福建省莆田市2024届物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

福建省莆田市2024届物理高一第二学期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：（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、长为L的木块静止在光滑水平面上。质量为m的子弹以水平速度v0射入木块并从中射出,且出射速度为v1。已知从子弹射入到射出木块移动的距离为s，子弹在木块中受到的平均阻力大小为：A． B． C． D．2、竖直向上的恒力F作用在质量为m的物体上，使物体从静止开始运动升高h，速度达到v，在这个过程中，设阻力恒为f，则下列表述正确的是()A．F对物体做的功等于物体动能的增量，即B．F对物体做的功等于物体机械能的增量，即C．F与f对物体做的功等于物体动能的增量，即D．物体所受合力的功等于物体动能的增量，即3、(本题9分)从空中以的初速度平抛一重为的物体．物体在空中运动落地，不计空气阻力，取，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（）A． B． C． D．4、(本题9分)如图所示，a、b两小球在竖直光滑圆轨道内侧水平直径的左端C，以足够大的相等的速率沿竖直方向反向射出，当两球运动到某点重新相遇的速率分别为和，若不计空气阻力，则A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为()A．v0＋(v0＋v) B．v0－vC．v0＋v D．v0＋(v0－v)6、(本题9分)在下列所述实例中，机械能守恒的是：A．滑块沿光滑斜面下滑的过程B．火箭加速上升的过程C．雨滴在空中匀速下落的过程D．游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程7、(本题9分)如图所示，质量均为m的a､b两球固定在轻杆的两端，杆可绕水平轴O在竖直面内无摩擦转动，已知两球距轴O的距离L1>L2,现在由水平位置静止释放，在a下降过程中()A．a､b两球角速度相等 B．a､b两球向心加速度相等C．杆对a､b两球都不做功 D．a､b两球机械能之和保持不变8、(本题9分)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、(本题9分)如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的UI图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则()A．P1>P2 B．P1＝P2C．η1>η2 D．η1<η210、一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿梯子上爬时，下列说法正确的是（）A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化11、(本题9分)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，运动的v－t图象如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为f；全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W1，全程牵引力的冲量大小为I1，摩擦力的冲量大小为I1．则下列关系正确的是()A．F：f＝3：1B．F：f＝4：1C．W1：W1＝1：1D．I1：I1＝1：112、(本题9分)如图所示．电源电动势，内阻，定值电阻与电动机串联接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻．下列说法中正确的是（）A．定值电阻消耗的热功率B．电动机的输出功率为C．电动机的输出功率为D．电源的输出功率是二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清晰的某点开始记为零点，依次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率为_______________．（填写表达式）（2）若测出小车质量为0.4kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N．（3）本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量___（填“是”或“否”）14、（10分）(本题9分)同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方案进行“探究物体运动的加速度与所受合外力关系”的的实验，其中小车A质量约为350g，并与纸带相连，B为打点计时器，托盘C内装有砝码，托盘自身的质量为5g；D为无线测力传感器。两种方案的不同在于:方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力，方案二则用传感器D直接测量绳子对小车的拉力。(1)关于器材的选取，下列说法正确的是（____________）A．方案一必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个B．方案一可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个C．方案二必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个D．方案二可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个(2)两种方案都必须进行的实验操作是（____________）A．需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力B．应先接通打点计时器电源，再释放小车C．为了减小误差，每次小车应从同一位置释放D．需要记录托盘中砝码的质量(3)某组同学利用方案进行了实验，并将所获得的6组数据对应地绘制在图所示的a-F图中，请你根据图中点迹，绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线___________。(4)根据第(3)问中你所绘制的图线，可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是____________________________________________。(5)若某组同学利用方案一进行实验室，忘记了将轨道右端垫高平衡摩擦力，一直是轨道处于水平状态，请根据牛顿运动定律，通过推导说明由这种操作和正确操作分别获取的数据所绘制的a-F图线的斜率和纵轴截距_____________________。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)某航天员在一个半径为R的星球表面做了如下实验:①竖直固定测力计;将质量为m的砝码直接挂在弹簧测力计挂钩上.平衡时示数为F1②取一根细线穿过光滑的细直管，将此砝码拴在细线端，

另端连在固定的测力计上，手握直管抡动砝码，使它在水平面内做圆周运动，停止抡动细直管并保持细直管竖直，砝码继续在一水平面绕圆心。做匀速圆周运动，如图所示，此时测力计的示数为F2,已知细直管下端和砝码之间的细线长度为L.求:(1)该星球表面重力加速度g的大小;(2)砝码在水平面内绕圆心O匀速圆周运动时的角速度大小；(3)在距该星球表面h高处做匀速圆周运动卫星的线速度大小16、（12分）(本题9分)如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0N，玩具的质量m＝0.5kg，经过时间t＝2.0s，玩具移动了距离x＝4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下．(1)全过程玩具的最大速度是多大？(2)松开手后玩具还能运动多远？17、（12分）(本题9分)如图所示，一质量为、电荷量为的带正电微粒（重力不计），在匀强电场中点的速度大小为、方向与电场线垂直，在点的速度大小为，已知两点在平行电场线方向上的距离为，求：（1）两点的电压；（2）电场强度的大小和方向．

