2024届甘肃省甘谷县第一中学物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2024届甘肃省甘谷县第一中学物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是()A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D．原子是不可再分的．2、(本题9分)下列物体运动过程中，机械能守恒的是()A．沿斜坡匀速行驶的汽车 B．真空中自由下落的羽毛C．蹦床运动中越跳越高的运动员 D．在竖直平面内作匀速圆周运动的小球3、(本题9分)质量为2g的子弹，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s，子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大（）A．800N B．1200N C．1600N D．2000N4、下列说法正确的是（）A．合外力对物体做正功，物体的机械能一定增加B．物体做匀速圆周运动，其机械能一定不变C．物体做匀速直线运动，其机械能不一定不变D．滑动摩擦力只能对物体做负功5、如图所示，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为()．A．mgh B．2mgh C．2Fh D．Fh6、(本题9分)如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F突然消失，关于小球运动情况的说法正确的是（）A．小球将沿轨迹Pa做离心运动B．小球将沿轨迹Pb做离心运动C．小球将沿轨迹Pc做向心运动D．小球将继续做匀速圆周运动7、(本题9分)图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬质量为m的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动。则（）A．人对重物做功，功率为mgvB．人对传送带的摩擦力大小等于mg，方向水平向左C．在时间t内人对传送带做功消耗的能量为mgvtD．若使传送带的速度增大，人对传送带做功的功率不变8、(本题9分)把两个质量相等的小球a、b放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使两小球沿光滑的漏斗壁分别在1、2水平面内做匀速圆周运动，如图所示.平面1比平面2高，轨道1半径是轨道2半径的2倍.则（）A．小球做匀速圆周运动时受到重力支持力、向心力B．小球a的线速度大小是小球b的倍C．小球a对漏斗壁的压力大小是小球b的2倍D．小球a的向心加速度大小等于小球b的向心加速度9、(本题9分)如图为某一机械手表，其分针与时针上的点看作做匀速圆周运动，且分针长度是时针长度的1.5倍．下列说法正确的是（）A．分针与时针的角速度之比是12：1B．分针末端与时针末端的线速度之比是18：1C．分针与时针的周期之比是12：1D．分针末端与时针末端的加速度之比是216：110、(本题9分)用起重机将一个质量为m的货物竖直向上以加速度a匀加速提升H，在这个过程中，以下说法中正确的是（）A．起重机对物体的拉力大小为ma B．起重机对物体做功为m（g+a）HC．物体的动能增加了maH D．物体的机械能增加了mgH11、(本题9分)一个连同装备总质量M=100kg的宇航员，脱离飞船进行太空行走后，在与飞船相距d=45m的位置与飞船保持相对静止．所带氧气筒中还剩有m0=0.5kg氧气，氧气除了供他呼吸外，还需向与飞船相反方向喷出一部分氧气以获得使他回到飞船反冲速度v′，为此氧气筒上有可使氧气以v=50m/s速度喷嘴．按照物理原理：如果一次性喷出氧气质量为m，喷气速度为v，则其获得反冲速度v′=mv/M，已知耗氧率为R=2.5×10-4kg/s（即每秒钟呼吸消耗氧气量）．则为保证他安全返回飞船，一次性喷出氧气质量m可能为（）A．0.04kgB．0.25kgC．0.35kgD．0.46kg12、(本题9分)2019年1月19日，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第42、43颗北斗导航卫星。对于那些在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，下列物理量一定相同的是A．线速度的大小B．向心力的大小C．周期D．向心加速度的大小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)气垫导轨是常用的种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律和机械能守恒定律，已知A的质量m1，B的质量ma.松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间t1和tb.在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置，设此时弹簧的弹性势能为Ep。c.给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平。d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离l1，B的右端至D板的距离l(1)实验步骤的正确顺序是_______。(填写步骤前的字母)(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______________；验证机械能守恒定律的表达式是____________________________。14、（10分）(本题9分)如图所示：为一小球作平抛运动过程中的频闪照片三次影像，背景标尺每小格表示，则由照片求得相邻两次影像之间的时间间隔是______________，平抛运动的水平速度为__________．（取）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)如图所示，在水平向右的匀强电场中，一不可伸长的绝缘细线的长度为L=40cm，细线的一端连着一个质量为m=1.0×10－4kg、带电量为q=+5.0×10－8C的小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速由A点释放，当细线转过90°，小球到达B点时速度恰好为零．不计空气阻力和细线质量，重力加速度g=10m/s1．求：（1）A、B两点间的电势差UAB；（1）匀强电场的电场强度E的大小；（3）小球从A点运动到B点过程中的最大速度的大小．（结果可保留根号）16、（12分）雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关，雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g；（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中空气阻力所做的功W．（2）研究小组同学观察发现，下雨时雨滴的速度跟雨滴大小有关，较大的雨滴落地速度较快，若将雨滴看作密度为ρ的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力大小为f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例常数，r是球体半径．a.某次下雨时，研究小组成员测得雨滴落地时的速度约为v0，试计算本场雨中雨滴半径r的大小；b.如果不受空气阻力，雨滴自由落向地面时的速度会非常大，其v-t图线如图所示，请在图中画出雨滴受空气阻力无初速下落的v-t图线．（3）为进一步研究这个问题，研究小组同学提出下述想法：将空气中的气体分子看成是空间中均匀分布的、静止的弹性质点，将雨滴的下落看成是一个面积为S的水平圆盘在上述弹性质点中竖直向下运动的过程．已知空气的密度为ρ0，试求出以速度v运动的雨滴所受空气阻力f的大小．（最后结果用本问中的字母表示）17、（12分）(本题9分)某一星球上，宇航员站在距离地面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度；（3）该星球的质量M．

