甘肃省兰州市二十七中2024届物理高一下期末学业水平测试模拟试题含解析

甘肃省兰州市二十七中2024届物理高一下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、取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能恰好是重力势能的3倍。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（）A． B． C． D．2、(本题9分)早期的弹弓，一般用“Y”形的树枝制作，如图所示。在树枝的两头分别系上两根相同的皮筋，两皮筋之间用一包裹弹丸的皮块连接。将弹丸包裹在皮块间，水平向后拉动皮块到某一位置后释放，弹丸被水平射出。下列说法正确的是（）A．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做负功B．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做正功C．弹丸被射出的过程中，橡皮筋的弹性势能不变D．弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸做负功3、(本题9分)如图所示，小球可以在竖直放置的光滑圆形管道（圆形管道内径略大于小球直径）内做圆周运动，下列说法正确的是A．小球通过最高点的最小速度为B．小球通过最高点的速度只要大于零即可完成圆周运动C．小球在水平线ab以下管道中运动时，小球处于失重状态D．小球在水平线ab以上管道中运动时，小球处于超重状态4、(本题9分)如图所示，竖直面内有一根倾斜的轻质硬直杆，其下端用铰链固定在O点，其上端固定一个小球，用水平轻绳拉住小球使其静止。现保持小球位置不动，改变轻绳的方向使其缓慢转至竖直向上。设绳中拉力大小为T，杆对小球的弹力大小为F，则在此过程中下列判断正确的是（）A．T逐渐增大 B．T逐渐减小 C．F逐渐增大 D．F逐渐减小5、(本题9分)如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为的斜面，其运动的加速度为，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中A．重力势能增加了B．机械能损失了mghC．动能损失了mghD．物体所受的合外力对物体做功为6、(本题9分)如图所示，一只半径为R的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态。一定质量的蚂蚁(未画出)与碗面的摩擦因素处处相同，则蚂蚁在离桌面高度为h至少为多少时能停在碗上A． B． C． D．7、关于机械能是否守恒，下列叙述中正确的是（）A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．做匀变速运动的物体机械能可能守恒C．做平抛运动的物体机械能一定守恒D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒8、(本题9分)物体m在水平推力F的作用下水平向右匀速运动，对各个力做功情况描述正确地是（）A．重力做正功 B．合力做正功C．摩擦力做负功 D．推力F做正功9、如图在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是()A．物块滑到b点时的速度为B．c点与b点的距离为C．物块滑到b点时对b点的压力是3mgD．整个过程中物块机械能损失了mgR10、(本题9分)一辆汽车质量m=2.0t，汽车与路面的动摩擦因数为μ=0.2，公路某转弯处半径为R=50m(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2)问：若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不可能是A．9m/sB．10m/sC．11m/sD．12m/s11、(本题9分)在东京奥运会资格赛67公斤级决赛中，我国选手谌利军打破抓举、挺举和总成绩的三项世界纪录并夺得冠军。谌利军抓举154kg时，先下蹲将杠铃举过头顶（如图），然后保持胸部以上及杠铃姿态不变站立起来完成比赛。在谌利军从图示状态站起来的过程中，下列说法正确的是（）A．杠铃的重力势能一直增加B．合力对杠铃一直做正功C．谌利军对杠铃做功的功率一直增大D．谌利军对杠铃做功的功率先增大后减小12、(本题9分)一物体在固定高度处沿水平抛出，下列说法正确的是（）A．动能增大，势能减小 B．动能减小，势能增大C．平抛速度越大，落地时动能越大 D．平抛速度越小，落地所需时间越少二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（________）。(填入正确选项前的字母）A．米尺B．秒表C．0〜12V的直流电源D．0〜12V的交流电源(2)实验中得到一条点迹清晰的完整纸带如图2所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。已知打点计时器的打点周期为0.02s，重物质量为lkg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。①在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量____J，重物重力势能减少量____J。(计算结果保留3位有效数字)②在实验误差允许的范围内，此过程中重物的机械能____。(填“守恒”或“不守恒”）14、（10分）(本题9分)小明利用如图装置用于验证机械能守恒定律．将电磁铁固定在铁架台上，一块长度为d的小铁片受到电磁铁的吸引静止于A点，将光电门固定在A的正下方B处．调整光电门位置，可改变小铁片下落高度h．记录小铁片每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较小铁片在释放点A和点B之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．取作为小铁片经过光电门时速度．d为小铁片长度，t为小铁片经过光电门的挡光时间，可由计时器测出．（1）用计算小铁片动能变化的大小，用刻度尺测量小铁片长度d，示数如题图所示，其读数为________cm．某次测量中，计时器的示数为1．1151s，则小铁片通过光电门时速度为v1=_________m/s．（2）v1相比小铁片中心通过光电门时速度v2___（选填偏大，偏小）（3）整理实验数据时发现的ΔEp与ΔEk不完全相等．小明分析原因如下：①空气阻力；②小铁片通过光电门时中间时刻和中间位置速度不相等；③长度d值的测量；以上原因属于系统误差的是（选填序号）．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）一辆汽车质量为1×103kg，最大功率为2×104W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示．试求：(1)v2的大小；(2)整个运动过程中的最大加速度；(3)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？16、（12分）(本题9分)如图所示，火箭载着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器．火箭从地面起飞时，以加速度竖直向上做匀加速直线运动（为地面附近的重力加速度），已知地球半径为R．（1）到某一高度时，测试仪器对平台的压力是起飞前的，求此时火箭离地面的高度h．（2）探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为T0，试问：该行星的平均密度为多少？（假定行星为球体，且已知万有引力恒量为G）17、（12分）(本题9分)如图甲所示，质量M=1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量m=1.0kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4S时撤去拉力．可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g=10m/s1．求：(1)0~1S内，A、B的加速度大小；(1)B相对A滑行的最大距离s；(3)0~4s内，拉力做的功W．

