2024-2025学年高一物理下学期期末模拟卷人教版2019

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2024-2025学年高一物理
下学期期末模拟卷人教版2019
一、单选题
1．某实验小组做“蜡块的运动”实验时，在水平方向对竖直玻璃管施加恒定的外力，使用频闪照相的方法确定蜡块在不同时刻的位置，得到了如图所示的频闪照片。以蜡块开始运动的位置为原点O，分别以水平向右和竖直向上为x轴和y轴的正方向，建立平面直角坐标系。已知蜡块在竖直方向上升的速度大致不变，关于蜡块在平面内的运动，下列说法正确的是（　　）
A．蜡块在运动过程中的速度大小保持不变
B．蜡块在照片中任意相邻两点间的速度变化量不相等
C．蜡块做的是变加速曲线运动
D．蜡块做的是匀变速曲线运动
2．2025年4月 30日，神舟十九号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，体现了我国在载人航天领域的强大实力。若已知神舟十九号飞船与空间站分离前，在太空中距离地球表面约400km，围绕地球做匀速圆周运动，地球半径为6 400 km，π=3.14，地球表面的重力加速度为 9.8m/s ，忽略地球自转，则下列说法正确的是（　　）
A．由题干所给条件可以求出地球的质量
B．由题干所给条件可以求出地球的平均密度
C．神舟十九号飞船与空间站在轨运行过程中，由于存在稀薄的大气阻力，若不补充动力，轨道高度将越来越低，速度越来越小
D．神舟十九号飞船返回舱在返回过程中，由于空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能
3．汽车转弯时的速度过大会造成交通事故，因此，为了确保行车安全，驾驶员在转弯时应根据道路情况和车辆状态合理控制车速，确保平稳过弯。如图所示，若一辆质量为2 000 kg(包括人和物品)的汽车，水平路面对汽车轮胎的最大静摩擦力为1.6×10 N,当汽车经过半径为50 m的水平弯道时，下列说法正确的是（　　）
A．转弯过程中，汽车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力以及向心力的作用
B．若车速为25 m/s，则汽车可安全行驶
C．若将弯道修成外高内低，可适当提高弯道处的限速
D．若将弯道修成外高内低，汽车以某一速度通过弯道时，恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，若提高车速，汽车一定会发生侧滑
4．如图所示，在水平面上固定一高为h、倾角为的光滑斜面，在斜面顶端由静止释放一质量为m，可视为质点的滑块。已知重力加速度为，忽略空气阻力，则滑块到达斜面底端时重力的瞬时功率P及下滑过程中重力的冲量Ⅰ的大小分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．某宇航员到一未知星球进行科学考察，在该星球两极处测量一质量为m 的物体，其重力为F ，在赤道处测量同一物体的重力为F 。已知该星球的自转周期为T，该星球的半径为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，石家庄市植物园的湖面上有一王莲叶片，形如圆盘浮在水面，直径为d。一次大雨，雨滴以速度 v竖直落在叶片上，反弹后的速度竖直向上，大小为原来的一半。设雨滴均匀分布，空中雨水的平均密度为ρ；叶片可视为水平面，忽略雨滴多次溅落的影响，则雨滴在叶片上被反弹的过程中受到的平均作用力大小为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，竖直固定放置一个半径为r的光滑圆环，两个可以沿圆环自由滑动且可视为质点的小球A、B套在圆环上，两小球之间用一个长度为 的轻杆相连，初始时，小球B在圆环最低点。已知小球A的质量为2m，小球B的质量为m，重力加速度为，忽略空气阻力。关于轻杆处于水平位置时两小球速度、与小球A 滑到圆环最低点时两小球速度，的大小关系，下列选项正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
二、多选题
8．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为，沿斜面上升的最大高度为h，则在物体沿斜面上升的过程中（ ）
A．物体克服摩擦力做功
B．物体的重力势能增加了
C．物体的动能减少了
D．物体的机械能损失了
9．稳定运行在轨道3的飞船需要变轨返回地球，其中轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为和，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法不正确的是（　　）
A．在Q点，，在P点，
B．飞船在椭圆轨道2上经过P、Q两点时，
C．在Q点，，在P点，
D．进入轨道1后，会有稀薄大气阻力，则飞船在无动力情况下，速度会逐渐减小而降轨
10．电动方程式（FormulaE）是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事，赛车在专业赛道水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示．已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，取，下列说法正确的是（ ）
A．赛车在时的瞬时功率
