福建省厦门市外国语学校2024-2025学年高一下物理期末教学质量检测模拟试题含解析.doc

福建省厦门市外国语学校2024-2025学年高一下物理期末教学质量检测模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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)在光滑的水平面上有两个质量均为m的小球A和B,B球静止,A球以速度v和B球发生碰撞.碰后两球交换速度.则A、B球动量的改变量△PA、△PB和A、B系统的总动量的改变量△P为
A．△PA=mv,△PB=-mv,△p=2mv B．△PA=mv, △PB=-mv,△P=0
C．△PA=0, △PB=mv, △P=mv D．△PA=-mv,△PB=mv, △P=0
2、 (本题9分)如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（ ）

A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
B．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒
C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
D．槽将不会再次与墙接触
3、在2015年世界蹦床锦标赛中，中国队包揽了女子单人蹦床比赛的金牌和银牌，对于运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程（如图所示），若忽略空气阻力，关于运动员所受重力做功、运动员的重力势能，下列说法中正确的是

A．重力做正功，重力势能减少
B．重力做负功，重力势能减少
C．重力做负功，重力势能增加
D．重力做正功，重力势能增加
4、 (本题9分)如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在水平冰面上，当其中某人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人会向相反的方向运动。不计摩擦力，则下列判断正确的是（ ）

A．A、B的质量一定相等
B．推后两人的动能一定相等
C．推后两人的总动量一定为零
D．推后两人的速度大小一定相等
5、下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A．实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了比值定义法
B．在研究运动的合成与分解时，采用了控制变量法
C．人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了等效替代的方法
D．卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法
6、 (本题9分)一物体从静止开始做匀加速直线运动，位移为S时的运量为P1，位移为2S时的动量为P2，则P1：P2等于（ ）
A．1：1 B．1： C．1：2 D．1：4
7、 (本题9分)如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d。 m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中(　　)

A．m1的最小速度可能是0
B．m1的最小速度可能是v1
C．m2的最大速度可能是v1
D．m2的最大速度可能是v1
8、 (本题9分)如图所示，a、b两个小球的质量均为m，a从倾角为45°的光滑固定斜面顶端无初速度下滑，b从斜面顶端以初速度vo水平抛出，关于二者的运动过程，下列说法中正确的是 ( )

A．都做匀变速运动
B．落地前的瞬间速率相同
C．整个运动过程重力势能的变化相同
D．整个运动过程中重力对二者做功的平均功率相同
9、 (本题9分)一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（　　）
A．该星球自转的角速度大小为
B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为
10、 (本题9分)如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为M,货物的质量为m,货车以速度v向左作匀速直线运动,重力加速度为g.则在将货物提升到图示的位置时,下列给出的结论正确的是(  )

A．货箱向上运动的速度大于v
B．缆绳中的拉力T等于(M+m)g
C．货车对缆绳拉力做功的功率P大于(M+m)gvcosθ
D．货物对货箱底部的压力小于mg
11、如图所示，物块在水平向右推力F作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动，下列说法正确的是（ ）

A．F是恒力
B．物块受到轨道的支持力逐渐增大
C．物块受到的合外力逐渐增大
D．F与支持力的合力跟物块的重力大小相等
12、 (本题9分)如图所示，在两个等量异种点电荷的连线的中垂线上，有与连线中点等距的两点，在连线上有与中点等距的两点，则下列说法正确的是（ ）

A．点的电场强度大于点的电场强度
B．点的电势比点的电势高
C．一带负电的物体在点的电势能比在点的电势能大
D．一试探电有经不同路径从点运动到点的过程中，电场力做功不同
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“探究功与速度变化的关系”的实验中，某学习小组在实验室组装了如图甲所示的装置，他们选用的砝码质量为m，称得小车的质量为M，把纸带连在小车上，细线跨过滑轮并挂上砝码，让小车处于静止状态。请回答下列问题∶

(1)要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应___________（填“远大于”“近似等于”或“远小于”）小车的质量；
(2)要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
(3)接通打点计时器电源，释放小车，让砝码带动小车加速运动，打点计时器打出一条如图乙所示的一条纸带，0点为起始点，相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g；从0点到第7点，细线拉力对小车做的功为__________J；打第7点时小车速度为__________m/s；（用题中所给的表示数据的字母表示）
(4)若遵循(1)(2)步骤进行某次实验，得到以拉力做功W为纵坐标，以速度的平方v2为横坐标的W-v2图像如图丙所示，则图像不经过原点主要原因是____________________。
14、（10分） (本题9分)如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N.接下来要完成的必要步骤是______(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．测量平抛射程OM、ON
(2)经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与 ，碰撞结束时m2的动量为 实验结果说明，碰撞前后总动量的比值_________。(保留两位小数)
(3)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用纸带中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_____cm.(保留两位小数)
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）如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏，荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m，电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场，恰好从BC边的中点P飞出不计粒子重力。