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】α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变．α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小；综上所述，少数的α粒子发生了大角度的偏转的原因是原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．故C正确，ABD错误．故选C．点睛：本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．2、B【解题分析】

A．沿斜坡匀速行驶的汽车,动能不变，重力势能变化，则机械能不断变化，选项A错误；B.真空中自由下落的羽毛，只有重力做功，机械能守恒，选项B正确；C.蹦床运动中越跳越高的运动员，因到达最高点时的重力势能不断增加，则机械能不断增加，选项C错误；D.在竖直平面内作匀速圆周运动的小球，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项D错误；故选B.3、C【解题分析】

在子弹射穿木块的过程中只有木板对子弹的阻力(设为

f

)对子弹做了功，对子弹分析，根据动能定理得：代入数据计算得出阻力为：A．800N与分析不符，故A错误.B．1200N与分析不符，故B错误.C．1600N与分析相符，故C正确.D．2000N与分析不符，故D错误.4、C【解题分析】

A．根据动能定理可知，合外力对物体做正功，物体的动能一定增加，不能判断机械能是否变化，故A错误；B．物体做匀速圆周运动可知其线速度大小不变，则动能不变，但构成机械能的势能部分未知，则机械能无法判断，故B错误；C．物体做匀速直线运动可知动能不变，物体的势能可能不变或变化，则机械能有可能变化或不变，故C正确；D．滑动摩擦力与相对运动方向相反，与运动方向可能相同或相反，则滑动摩擦力可以对物体做正功，负功或不做功，故D错误。故选C。5、B【解题分析】

物块匀速上滑时，根据动能定理得WF-mgh-Wf=0物块下滑时，根据动能定理得WF+mgh-Wf=Ek-0联立两式解得Ek=2mghA.mgh与分析不相符，故A项与题意不相符；B.2mgh与分析相符，故B项与题意相符；C.2Fh与分析不相符，故C项与题意不相符；D.Fh与分析不相符，故D项与题意不相符。6、A【解题分析】

