湖南省长沙市明达中学2024届高一物理第二学期期末统考模拟试题含解析

湖南省长沙市明达中学2024届高一物理第二学期期末统考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)如图所示，一个倾角为37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3m/s的速度水平抛出，经过一段时间后，小球垂直斜面打在P点处．（小球可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则A．小球击中斜面时的速度大小为5m/sB．小球击中斜面时的速度大小为4m/sC．小球做平抛运动的水平位移是1.6mD．小球做平抛运动的竖直位移是1m2、(本题9分)我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（小于绕行周期），运动的弧长为s，航天器与月球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G，则（）A．航天器的轨道半径为 B．航天器的环绕周期为C．月球的的质量为 D．月球的密度为3、(本题9分)在同一水平直线上的两位置沿同方向分别抛出两小球和，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要两球在空中相碰，则（）A．球先抛出 B．球先抛出C．两球同时抛出 D．两球质量相等4、(本题9分)有一个质量为4kg的物体在平面内运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）A．物体做匀变速直线运动 B．物体所受的合外力为22NC．2s时物体的速度为6m/s D．0时刻物体的速度为5m/s5、(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mgB．弹簧的拉力大小F=mgcosθC．小球的加速度大小为gtanθD．小球的加速度大小为gsinθ6、如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（）A．32J，4W B．32J，8WC．16J，8W D．16J，4W7、(本题9分)受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v－t图象如图所示，则A．在0～t1秒内，外力F的大小不断减小B．在t1时刻，外力F为零C．在t1～t2秒内，外力F的大小可能不断减小D．在t1～t2秒内，外力F的大小可能先减小后增大8、(本题9分)“雪如意”，北京2022年冬奥会的首座跳台滑雪场地，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。“雪如意”内的部分赛道可简化为由倾角为、高为h的斜坡雪道的顶端由静止开始下滑，到达底端后以不变的速率进入水平雪道，然后又在水平雪道上滑行s后停止。已知运动员与雪道间的动摩擦因数处处相同，不考虑空气阻力，则和运动员在斜坡雪道上克服摩擦力做的功W分别为（）A．B．C．D．9、如图所示，已知两颗人造卫星a和b绕地球做匀速圆周运动的周期分别是T1、T2，设a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为、，则下列关系式正确的是（）A． B． C． D．10、(本题9分)一质量为m可视为质点的小球以某一初速度竖直上抛，上升过程中受到的空气阻力恒为重力的k倍，重力加速度为g，则小球在上升h的过程中()A．小球的机械能减少了kmghB．小球的动能减少了kmghC．小球克服空气阻力所做的功为(k+1)mghD．小球的重力势能增加了mgh11、(本题9分)如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场E中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右端．不计重力，下列表述正确的是()A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力与电场方向相同C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子速度先减小后增大12、(本题9分)如图所示，内壁光滑半径大小为的圆轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为的小球恰好能通过轨道最高点在轨道内做圆周运动。取桌面为重力势能的参考面，不计空气阻力，重力加速度为g。则小球在运动过程中其机械能E、动能、向心力、速度的平方，它们的大小分别随距桌面高度h的变化图像正确的是A．B．C．D．二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)以初速度v0水平抛出一个质量为m的物体，在不计空气阻力的情况下，物体的速度从v0变到2v0的过程中，重力冲量为__________．14、(本题9分)在竖直平面内有一条光滑弯曲轨道，一个小环套在轨道上，从3.0m的高处无初速度释放．轨道上各个高点的高度如图所示．则第___高点是小环不可超越的；小环随后将如何运动？_______________________________________。15、(本题9分)如图所示，水平桌面离地面高为H，质量为m的小球从离桌面高为h处，由静止沿固定在桌面上的光滑曲面轨道下滑至地面，不计空气阻力，重力加速度为g．假设以桌面为零势能的参考平面，则此过程中，重力做的功为_________；小球落地前瞬间的机械能为________．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑管道半径R=0.2m，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点为管道的最高点且在O的正上方。一个可视为质点的小球质量m=0.4kg，在A点正上方高h=0.6m处的P点由静止释放，自由下落至A点进入管道并通过B点，小球最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力，g取10m/s2。求：（1）小球过A点时的速度vA的大小；（2）小球过B点时对管壁的压力的大小和方向；（3）落点C到A点的距离。17、（10分）(本题9分)如图所示的结构装置可绕竖直的轴转动，假如绳长l=0.2m，水平杆长l0=310（1）使绳子与竖直方向夹角为60°角，该装置以多大的角速度转动才行？（2）此时的拉力多大？

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【解题分析】A、B、小球的速度方向与斜面垂直，根据平行四边形定则有：，解得：，小球击中斜面时的速度大小为：，A正确；B错误；C、D、小球运动的时间：，可知水平位移：，竖直位移：，CD错误；故选A。2、C【解题分析】A项：由题意可知，线速度，角速度，由线速度与角速度关系可知，，所以半径为，故A错误；B项：根据圆周运动的周期公式，故B错误；C项：根据万有引力提供向心力可知，即，故C正确；D项：由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度，故D错误；点晴：解决本题关键将圆周运动的线速度、角速度定义式应用到万有引力与航天中去，由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度．3、C【解题分析】