B．赛车在加速过程中牵引力保持不变
C．该赛车的最大速度是
D．当速度时，其加速度为
三、实验题
11．某中学的实验小组采用如图所示的装置来探究平抛运动的特点。
(1)实验过程中下列操作正确的是 。(填选项标号)
A．先观察重垂线是否与背板所在平面平行，如果不平行，调节底座调平螺栓将背板所在平面调成竖直平面
B．斜槽M必须光滑，斜槽 M末端必须调成水平
C．每次必须等间距的上下调节挡板 N
D．小球每次释放的位置必须是斜槽M上的同一位置
(2)该小组在处理实验数据时以斜槽末端为坐标原点O，分别以水平向右和竖直向下为x轴和y轴的正方向，建立平面直角坐标系，则初速度的计算结果比真实值 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)坐标原点的位置选取正确后，按照(2)小题描述建立坐标系，用描迹法描出小球的运动轨迹，测出小球运动轨迹上某点的坐标(，)，则小球初速度为 。(用、、g表示)
12．(1)某实验小组设计了验证机械能守恒定律的实验。用不可伸长的轻细绳一端连接小铁球1，另一端固定，悬点处有一个拉力传感器1可测轻细绳的拉力，如图甲所示。初始时，球1在竖直方向上保持静止，拉力传感器1示数为F01 ，然后将球1和轻细绳拉至水平方向且轻细绳伸直后由静止释放，球1到达最低点时，拉力传感器1示数为 F，多测几次求平均值。若满足机械能守恒，则有 。若忽略空气阻力，则球1的直径d对的计算结果 (填“有”或“没有”)影响。
(2)另一实验小组受上述启发，设计了一个验证动量守恒定律的实验。取另一根长度相同的轻细绳，一端固定在与球1悬点等高处，悬点处连接相同的拉力传感器2，另一端连接大小相同但质量不同的球2，两球自然静止时恰好接触且无挤压，如图乙所示，此时拉力传感器2示数为F02，将球1拉至偏离竖直位置某一角度，由静止释放，碰前拉力传感器1示数的最大值为F1，碰后两个拉力传感器示数的最大值分别为F1'、F2'，若碰后球1反向运动，则应有F01 F02(填“>”“<”或“=”)；若碰撞前后水平方向动量守恒且球1速度方向与碰撞前相同，应满足关系式 (用题中所给字母表示)，若两球直径不相等对实验结果 (填“有”或“没有”)影响。
四、解答题
13．投壶是从先秦延续至清末的一种中国传统礼仪，在图甲中，小孩将箭矢水平抛出投入壶中，将箭矢视为质点，不计空气阻力和壶的高度，简化后如图乙所示，箭矢从离地面高h=0.8m的A点以初速度v0=5m/s水平抛出，正好落在壶口B点，已知g=10m/s2，求：
(1)箭矢运动的时间；
(2)箭矢运动的水平距离。
14．如图所示，两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一的向心加速度为g1，地球半径为R，卫星一和卫星二到行星中心的距离分别为3R和6R。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为120°。求：
（1）地球的密度；
（2）卫星一与卫星二各自的角速度；
（3）从图示时刻开始，经多长时间两卫星第一次相距最远 （结果不用化简）
15．如图所示，质量为的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压缩轻弹簧至点，释放后滑块以一定速度从点水平飞出后，恰好从点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道，然后从点进入与圆弧轨道相切于点的水平面，同一竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面相切于点。已知圆弧轨道的半径，两点的高度差，光滑圆对应的圆心角为，滑块与部分的动摩擦因数，，重力加速度。求：
(1)弹簧对滑块做的功；
(2)滑块到达圆弧末端时对轨道的压力；
(3)滑块冲上半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道的半径满足的条件。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C B A B A BD AB AC
1．D
【详解】ACD．蜡块做的是匀变速曲线运动，加速度不变，速度大小不断在增大，故AC错误，D正确；
B．由于加速度恒定，则蜡块在照片中任意相邻两点间的速度变化量相等，故B错误。
故选D。
2．D
【详解】A．地球表面有
解得重力加速度公式为
需已知引力常量才能计算地球质量，故无法求出地球质量，故A错误；
B．地球平均密度公式为
同样需已知才能计算密度，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
稀薄大气阻力使轨道高度降低，速度随轨道半径减小而增大，因此速度会变大而非减小，故C错误；
D．返回舱与空气摩擦时，机械能通过克服阻力做功转化为内能，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．转弯过程中，汽车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力的作用，向心力不是一个真实的力的作用，故A错误；
B．若车速为25 m/s，则
汽车会发生侧翻，故B错误；
C．若将弯道修成外高内低，则汽车所受支持力的水平分量可以补充一部分所需的向心力则可适当提高弯道处的限速，故C正确；
