2024届广东省河源市物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2024届广东省河源市物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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)18世纪的物理学家发现，真空中两个点电荷间存在相互的作用．点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，发现这个规律的科学家是（）A．牛顿 B．伽利略 C．库仑 D．法拉第2、(本题9分)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是A． B． C． D．3、(本题9分)有、、、四颗地球卫星，还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，处于地面附近的近地轨道上做圆周运动，是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如圈所示，则有（）A．的向心加速度等于重力加速度B．在相同时间内转过的弧长最长C．在4h内转过的圈心角是D．的运动周期可能是4、如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2落到斜面上的C点处，以下判断正确的是（）A．AB：AC="4"：1 B．t1：t2="4"：1C．AB：AC=2：1 D．t1：t2=：15、如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹仅在地球引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行并击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h.已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G.则下列结论正确的是()A．导弹在C点的速度大于GMB．导弹在C点的速度等于3C．导弹在c点的加速度等于GMD．导弹在C点的加速度大于GM6、(本题9分)某实心均匀球半径为R，质量为M，在球壳外离球面h高处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为A． B． C． D．7、如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A．物体在传送带上的划痕长B．传送带克服摩擦力做的功为C．电动机多做的功为D．电动机增加的功率为8、我国已实现了载人航天飞行，并着手实施登月计划，在载人空间站围绕月球沿圆周轨道运行时A．宇航员所受合外力总为零B．宇航员所受重力总为零C．宇航员不能用弹簧测力计测量物体的重力D．载人空间站离月球越远，宇航员所受到重力越小9、如图所示，一铁球用细线悬挂于天花板上，静止垂在桌子的边缘，悬线穿过一光盘的中间孔，手推光盘在桌面上平移，光盘带动悬线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动，当光盘由A位置运动到图中虚线所示的B位置时，悬线与竖直方向的夹角为θ，此时铁球（）A．竖直方向速度大小为vsinθB．竖直方向速度大小为vcosθC．相对于地面速度大小为vD．相对于地面速度大小为v10、(本题9分)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b，（可视为质点）放在水平圆盘上，之间用轻质细线连接，且a，b之间的距离恰等于线长，a与转轴OO’的距离为L，b与转轴的距离为2L，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是A．b一定比a先开始滑动B．当ω=2kgC．当ω=2kgD．当ω=kg11、(本题9分)质量为1kg的小球A以2m/s的速度与质量为2kg的静止小球B发生正碰，关于碰后的速度vA和vB，可能正确的是A．vA＝vB＝23m/sB．vA＝3m/s，vBC．vA＝1m/s，vB＝1.5m/sD．vA＝－0.5m/s，vB＝1.25m/s12、(本题9分)甲、乙两物体在同一地点做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体的质量的2倍，而甲距地面的高度是乙距地面高度的一半，下列说法正确的是（）A．甲乙两物体的加速度之比为l：1B．甲乙两物体的着地速度之比为1：C．甲乙两物体的下落时间之比为：1D．甲乙两物体从下落到着地的过程中的平均速度之比为1：2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在用如图1的实验装置验证“机械能守恒定律”的实验中：(1)下列操作正确且必要的有______A．用秒表测出重物下落的时间B．用弹簧测力计称出重物的重力C．装配好器材，松开纸带让重物自由下落然后接通电源D．在点迹清晰的纸带上，距离起始点适当的位置，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的点并标记，作为测量点(2)某小组的同学，用接有6V、50Hz的交流电的打点计时器打出的一条纸带，如图2，O为重锤下落的起点，选取的测量点为A、B、C、D、E，F，各测量点到O点的距离h已标在测量点下面．打点计时器打C点时，重物下落的速度vC=______m/s

（结果保留三位有效数字）(3)该小组的同学分别求出打其他各点时的速度v；在v2-h坐标纸上描出的点迹如图3，则本地的重力加速度约为______m/s2（结果保留两位有效数字）14、（10分）(本题9分)如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图．若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为则______A.

C.

为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______填下列对应的字母A.直尺

游标卡尺

天平

弹簧秤

秒表设入射小球的质量为，被碰小球的质量为为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式用、及图中字母表示______成立，即表示碰撞中动量守恒．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）(本题9分)动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值．(1)质量为1.0kg的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s的时间内运动了2.5m的位移，速度达到了2.0m/s．分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1和F2的值．(2)如图1所示，质量为m的物块，在外力作用下沿直线运动，速度由v0变化到v时，经历的时间为t，发生的位移为x．分析说明物体的平均速度与v0、v满足什么条件时，F1和F2是相等的．(3)质量为m的物块，在如图2所示的合力作用下，以某一初速度沿x轴运动，当由位置x=0运动至x=A处时，速度恰好为0，此过程中经历的时间为，求此过程中物块所受合力对时间t的平均值．16、（12分）2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接。中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步，中国航天空间站预计2022年建成。建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，空间站的质量为m0，轨道半径为r0，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。（1）求空间站线速度v0的大小；（2）宇航员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明宇航员对太空舱的压力大小等于零；（3）规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为Ep=-。由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1（仍可看作匀速圆周运动），为了修正轨道使轨道半径恢复到r0，需要短时间开动发动机对空间站做功，求发动机至少做多少功。17、（12分）我国航天事业的了令世界瞩目的成就，其中嫦娥三号探测器与2013年12月2日凌晨1点30分在四川省西昌卫星发射中心发射，2013年12月6日傍晚17点53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道，它绕月球运行的轨道可近似看作圆周，如图所示，设嫦娥三号运行的轨道半径为r，周期为T，月球半径为R．(1)嫦娥三号做匀速圆周运动的速度大小(2)月球表面的重力加速度(3)月球的第一宇宙速度多大．