由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=gt2可以判断两球下落时间相同，即应同时抛出两球。物体做平抛运动的规律水平方向上是匀速直线运动，由于A的水平位移比B的水平位移大，所以A的初速度要大。A.A球先抛出，与结论不相符，选项A错误；B.B球先抛出，与结论不相符，选项B错误；C.两球同时抛出，与结论相符，选项C正确；D.两球质量相等，与结论不相符，选项D错误。4、D【解题分析】

A．从图中可知物体在x轴方向上做匀加速直线运动，在y方向上做匀速直线运动，合力恒定，合力方向与速度方向不共线，故质点做匀变速曲线运动，A错误；B．由图知物体的加速度根据牛顿第二定律B错误；C．由图知，2s末在x方向上速度为6m/s，在y方向上初速度为匀速运动，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为故C错误；D．由图知，在x方向上做初速度为3m/s，在y方向上初速度为4m/s的匀速运动，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为故D正确。故选D。5、C【解题分析】

根据共点力的平衡，求得弹簧的弹力F=mgcosθ，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T=mgtanA.小球的合力大小为mgcosB.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。6、D【解题分析】力F所做的功为，平均功率为，故D正确．点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．7、ACD【解题分析】

v-t图象中，斜率表示加速度，从图象中可以看出0～t1秒内做加速度越来越小的加速运动，t1～t2秒内做加速度越来越大的减速运动，两段时间内加速度方向相反；根据加速度的变化情况，分析受力情况。【题目详解】A项：根据加速度可以用v-t图线的斜率表示，所以在0～t1秒内，加速度为正并不断减小，根据加速度a=F-μmgB项：在t1时刻，加速度为零，所以外力F等于摩擦力，不为零，故B错误；C项：在t1～t2秒内，加速度为负并且不断变大，根据加速度的大小a=F-μmgD项：如果在F先减小一段时间后的某个时刻，F的方向突然反向，根据加速度的大小a=F+μmg故选：ACD。【题目点拨】本题考查v-t图线的相关知识点，涉及牛顿第二定律的应用及受力分析的能力。8、BC【解题分析】

AB.对整个过程，由动能定理得：解得：A错误B正确。CD.再对整个过程，根据动能定理得解得，运动员在斜坡雪道上克服摩擦力做的功，C正确D错误。9、AB【解题分析】

AC．据开普勒第三定律可得：解得：故A项正确，C项错误．BD．人造卫星绕地球运转时，有：解得：所以：故B项正确，D项错误．10、AD【解题分析】

A、根据功能关系知：除重力外其余力做的功等于机械能的变化量。在上升过程中，物体克服阻力做功kmgh，故机械能减小kmgh;故A正确.B、小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，根据动能定理得：-mgh-kmgh=△Ek，则得动能的减小量等于(1+k)mgh，故动能的减小量大于kmgh;故B错误.C、根据W=FL得小球克服空气阻力所做的功为kmgh;故C错误.D、小球上升h，故重力势能增加mgh;故D正确.故选AD.【题目点拨】本题关键是明确功的物理意义，即功是能量转化的量度；要掌握各种功能关系：①总功等于动能的变化量；②重力做功等于重力势能的减小量；③除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，并能运用来分析问题.11、CD【解题分析】

AD．粒子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，运动到M点时，粒子的速度最小，然后向左运动时，电场力做正功，粒子的速度增加，所以A错误，D正确；B．粒子做曲线运动，受电场力指向曲线弯曲的内侧，故可知，粒子所受电场力沿电场的反方向，故B错误；C．粒子在匀强电场中只受到恒定的电场力作用，故粒子在电场中的加速度不变，故C正确；12、CD【解题分析】

根据竖直平面内小球做圆周运动的临界条件，结合机械能守恒定律分析即可解题。【题目详解】AB．小球通过轨道最高点时恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点：，则在最高点小球的动能：（最小动能），在最高点小球的重力势能：，运动的过程中小球的动能与重力势能的和不变，机械能守恒，即：，故AB错误；CD．小球从最高点到最低点，由动能定理得：，，则有在距桌面高度h处有：，化简得：，，故C、D正确。【题目点拨】本题主要考查了竖直圆周运动的综合应用，属于中等题型。二．填空题(每小题6分，共18分)13、【解题分析】

[1]．以初速度v0水平抛出一个质量为m的物体，当物体的速度变为2v0时，速度的竖直分量；此过程物体的运动时间重力冲量．点睛：平抛可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，平抛的速度变化在竖直方向，平抛的动量变化在竖直方向．14、4；在轨道间来回做往复运动；【解题分析】

由于小环套在光滑的轨道上，运动过程中只有重力对小环做功，其机械能守恒，根据机械能守恒定律求得小环能上升的最大高度，即可判断哪个点不可越过．并能判断小环的运动情况．【题目详解】小环套在光滑的轨道上，运动过程中轨道对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，机械能守恒，小环从3.0m的高处无初速度释放，根据机械能守恒得知：小环能上升的最长高度为3m，故图中第4高点是小环不可超越的；由于机械能守恒，小环就在轨道间来回作往复运动．15、mg(h+H)mgh【解题分析】下落高度为，重力做的功为，以桌面为零势能面，则小球初始位置的机械能为：，小球下落过程中，只有重力做功，机械能守恒，落地时的机械能为：．三．计算题(22分)16、（1）；（2）12N，竖直向上；（3）m【解题分析】

（1）对小球，根据自由落体运动可得代入数据解得m/s（2）小球从P点到B点，只有重力做功，由动能定理得代