(1)求粒子进入电场前的初速度的大小。
(2)其他条件不变，增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出，求粒子从Q点飞出时的动能和打在荧屏上的点离O点的距离y。
16、（12分） (本题9分)如图所示，水平光滑直轨道ab与半径为R=0.4m的竖直半圆形粗糙轨道bc相切，xab=3.2m，且d点是ab的中点．一质量m=2kg的小球以v0=8m/s初速度沿直轨道ab向右运动，小球进入半圆形轨道后能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则求：

（1）小球在最高点对轨道的挤压力；
（2）通过轨道bc时克服摩擦力做功．
17、（12分）如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．

(1)求卫星B的运行周期．
(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？
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、D
【解析】
碰撞前，A动量为：pA=mv，B动量为零，系统的总动量为mv；碰撞后，A动量为零，B动量为pB=mv，系统的总动量为mv；故A球动量的改变量△pA=0-mv=-mv；B球动量的改变量△pB=mv-0=mv；A、B系统的总动量的改变△p为0，故选D。
2、D
【解析】
小球从AB的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽 和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，在小球运动的全过程，水平方向 动量也不守恒，选项AB错误；当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，C错误；因为全过程中，整个系统在水平 方向上获得了水平向右的冲量，最终槽将与墙不会再次接触，D正确．
【点睛】判断系统动量是否守恒关键是明确系统是否受到外力的作用，故在应用动量守恒定律时一定要明确是哪一系统动量守恒．
3、A
【解析】
运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做功正功，重力势能减少；
A. 重力做正功，重力势能减少，与结论相符，选项A正确；
B. 重力做负功，重力势能减少，与结论不相符，选项B错误；
C. 重力做负功，重力势能增加，与结论不相符，选项C错误；
D. 重力做正功，重力势能增加，与结论不相符，选项D错误。
4、C
【解析】
以两人组成的系统为研究对象，不计摩擦力系统的合外力为零，系统的动量守恒．A推B之前系统的总动量为1，则推之后两人的总动量一定为1．取A的速度方向为正方向，由动量守恒定律有 mAvA-mBvB=1，即有 mAvA=mBvB, 可得 所以推后两人的动量大小一定相等，质量不一定相等，则动能不一定相等，速度大小与质量成反比，故ABD错误，C正确．故选C.
解决本题的关键是掌握动量守恒的条件：合外力为零判断出两人组成的系统动量守恒，运用动量守恒定律列式分析．
5、D
【解析】
A.实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了控制变量法，故A错误。
B.在研究运动的合成与分解时，采用了等效替代法，故B错误。
C.人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了比值定义法，故C错误。
D.卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法，故D正确。
6、B
【解析】
由动能定理可得：FS=EK1；F•2S=EK2；而EK=；则有：FS=；2FS=,则有：；故选B。
本题考查动能定理的应用，要注意根据动量及动能的表达式得出两者之间的关系EK=或；此题还可以用牛顿第二定律联系运动公式求解．
7、ABC
【解析】
从小球m1到达最近位置后继续前进，此后拉到m2前进，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2加速，当两球再次相距最近时，m1达到最小速度，m2达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：
m1v1=m1v1′+m2v2
m1v12=m1v1′2+m2v22；
解得：
v1′=v1，v2=v1
故m2的最大速度为v1，此时m1的速度为v1，
由于m1＜m2，可知当m2的速度最大时，m1的速度小于1，即m1的速度方向为向左，所以m1的最小速度等于1．
A.A项与上述分析结论相符，故A符合题意；
B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；
C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意；
D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意。
8、AC
【解析】
A.物体a受重力和支持力，根据牛顿第二定律得：
，
得：
，
可知a物体做匀变速运动．物体b做平抛运动，加速度为g，也是匀变速运动．故A正确．
B.对a运用动能定理有：
，
得
；
对b运用动能定理，有
，
得
，
则知落地时b球的速率大于a球的速率．故B错误
C.对两个小球重力做功 ，m和h相同，则重力做功相同．所以整个运动过程重力势能的变化相同，故C正确．
D.a的加速度为：
＜g，
竖直分速度：
ay=asin45°=＜g，
而b竖直方向的加速度为g，根据位移时间公式，可知，a的运动时间大于b的运动时间，由平均功率公式，则知b的重力平均功率大，故D错误．
故选AC．
9、ACD
【解析】
A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．
BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．
D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R•＝，故D正确．
故选ACD．
10、BC
【解析】
将货车的速度进行正交分解，如图所示：