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、A【解题分析】

根据机械能守恒定律以及已知条件：抛出时动能恰好是重力势能的3倍，分别列式即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角；【题目详解】设抛出时物体的初速度为，高度为h，物块落地时的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为，根据机械能守恒定律得：据题有：联立解得：则，可得：，故选项A正确，BCD错误。【题目点拨】解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动，并要掌握平抛运动的研究方法：运动的分解。2、A【解题分析】

AB.橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力与橡皮筋的位移方向相反，则橡皮筋的弹力做负功，故A正确，B错误；C.弹丸被射出的过程中，橡皮筋的形变量减小，则弹性势能减小，故C错误；D.弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸的力与弹丸的位移方向相同，则做正功，故D错误。3、B【解题分析】

AB.小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，若恰好到达最高点，最高点的速度为零，可知小球通过最高点的最小速度为零，即小球通过最高点的速度只要大于零即可完成圆周运动，故A错误，B正确．C.小球在水平线ab以下管道中运动时，小球加速度有竖直向上的分量，可知小球处于超重状态，选项C错误；D.小球在水平线ab以上管道中运动时，小球加速度有竖直向下的分量，可知小球处于失重状态，选项D错误；4、D【解题分析】

杆下端用铰链固定在O点，则杆对小球的弹力沿杆的方向，对小球受力分析，将小球的重力分解为T和F的反方向如图：由图知，保持小球位置不动，改变轻绳的方向使其缓慢转至竖直向上的过程中，T先逐渐减小后逐渐增大，F逐渐减小。A．T逐渐增大，与分析不符，故A项错误；B．T逐渐减小，与分析不符，故B项错误；C．F逐渐增大，与分析不符，故C项错误；D．F逐渐减小，与分析相符，故D项正确。5、D【解题分析】A、物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh．故A错误．B、根据牛顿第二定律得：mgsin30°+f=ma，解得摩擦力大小为，物体克服摩擦力做功为，所以物体的机械能损失了．故B错误．C、D、合外力对物体做功为，则根据动能定理得知物体动能损失了,故C错误，D正确．故选D．【题目点拨】本题的关键要掌握常见的几对功和能的关系：重力做功与重力势能的关系有关，合力做功与动能的变化有关，除重力以外的力做功与机械能的变化有关．6、B【解题分析】

