河北省保定市涞水县波峰中学2025届高一下物理期末学业水平测试模拟试题含解析.doc

河北省保定市涞水县波峰中学2025届高一下物理期末学业水平测试模拟试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、 (本题9分)用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（ ）

A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m
2、 (本题9分)如图所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是（g为重力加速度）

A．小球的合力大小为
B．弹簧的拉力大小F=mgcosθ
C．小球的加速度大小为gtanθ
D．小球的加速度大小为gsinθ
3、 (本题9分)关于机械能守恒的描述，下列说法中正确的是(　　)
A．做自由落体运动的物体，机械能一定守恒
B．人乘电梯加速上升的过程，机械能守恒
C．物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒
D．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
4、 (本题9分)如图所示，小车放在光滑地面上静止，A、B两人站在车的两头，两人同时开始相向行走，发现小车向左运动，小车运动的原因可能是（　　）

A．若A、B两人的质量相等，则A的速率比B大
B．若A、B两人的质量相等，则A的速率比B小
C．若A、B两人的速率相等，则A、B的质量也相等
D．若A、B两人的速率相等，则A、B的质量无法比较，且还与小车的质量有关
5、一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递增的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）
A． B． C． D．
6、 (本题9分)如图所示，彼此接触的导体A和B被绝缘柱支撑住，起初它们不带电．将带正电的物体C移近导体A，下列说法正确的是

A．感应起电创造出了电荷
B．A的电势高于B的电势
C．先移走C，再把A、B分开，则A带负电
D．先把A、B分开，再移走C，则B带正电
7、 (本题9分)2016年1月20日，美国天文学家Michael Brown推测：太阳系有第九个大行星，其质量约为地球质量的10倍，直径约为地球直径的4倍，到太阳的平均距离约为地球到太阳平均距离的600倍，万有引力常量G已知．下列说法正确的有
A．该行星绕太阳运转的周期在1～2万年之间
B．由题中所给的条件可以估算出太阳的密度
C．该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度
D．该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
8、 (本题9分)如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（　　　）

A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心
C．此时手转动塑料管的角速度
D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动
9、 (本题9分)要使两个物体之间的万有引力减小到原来的，可采用的方法是(　　)
A．使两物体之间的距离增至原来的2倍，质量不变
B．使两物体的质量各减少一半，距离保持不变
C．使其中一个物体的质量减为原来的，距离保持不变
D．使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的
10、 (本题9分)光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法正确的是( )

A．A、B系统总动量仍然为mv
B．A的动量变为零
C．B的动量达到最大值
D．A、B的速度相等
11、 (本题9分)下图为八颗行星绕太阳公转轨迹示意图，假设上述行星及小行星带上的行星绕太阳运动轨迹均可看成圆周，忽略行星之间万有引力作用．则下列关于各行星绕太阳做圆周运动的说法中正确的是 ( )

A．火星做圆周运动的线速度大于地球做圆周运动的线速度
B．火星做圆周运动的加速度小于地球做圆周运动的加速度
C．海王星做圆周运动的周期大于天王星做圆周运动的周期
D．假设海王星的质量等于天王星的质量，则海王星做圆周运动的动能与它的势能之和小于天王星动能与势能之和
12、一个不带电的空心金属球壳，在它的球心处放一带正电的小球，如图所示。达到静电平衡时，其电场分布正确的是 (　 　)
A． B． C． D．
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验.

（1）为验证机械能是否守恒，可以比较重物下落过程中任意两点间的_______.
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______.
A．利用公式计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h，正确计算对应计数点的重物速度υ，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒. 请你分析论证该同学的判断依据是否正确______.
14、图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图
实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次小球平抛的______相同．
图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______取

在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中正确的是______
A.小球平抛的初速度相同
B.小球每次做不同的抛物线运动
C.小球在空中运动的时间均相同
D.小球通过相同的水平位移所用时间相同．
15、 (本题9分)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：
(1)按图摆好实验装置，其中小车质量M＝0.20 kg，钩码总质量m＝0.05 kg.

