．充满电后能工作

故D错误。
故选B。
5、A
【解析】
A.做平抛运动的物体，只有重力做功，其机械能一定守恒，故A正确；
B.被匀速吊起的集装箱由于拉力做功，机械能不守恒；故B错误；
C.做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒。比如：自由落体运动。故C错误。
D.物体机械能守恒不是合外力对物体做功为零，而是只有重力做功，故D错误。
6、D
【解析】
做曲线运动的物体，速度方向一定在变化，速度大小可能变也可能不变；根据合外力是否为恒力可知，加速度的大小可能变也可能不变，加速度的方向可能变也可能不变，故D正确，ABC错误。
故选D。
7、BCD
【解析】
AB、根据动能定理得：，知两物块达到底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故A错误，B正确。
C、两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由于质量相等，则重力做功相同，故C正确；
D、两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率，故D正确；
故选BCD。
关键是动能是标量，只有大小没有方向，但是要注意速度是矢量，比较速度不仅要比较速度大小，还要看速度的方向；以及知道瞬时功率的表达式，注意为力与速度方向的夹角。
8、AC
【解析】
试题分析：卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于：r乙＜r甲，则T甲＞T乙，故A正确；卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于乙的轨道半径大于地球半径，则乙的线速度小于第一宇宙速度，故B错误；星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于：r乙＜r甲，则a乙＞a甲，故C错误；由题意可知，卫星轨道半径间的关系为：r乙＜r甲；甲是地球同步卫星，它的轨道在赤道平面内，甲不可能通过北极上方，故D错误；故选A．
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供卫星做圆周运动的向心力是解题的关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题，本题是一道常规题．
9、AC
【解析】
A．由图可得，变速阶段的加速度 ，设第②次所用时间为t，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，，解得：，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为 ，选项A正确；
B．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B错误；
C．由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C正确；
D．加速上升过程的加速度，加速上升过程的牵引力，减速上升过程的加速度，减速上升过程的牵引力
，
匀速运动过程的牵引力．第①次提升过程做功
；
第②次提升过程做功
；
两次做功相同，选项D错误．
此题以速度图像给出解题信息．解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功．实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同．
10、BCD
【解析】
0.6s时物体的竖直速度：vy=gt=6m/s，则0.6s时物体所受重力的功率为P=mgvy=20×6=120W，选项A错误；0.6s时物体下落的竖直高度：h=gt2=1.8m，则0.6s时物体所受重力的平均功率为，选项B正确；0.6s内物体所受重力的冲量大小为I=mgt=20×0.6=12N⋅s，选项C正确；0.6s 内物体的动量增量大小为∆P=m∆v=2×6=12kg⋅m/s，选项D正确；故选BCD.
11、BC
【解析】
由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A错误；若aA＞aB，则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有EpA＜EpB求解过程与Q所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C正确；由B可知，电场线方向由M指向N，那么A点电势高于B点，故D错误；故选BC．
12、BC
【解析】
电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量．电动势由电源本身的特性决定，与外电路的结构无关．
【详解】
电源是把其他形式的能（非静电力）转化为电能的装置，电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领，A错误C正确；根据可得电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，B正确；电动势由电源本身的特性决定，与外电路的结构无关，D错误．

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、（1）3．11，4．11，4．13，在误差允许的范围内重物在自由下落的过程中机械能守恒；
（3）重物下落过程中受到空气阻力；纸带与限位框之间有摩擦等；（3）能；（4）C，重力加速度g．
【解析】
(1)利用匀变速直线运动的推论,那么，重力势能减小量△Ep=mgh=3.1×3.8×1.3151J=4.13 J．由此可得到的结论是：在实验允许范围内，重物的机械能守恒；
(3)重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．
(3)根据动能与重力势能表达式可知，均有质量，当列成等式时，质量可以约去，因此重物的质量可以不测量；
(4)利用图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：，即；所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．图线的斜率表示重力加速度g．
【点睛】本题关键从实验原理出发，分析纸带的选择，数据处理，并能得出结论．利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．
14、（1） （2） （3），
【解析
(1)小球离开桌面后，做平抛运动，因竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，依据平抛运动处理规律，则有：；
(2)根据能量守恒定律，弹簧压缩△x时的弹性势能 ；
(3)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即为：；小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：即可证明动量守恒；
小球发生弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，根据守恒定律有： ，则有：．
15、B mgh2 2g
【解析】
第一空.先接通电源后松开纸，故A错误；用电火花计时器替代电磁打点计时器，纸带与打点计时间的阻力会更小，故B正确；在铝锤和铁锤中，选择铁锤作为重锤，阻力会更小，故C错误。
第三空.从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为mgh2；
第四空.打B点时，重物的速度大小为，由于初速度为零，故此过程中，动能的增加量为： ；
第五空.若在误差允许的范围之内有重力势能减少量等于动能的增加量，即gh2＝f2(h3−h1)2，则机械能守恒定律得到验证；
第六空.若重物下落过程中，机械能的减少量与动能的增加量相等，则机械能守恒，即有mv2＝mgh，可得v2=2gh，所以若以v2为纵轴，以h为横轴，可得图线为一直线，且斜率为2g。

三．计算题(22分)
16、 (1) (2)
【解析】
(1)根据天宫二号绕地球运行，万有引力做向心力可得：

所以运行线速度为：
；
(2)地球表面的重力加速度满足：

则人工产生的重力满足：

解得

17、 (1)；(2)；(3)见解析
【解析】
(1)根据几何关系可知间的高度差

从到点，由动能定理得

解得

对点，设滑草车受到的支持力，由牛顿第二定律

解得

由牛顿第三定律得，滑草车对轨道的压力为。
(2)滑草车在草地轨道向上运动时，受到的合外力为

由牛顿第二定律得，向上运动的加速度大小为

因此滑草车第一次在草地轨道向上运动的时间为

代入数据解得

(3)选取小车运动方向为正方向。
①当时，滑草车沿轨道水平向右运动，对全程使用动能定理可得

代入数据解得

故当时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为

②当时，则

滑草车在草地轨道向上运动后最终会静止在轨道上，向上运动的距离为

摩擦力做功为

联立解得

故当时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为

③当时

滑草车在草地轨道向上运动后仍会下滑，若干次来回运动后最终停在处。对全程使用动能定理可得

代入数据解得

故当时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为

所以，当或时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为6000J；当时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为。