当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，即沿轨迹Pa做离心运动A.小球将沿轨迹Pa做离心运动与分析相符，故A项与题意相符；B.小球将沿轨迹Pb做离心运动与分析不符，故B项与题意不符；C.小球将沿轨迹Pc做向心运动与分析不符，故C项与题意不符；D.小球将继续做匀速圆周运动与分析不符，故D项与题意不符。7、BC【解题分析】

A.由题知，重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误。B.根据人的重心不动知人处于平衡状态，人所受的摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力mg，所以人对传送带的摩擦力大小也等于mg，方向水平向左，故B正确。C.在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于mg。根据，所以人对传送带做功为mgvt，故C正确。D.由于恒力做功，根据功率知：若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率增大，故D错误。8、BD【解题分析】A、小球做匀速圆周运动时，只受重力和支持力两个力作用，由两个力的合力提供向心力，故A错误．

B、受力分析如图所示：根据牛顿第二定律得：，解得：，知轨道1半径是轨道2半径的2倍，则同一个小球在轨道1的线速度是轨道2线速度的倍，即：小球a的线速度大小是小球b的倍，故B正确；

C、轨道对小球的支持力为：，与轨道平面的高度无关，则小球对轨道的压力也与轨道平面无关，因此同一个小球a和小球b对漏斗壁的压力大小相等，故C错误；

D、根据得：，知同一个小球在轨道1的向心加速度等于在轨道2的向心加速度，即小球a的向心加速度大小等于小球b的向心加速度，故D正确．点睛：本题是圆锥摆类型的问题，分析受力情况，确定小球向心力的来源，再由牛顿第二定律和圆周运动规律结合进行分析，是常用的方法和思路．9、ABD【解题分析】

AC.分针的周期为T分＝1h，时针的周期为T时＝12h，两者周期之比为T分：T时＝1：12由研究得知，分针与时针的角速度之比是12：1.故选项A符合题意，故选项C不符合题意.B.由v＝ωr得，分针与时针端点的线速度之比为v分：v时＝ω分r分：ω时r时＝12×1.5：＝18：1即分针与时针末端的线速度之比为18：1.故选项B符合题意.D、根据a＝ω2r得分针与时针末端的向心加速度之比为216：1.故选项D符合题意.10、BC【解题分析】本题考查的是功机械能的相关问题，起重机对物体的拉力大小为ma-mg，A错误；起重机对物体做功为m（g+a）H，B正确；物体的动能增加了m（g+a）H-mgH=maH，C正确；物体的机械能增加了m（g+a）H，D错误；11、BC【解题分析】已知M=100kg，d=45m，m0=0.5kg，v=50m/s，R=2.5×10−4kg/s，设喷出氧气的质量为m，返回的时间为t，则返回速度v′=mv/M==0.5m，运动的时间t=d/v′=

①宇航员耗氧：Rt=m0−m，即2.5×10−4×t=0.5−m，t=4000×(0.5−m)=，即400m2−200m+9=0，解得m1=0.05kg，m2=0.45kg，所以0.05kg<m<0.45kg.故AD错误，BC正确．故选BC.点睛：一次性喷出的氧气质量为m，根据题意得出宇航员及装备获得反冲速度，再根据速度公式求出宇航员返回飞船的时间，得出此段时间内宇航员消耗的氧气和一次性喷出的氧气质量以及总氧气质量之间的关系，联立方程进行求解，最终得出一次性喷出氧气质量的范围．12、ACD【解题分析】

根据万有引力等于向心力，则有，解得，，，对于在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，故其线速度大小相同，周期相同，向心加速度的大小相同，由于北斗卫星的质量未知，所以向心力的大小不一定相同，故选项A、C、D正确，B错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、cbdam1l【解题分析】(1)实验时应先调整气垫导轨水平，把滑块放在合适的位置，测出滑块到两挡板的距离，然后释放滑块，测出滑块到两挡板的运动时间，根据滑块的位移与运动时