(2)释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为f＝50 Hz)，打出一条纸带．
(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示．

把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把钩码重力(当地重力加速度g＝10 m/s2)作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式Ek＝________(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek＝0.125 J.
(4)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．（双项选择题）
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)一支实验用的小火箭，所带燃烧物质的质量是50g，这些物质燃烧后所产生的气体从火箭的喷嘴喷出的速度（以地面为参考系）是600m/s，已知火箭除去燃料后的质量是1kg，求火箭燃料产生的气体喷完后的速度．
17、（10分） (本题9分)如图所示电路，电源电动势为E＝6V，定值电阻RA＝1Ω，RB＝8Ω，电容器的电容为C＝20μF，开关S闭合时电流表的示数为0.5A，电容器的电荷量为Q＝10﹣4C，电流表视为理想电表。求：

（1）电阻RC的阻值；
（2）电源的内电阻。
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、B
【解析】
在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有

小球做平抛运动时时的水平射程

小球的竖直位移：

根据几何关系可得

联立即得

x
图像的纵截距表示重力，即
mg=5N
所以有

解得：
R=0.25m
故选B；
知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距
2、C
【解析】
根据共点力的平衡，求得弹簧的弹力，烧断绳子的瞬间，弹簧来不及发生形变，弹力不变。烧断前，绳子的拉力烧断后的瞬间，弹力不变，弹力与重力的合力与烧断前的绳子拉力等值反向，所以烧断后的瞬间，小球的合力为，根据牛顿第二定律，加速度
A.小球的合力大小为与分析不符，故A错误；
B. 弹簧的拉力大小F=mgcosθ与分析不符，故B错误；
C. 小球的加速度大小为gtanθ与分析相符，故C正确；
D. 小球的加速度大小为gsinθ与分析不符，故D错误。
3、A
【解析】
做自由落体运动的物体，只受重力作用，机械能守恒，A正确；人乘电梯加速上升的过程，电梯对人的支持力做功，故人的机械能不守恒，B错误；物体在只有重力做功，其他力也可存在，但不做功或做功之和为0的情况下，机械能守恒，C错误；物体以的加速度向上做匀减速运动时，由牛顿第二定律，有，则物体受到竖直向上的大小为的外力作用，该力对物体做了正功，机械能不守恒，D错误．
【点睛】机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功的物体系统，其他力不做功，理解如下：①只受重力作用，例如各种抛体运动．
②受到其它外力，但是这些力是不做功的．例如：绳子的一端固定在天花板上，另一端系一个小球，让它从某一高度静止释放，下摆过程中受到绳子的拉力，但是拉力的方向始终与速度方向垂直，拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能是守恒的．
③受到其它外力，且都在做功，但是它们的代数和为0，此时只有重力做功，机械能也是守恒的．
4、A
【解析】
A、B两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零；两人相向运动时，车向左运动，车的动量向左，由于系统总动量为零，由动量守恒定律可知，A、B两人的动量之和向右，A的动量大于B的动量；
AB、如果A、B两人的质量相等，则A的速率大于B的速率，A正确，B错误；
CD、如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，CD错误；
5、B
【解析】
AD．曲线运动物体所受合力指向轨迹凹侧，质点带负电，电场强度E的方向指向轨迹的凸侧。故AD两项错误；
BC．曲线运动物体所受合力指向轨迹凹侧，质点从a运动到c，质点的速率是递增的，则质点受力方向与运动方向成锐角；质点带负电，电场强度E的方向指向轨迹的凸侧且与运动方向成钝角。故B项正确，C项错误。
6、D
【解析】
A．自然界电荷是守恒的，电荷不能够被创造。故A错误；
B．金属AB是同一等势体，AB电势相等。故B错误；
C．先移走C，A、B中正负电荷中和，再把A、B分开，则A、B都不带电。故C错误；
D．还没有移走C前，A带负电点，B带正电，这时把AB分开，则B带正电。故D正确；
7、ACD
【解析】
根据开普勒行星运动第三定律可知:，解得，选项A正确；因太阳的半径未知，故据题中条件不能估测太阳的密度，选项B错误；根据可知，，故该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，选项C正确；根据，则，故该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度，选项D正确．
8、AC
【解析】
A．螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿第二定律得知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡，故A正确。
B．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误。
C．根据牛顿第二定律得：