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、D【解题分析】

对子弹根据动能定理：，解得，故选D.2、D【解题分析】

AD．由动能定理可知：即物体所受合力的功等于物体动能的增量；选项A错误，D正确；B．由可知，F对物体做的功等于物体机械能的增量与克服阻力做功之和，选项B错误；C．由可知，F与f对物体做的功等于物体机械能的增量，选项C错误；故选D。3、A【解题分析】

物体做的是平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，所以在物体落地的瞬间速度的大小为vy=gt=10×3=30m/s，物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为P=Fv=mgvy=10×30W=300W.故A正确，BCD错误．故选A.4、C【解题分析】

a球上升过程会减速，b球下降会加速，故a球的平均速率较小，可能在虚线上方h处相遇；

由于初速度相等，根据机械能守恒定律得得：可见相遇时va=vb＜v0。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；5、A【解题分析】

人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：（M+m）v0=Mv′-mv，解得：v′=v0+（v0+v）；A.v0＋(v0＋v)，与结论相符，选项A正确；B.v0－v，与结论不相符，选项B错误；C.v0＋v，与结论不相符，选项C错误；D.v0＋(v0－v)，与结论不相符，选项D错误；6、A【解题分析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒．也可以根据机械能的概念分析．【题目详解】A、木箱沿光滑斜面下滑的过程，斜面对木箱的支持力不做功，只有重力做功，所以木箱的机械能守恒；故A正确.B、火箭加速上升的过程，动能增加，重力势能增加，故机械能增加；故B错误.C、雨滴在空中匀速下落的过程，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小；故C错误.D、游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程，动能不变，重力势能不断变化，所以机械能也在变化；故D错误.故选A.【题目点拨】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件及机械能的概念即可进行判断．7、AD【解题分析】

A．a、b两球围绕同一个固定轴转动，角速度相等，故A正确；B．根据a=ω2r可知，因L1>L2，则a的向心加速度大于b的向心加速度，故B错误；C．在a下降过程中，b球的动能增加，重力势能增加，所以b球的机械能增加，根据重力之外的力做功量度物体机械能的变化，所以杆对b做正功，球a和b系统机械能守恒，所以a机械能减小，所以杆对a做负功，故C错误；D．两小球看成一个系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故D正确；【题目点拨】本题是轻杆连接的模型问题，对系统机械能是守恒的，但对单个小球机械能并不守恒，运用系统机械能守恒及除重力以外的力做物体做的功等于物体机械能的变化量进行研究即可．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、BC【解题分析】

电源的U-I与电阻的U-I的交点代表该电阻接入电源时的路端电压和电流，对照图像可得该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2：．P1=4v×2A=8w，P1=2v×4A=8w所以P1=P2选项B对A错．电源的效率10、ABC【解题分析】

ABC．设气球和梯子的总质量为M，人的质量为m，由于匀速上升，所以受到的合力为零，则系统动量守恒，有解得气球的速度由表达式可知可能为正、零、负，说明气球可能匀速上升、相对地面静止、匀速下降。故ABC正确；D．若气球运动速度不发生变化，即，则由的表达式可推出。因为人相对于气球运动，所以，矛盾，说明假设错误，气球的运动速度一定发生变化，故D错误。故选ABC。11、BCD【解题分析】

由图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v，由动能定理可知(F-f)L减速过程中，只有阻力做功：(F-f)L由图象可知，L1：L1=1：3解得：F:f=4:1对全程由动能定理得：W1-W1=0故W1：W1=1：1根据动量定理可知，合外力冲量等于动量变化I1-I1=0故I1：I1=1：1A.F：f＝3：1与分析不符，故A项与题意不相符；B.F：f＝4：1与分析相符合，故B项与题意相符；C.W1：W1＝1：1与分析相符，故C项与题意相符；D.I1：I1＝1：1与分析相符，故D项与题意相符。12、AB【解题分析】

A、根据可知定值电阻消耗的热功率为，故A正确；BC、电动机两端的电压：，电动机消耗的电功率为，电动机的输出功率：，故B正确，C错误；D、电源的输出功率：，故D错误；故选AB．【题目点拨】由P=UI求出电动机输入功率，由P=I2R求出电动机热功率，电动机输入功率与热功率之差是电动机的输出功率．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）2Fm【解题分析】（1）由动能定理可得：W=Fx=12mv2（2）由图可知，图象的斜率为5；合外力F=1N；（3）本实验不需要用小桶（含内部沙子）的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量。14、ADAB见解析图平衡摩擦过度见解析【解题分析】

(1)[1]乙装置由于有力传感器，则不需要测量并