由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，故，由于不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度向上，对整体可知，故，对货物分析，，故货箱对货物的支持力，即货物对货箱底部的压力大于mg，AC正确B错误；整体的速度为，故拉力功率，D错误．
【点睛】对于斜牵引问题：先确定合运动的方向（物体实际运动的方向），然后分析这个合运动所产生的实际效果（一方面使绳或杆伸缩的效果；另一方面使绳或杆转动的效果）以确定两个分速度的方向（沿绳或杆方向的分速度和垂直绳或杆方向的分速度而沿绳或杆方向的分速度大小相同）．
11、BD
【解析】
物块在水平向右推力F作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动过程中，物块受三力平衡如图，在向上缓慢移动过程中，随着的逐渐增大，F逐渐变大；轨道对物块的支持力N逐渐增大；物块受到的合外力为零；F与支持力的合力跟物块的重力大小相等，方向相反，故AC错误，BD正确。

12、BC
【解析】
A．根据等量异种电荷周围的电场线以及电场的叠加原理可知，a点的场强等于b点场强，故A错误；
B．沿着电场线的方向电势逐渐降低，点的电势比点的电势高，故B正确；
C．沿着电场线的方向电势逐渐降低，知c点的电势高于b点的电势，根据，负电荷在c点电势能小于在b点电势能．故C正确；
D．根据可知，一试探电有经不同路径从点运动到点的过程中，电场力做功相同，故D错误。
故选BC。
沿着电场线的方向电势逐渐降低，根据电场线切线的方向确定电场强度的方向，根据电势的高低，运用比较电势能的高低。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、远小于 需要 mg（x1+x2+x3） 操作失误，先释放小车，后打开电源
【解析】
(1)[1]以整体为研究对象，根据牛顿第二定律则有

解得

以为研究对象有绳子的拉力为

显然要有，必有，故有

即要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应远小于小车的质量；
(2)[2]为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力；
(3)[3]在打计数点0到7的过程中，细线拉力对小车做的功为

[4]根据中点时刻的速度等于平均速度，打第7点时小车速度为

(4)[5]根据动能定理则有

拉力做功时，则有

则图像不经过原点主要原因是打点计时器打点时，小车已经运动，即操作失误，先释放小车，后打开电源。
14、AD 1.01 76.80
【解析】
（1）[1]根据动量守恒定律，有

小球碰前碰后从同一高度做平抛运动，即平抛运动时间相等，根据平抛运动特点有

x1表示碰前小球平抛运动水平位移，x1'、x2分别表示碰后两小球的位移。整理知要验证动量守恒定律，需要验证的关系式为

故实验还需完成的必要步骤是：AD
（2）[2]碰撞前后总动量的比值

（3）[3]小球发生弹性碰撞时，被碰小球平抛射程最大，有

代入OP，得

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)；7L
【解析】
(1)粒子进入电场中做类平抛运动：
水平方向有：
，①，
竖直方向有：
②，
由①②解得：
；
(2)令粒子到达Q点时速度与水平方向的夹角为，且
，
位移与水平方向的夹角为，
，
又因为
，
故到达Q点时
，
所以从Q点飞出时的动能为
，
从Q点到打在屏上的时间为
，
所以Q点到屏上竖直方向的位移为
，
所以打在荧屏上的点离O点的距离
；
16、（1）60N（2）32J
【解析】
（1）小球从c点以后做平抛运动，则：，，在c点根据牛顿第二定律可以得到： ，代入数据整理可以得到： ，根据牛顿第三定律可以知道，在c点对轨道的压力大小为，方向竖直向上．
（2）从b到c根据动能定理：
代入数据整理可以得到： ，即克服摩擦力做功为．
点睛：本题关键是明确小球的运动情况，分过程运用动能定理、平抛运动的分位移公式和向心力公式列式求解．
17、 (1) (2)
【解析】
（1）由万有引力定律和向心力公式得①，②
联立①②解得：③
（2）由题意得④，由③得⑤
代入④得