又因为：

联立得到：

故C正确。
D．若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故D错误。
故选AC。
9、ABC
【解析】
根据万有引力定律的表达式：
A项：使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变，万有引力减小到原来的，故A正确；
B项：使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的，故B正确；
C项：使其中一个物体质量减为原来的，距离不变，万有引力减小到原来的，故C正确；
D项：使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的，万有引力不变，故D错误．
点晴：要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比．不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．
10、AD
【解析】
A、B组成的系统所受的外力之和为零，动量守恒，总动量为mv，则弹簧压缩最短时，A、B系统总动量仍然为mv，故A正确．弹簧压缩到最短时，A、B速度相等，则A的动量不为零．故B错误，D正确．A在压缩弹簧的过程中，B做加速运动，A做减速运动，弹簧压缩量最大时，速度相等，然后B继续加速，A继续减速．所以弹簧压缩最短时，B的动量未达到最大值．故C错误．故选AD．
点睛：解决本题的关键知道动量守恒定律的条件，通过分析两个物体运动的物理过程，分析两物体的距离变化，知道速度相等时，弹簧压缩量最大．
11、BC
【解析】
A、根据万有引力提供向心力，即，则可知，由于火星轨道半径大于地球轨道半径，即火星的线速度小于地球的线速度，故选项A错误；
B、由 得：地球加速度大于火星，选项B正确；
C、根据万有引力提供向心力，即，由得：由于海王星半径大于天王星的半径，故海王星的周期大于天王星的周期，选项C正确；
D、假设天王星和海王星质量相等，天王星变轨到海王星轨道需要外力推动做正功，机械能增加，所以海王星机械能大于天王星机械能，选项D错误．
点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能熟记．
12、CD
【解析】
AC. 由于电场线是从正电荷或者无穷远出发出的，所以正点荷的电场线都是向外的，由于静电感应，金属球的内壁和外壁会出现感应电荷，会产生感应电场，感应电场的方向是与正电荷的电场的方向相反，最终达到平衡时，在球壳内部的电场为零，所以没有电场线，在球壳的外部电场线的方向是向外的，故A项与题意不符，C项与题意相符；
BD. 当金属球的外壳接地时，金属球与大地形成一个等势体，所以金属球的外面没有电场线，故B项与题意不符，D项与题意相符。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、A C 不正确
【解析】
第一空.为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能的增加量和重力势能的减小量关系，故选：A；
第二空.由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确，ABD错误；
第三空.该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，
根据mgh-fh=mv2-0，
可得：v2=2（g-）h，
则此时v2-h图象就是过原点的一条直线。所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。
14、保持水平 初速度 1.6 BC
【解析】
（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应切线水平，为了保证小球的初速度相等，每次让小球从同一位置由静止释放．
(2)根据，代入数据解：，则初速度．
(3)在“研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则小球平抛运动的初速度不同，抛物线的轨迹不同，故A错误，B正确；平抛运动的时间与初速度无关，由高度决定，可以知道小球在空中运动的时间相同，因为初速度不同，则相同水平位移所用的时间不同，故C正确，D错误．所以选BC．

15、0.180 AB
【解析】
（1）根据题意物体所受合外力为：F=mg=0.05×10=0.50N，
根据功的定义可知：W=Fs=mgh=0.180J；
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小为： （其中t=5T=）
动能公式为：
（2）A设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma ;    对钩码有：mg-F=ma 解得：，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，会造成较大误差，故A正确；实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故B正确；释放小车和接通电源得次序有误是偶然误差，不是该实验得主要误差，距离的测量产生的误差是偶然误差，不是该实验产生的主要误差，故D错误．故选AB．

三．计算题(22分)
16、30m/s
【解析】
试题分析：以火箭为研究对象，由动量守恒定律可以求出火箭的速度．
取向下为正方向，由动量守恒定律得：
代入数据解得火箭速度：，负号表示方向向上
【点睛】在发射火箭过程中，系统动量守恒，由动量守恒定律即可正确解题．
17、（1）2Ω（2）1Ω
【解析】
（1）根据电路特征知电容器两端的电压等于RB和RC的电压之和，即为：
根据欧姆定律知：
因为RB=8Ω，故RC=2Ω；
（2）根据闭合电路欧姆定律知电源的内电压为：
U内=E-I（RA+RB+RC）=6-0.5×11=0.5V，
所以电源的内阻为：；