D．若将弯道修成外高内低，汽车以某一速度通过弯道时，恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，若提高车速，汽车可能会受指向内侧的静摩擦力，补足所需向心力，此时不会发生侧滑，当速度进一步提高，最大静摩擦力也不能补足所需向心力时，则会发生侧滑，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】滑块下滑中，只有重力做功，由动能定理
解得滑块到达斜面底端时的速度大小为
则此时重力的瞬时功率
下滑过程中物块所受合力
解得下滑过程中的加速度为
根据
解得下滑过程中所用时间
所以重力的冲量，B正确。
故选B。
5．A
【详解】在两极处，重力等于万有引力，有
在赤道处，物体随星球自转做圆周运动，有
其中角速度，代入得
联立解得，星球半径。
故选A。
6．B
【详解】时间内，打在叶片上的雨滴质量为
以竖直向上为正方向，由动量定理，有
联立解得，平均作用力。
故选B。
7．A
【详解】杆的两端连着两个小球，小球沿杆方向的速度相等，当杆处于水平位置时
解得此时
当小球A滑到圆环最低点时，两小球沿杆方向的速度仍然相同则
对于两个小球和杆所组成的系统而言，在运动过程中，对系统只有重力做功，即系统机械能守恒，设圆环最低点为重力的零势能点，则有
三式联立，解得，A正确。
故选A。
8．BD
【详解】AD．物体的加速度为，根据牛顿第二定律得
mgsin30°+f=ma
得到摩擦力
克服摩擦力做功
机械能的损失量为
故A错误，D正确；
B．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故B正确；
C．动能损失量等于合外力做的功的大小，即有
故C错误。
故选BD。
9．AB
【详解】A．根据万有引力提供加速度
在轨道2和3的Q点上，同理在P点，，A错误；
B．飞船在椭圆轨道2上经过P、Q两点时，近地点速度大于远地点速度， ，B错误；
C．在圆形轨道3的Q点，减速会进入椭圆轨道2，所以，在轨道2的P点减速进入圆形轨道1中，，C正确；
D．进入轨道1后，会有稀薄大气阻力，则飞船在无动力情况下，速度逐渐减小由于万有引力的作用向地球运动，轨道降低，D正确。
本题选不正确的，故选AB。
10．AC
【详解】A．赛车在前2s内的加速度
牵引力
时的瞬时功率
选项A正确；
B．赛车达到最大功率时，随速度的增加，牵引力逐渐减小，选项B错误；
C．该赛车的最大速度是
选项C正确；
D．当速度时，其加速度为
选项D错误。
故选AC。
11．(1)AD
(2)偏大
(3)
【详解】（1）A．平抛运动竖直方向做自由落体运动，实验时先观察重垂线是否与背板所在平面平行，如果不平行，调节底座调平螺栓将背板所在平面调成竖直平面，故A正确；
B．斜槽M光滑与否对实验结果无影响，斜槽 M末端必须调成水平，以便初速度水平，故B错误；
C．无须等间距的上下调节挡板 N，故C错误；
D．小球每次释放的位置必须是斜槽M上的同一位置，确保小球初速度相等，故D正确；
故选AD。
（2）处理实验数据时以小球球心位置为坐标原点O，实验中处理实验数据时以斜槽末端为坐标原点O，可见小球运动的高度变小，根据可知时间变小，根据可见初速度的计算结果比真实值偏大；
（3）根据平抛运动规律有，
解得
12．(1) 3 没有
(2) 有
【详解】（1）[1]设小球的质量为m，根据平衡条件得
根据机械能守恒定律得
根据牛顿第二定律得
解得
[2]设小球的质量为m，根据平衡条件得
根据机械能守恒定律得
根据牛顿第二定律得
解得
若忽略空气阻力，则球1的直径d对的计算结果没有影响。
（2）[1]根据动量守恒定律得
根据机械能守恒定律得
解得
若碰后球1反向运动，则
解得
所以得
[2] 根据平衡条件得，
根据牛顿第二定律得 ，，
根据动量守恒定律得
解得
[3]若两球直径不相等，碰撞前后，小球的速度不在同一条直线上，对实验结果有影响。
13．(1)0.4s
(2)2m
【详解】（1）箭矢做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有
解得
s
（2）水平方向做匀速直线运动，有
m
14．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）设地球质量为，密度为，则有
以卫星一为对象，根据万有引力提供向心力可得
联立解得
，
（2）根据
可得卫星一的角速度为
以卫星二对象，根据万有引力提供向心力可得
解得卫星二的角速度为
（3）从图示时刻开始，设经过时间两卫星第一次相距最远；则有
可得
15．(1)18J
(2)，方向竖直向下
(3)或
【详解】（1）根据能量守恒有
由题意知，
解得
（2）滑块由点到点由动能定理得
又
根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可得，滑块到达圆弧未端时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（3）滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动，分两种情况：一是到达与圆心等高处时速度恰好为零；二是到达半圆弧轨道最高点。
①到达与圆心等高处时速度恰好为零
由动能定理得
解得
②滑块能够到达半圆弧轨道最高点
由动能定理得
在最高点，重力恰好提供向心力
解得
综上，若滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动，则满足或
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