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、C【解题分析】点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，发现这个规律的科学家是库仑，牛顿发现万有引力定律，伽利略自由落体规律，法拉第发现电磁感应现象，故选C2、D【解题分析】

根据万有引力定律可得：，h越大，F越小，故选项D符合题意；3、D【解题分析】A、a受到万有引力和地面支持力，由于支持力等于重力，与万有引力大小接近，所以向心加速度远小于重力加速度，选项A错误；B、由知b的线速度最大，则在相同时间内b转过的弧长最长，选项B错误；C、c为同步卫星，周期24h，在4h内转过的圆心角，故C错误；D、由可知轨道半径越大，则周期越大，所以d的周期应该大于同步卫星的周期24h，所以d的周期可能等于30h，故D正确；故选D4、A【解题分析】由平抛运动可知，由A到B和C位移夹角相同，又由运动学公式可得答案为A。5、C【解题分析】

AB.对于位于离地高为h的轨道上匀速运动的物体有：GMmR+h2=其速度v=GMR+h，导弹从C点做向心运动，速度应小于GMCD.根据牛顿第二定律在C点有：GMmR+h2导弹在C点的加速度a=GMR+h6、B【解题分析】由万有引力公式得：，故B正确，故选B.7、AD【解题分析】

A．物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v所需的时间在这段时间内物块的位移传送带的位移则物体相对位移故A正确；BC．电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是，由于滑动摩擦力做功，相对位移等于产生的热量传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功为，故BC错误；D．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为故D正确。故选AD。8、CD【解题分析】

A．宇航员所受合外力提供做圆周运动的向心力，不为零，A错误；B．宇航员处于失重状态，但宇航员仍受重力的作用，不为零，B错误；C．宇航员处于失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，C正确；D．根据GMmr2=mg9、AC【解题分析】

AB.由题意可知，线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v，由数学三角函数关系，则有：v线=vsinθ；而线的速度的大小，即为小球上升的速度大小，故A正确，B错误；CD.由于由上分析可知，球相对于地面速度大小为，故C正确，D错误；10、CD【解题分析】两个物体用细线相连，一定是同时开始滑动，故A错误；对于单个木块，静摩擦力提供向心力，恰好不滑动时，有：kmg=mω2r，故ω=kgr；故如果没有细线相连，a、b恰好不滑动的临界角速度分别为：kgL、kg2L；若ω=2kg3L时，细线突然断开，由于2kg3L＜kgL，故a不会做离心运动，故B错误；角速度逐渐增加的过程中，是b物体的静摩擦力先达到最大，临界角速度为kg点睛：本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：单个静摩擦力达到最大、两个物体的静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．11、AD【解题分析】碰撞前总动量为P=mAvA0=1×2kg•m/s=2kg•m/s。碰撞前总动能为EkA、若vA=vB=23m/s，则碰撞后总动量P'=mAvA+mBvB=2kg⋅m/s，动量守恒。碰撞后总动能为E'k=12mAvA2+12mBvB2=23J【题目点拨】对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率，不能发生第二碰撞．12、AB【解题分析】

A.甲、乙两物体做自由落体运动，加速度都为重力加速度，相同，故A项符合题意.B.根据v2＝2gh，末速度为v，故甲乙两物体的着地速度之比为1：，故B项符合题意.C.根据hgt2,得t，故甲乙两物体的下落时间之比为1：，故C项不合题意.D.都做自由落体运动，则平均速度都是末速度的一半，甲乙两物体的着地速度之比为1：，所以两物体从下落到着地的过程中的平均速度之比也是1：，故D项不合题意.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D1.569.8【解题分析】试题分析：(1)打点计时器就是记录时间的，故不用秒表测出重物下落的时间，A不必要；在实验中，不需要知道重物的重力，故B也不必要；装配好器材，应该先接通电源再松开纸带让重物自由下落，C错误；D是必要的（2）打点计时器打C点时，重物下落的速度vC=BD2T=15.71cm-9.47cm2×0.02s=1.56m/s；（3）本地的重力加速度约为g=v22考点：验证“机械能守恒定律”的实验。14、(1)C(2)AC(3)【解题分析】

（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；（2）两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．【题目详解】（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞过程中动能守恒故有m1v02=m1v12+m2v22

解得v1=v0

要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1-m2＞0，m1＞m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2，故选C

（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度v1＝；碰撞后入射小球的速度v2＝；碰撞后被碰小球的速度v3＝；若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：m1=m1+m2，所以需要测量质量和水平位移，用到的仪器是直尺、天平；故选AC．（3）若关系式m1=m1+m2成立，即表示碰撞中动量守恒．【题目点拨】本题是运用等效思维方法，平抛时间相