蚂蚁受到重力、支持力和摩擦力的作用，当蚂蚁在离桌面高度为h时，蚂蚁刚好能静止在此处，此时摩擦力刚好达到最大静摩擦力，蚂蚁的受力如图所示，由平衡条件可得：又有：有以上两方程解得：，故B正确。7、BCD【解题分析】

A.做匀速直线运动的物体的机械能不一定守恒，例如向上做匀速直线运动的物体，选项A错误；B.做匀变速运动的物体机械能可能守恒，例如平抛运动，选项B正确；C.做平抛运动的物体只有重力做功，则机械能一定守恒，选项C正确；D.只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒，选项D正确.8、CD【解题分析】

对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、推力和摩擦力而处于平衡状态，故推力等于摩擦力；根据力做功的公式可知重力与位移方向垂直，故重力做功为零；摩擦力与运动方向相反，故摩擦力做负功；而推力与运动方向同向，故推力F做正功；物体做匀速运动，合力为零，故合力做功为零，故AB错误；CD正确。故选CD。9、BCD【解题分析】

A.由机械能守恒可知，mgR=mv2；解得b点时的速度为，故A不符合题意；B.对全程由动能定理可知，mgR-μmgs=0解得bc两点间的距离为，故B符合题意；C.b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由可得支持力F=3mg，由牛顿第三定律可知，物块对b点的压力为3mg；故C符合题意；D.在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了μmgs=mgR，故D符合题意；10、CD【解题分析】汽车转弯时，静摩擦力提供向心力，要不侧滑：f≤μmg；又因圆周运动有：f=mv2R得：v≤点睛：熟记摩擦力公式和向心力公式是解决本题的关键，分析向心力是由哪些力提供的．通常这样找向心力：沿半径方向的所有力的合力提供该物体做圆周运动的向心力．11、AD【解题分析】

A.杠铃相对于地面的高度不断上升，所以杠铃和地球组成系统的重力势能一直增加。故A正确；B.杠铃向上运动的过程中，先向上加速，后向上减速，所以杠铃的动能先增大后减小，合力先做正功后做负功。故B错误；CD.谌利军对杠铃做功的功率P=Fv，F先大于重力后小于重力最后等于重力，v先增大后减小，所以功率先增大后减小。故C错误，D正确。12、AC【解题分析】

物体在固定高度处沿水平抛出，则速度增大，动能增大，高度降低，则势能减小，选项A正确，B错误；高度一定，则落地的竖直速度一定，则平抛速度越大，落地的合速度越大，落地时动能越大，选项C正确；根据可知，高度一定，则落地的时间一定，与初速度无关，选项D错误；故选AC.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AD7.617.63守恒【解题分析】

(1)[1]A．实验需要使用米尺测量点迹间的间距，故A项正确；B．实验用打点计时器记录时间，不需要秒表，故B项错误；CD．电磁打点计时器可使用0〜12V的交流电流，故C项错误，D项正确。(2)[2]打B点时，重锤的速度在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量[3]在打点计时器打O点至B点过程中，重物重力势能减少量[4]据上面数据知，在实验误差允许的范围内，此过程中重物的机械能守恒。14、（2）2．52,2m/s（2）偏小（3）①②【解题分析】试题分析:（2）刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为2．52cm；某次测量中，计时器的示数为2．2252s，则钢球的速度为：．（2）由匀变速直线运动的推论知v2即为中间时刻的瞬时速度，v2为中间位置的速度，匀变速直线运动都有．（3）偶然误差是人为因素造成的，结果会不确定偏大或偏小，如操作、读数，③属于此类；系统误差是实验原理具有的缺陷，结果出现一致性偏差，如①和②．考点：考查验证机械能守恒定律．名师点睛：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量；抓住某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小是解题的关键．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)20m/s；(2)2m/s2；(3)6.6