2024届陕西省西安市长安一中物理高一第二学期期末考试模拟试题含解析

2024届陕西省西安市长安一中物理高一第二学期期末考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)忽略空气阻力，下列几种运动中满足机械能守恒的是（）A．电梯匀速下降 B．物体沿斜面匀速下滑C．子弹射穿木块的运动 D．物体自由下落的运动2、(本题9分)下列物体机械能守恒的是A．在水中下沉的石块B．被匀速吊起的集装箱C．在草坪上滚动的足球D．在光滑曲面上自由运动的物体3、(本题9分)有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力大于汽车的重力B．如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳拉力提供C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，则在A、B两位置圆锥筒对小球的支持力大小相等D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用4、(本题9分)神舟六号载人飞船顺利发射升空后，经过115小时3的太空飞行，在离地面约为430km的圆轨道上运行了77圈，运动中需要多次轨道维持．所谓轨道维持就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行，如果不进行轨道维持，由于飞船受到轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况是A．动能、重力势能和机械能逐渐减少B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小5、如图所示，质量为面的足球静止在地面上1的位置，被运动员踢出后落到地面上3的位置，是球在空中到达最高点2时离地面的高度为h，速率为v，以地面为零势能面，重力加速度为g，（全过程不计空气阻力）则下列说法错误的是（）A．足球由位置1运动到位置2，重力做负功B．足球由位置1运动到位置2，重力势能增加了mghC．足球由位置2运动到位置3，动能增加了mghD．运动员对足球做的功等于mv26、(本题9分)“黑洞”是近代引力理论所预言的宇宙中的一种特殊天体，在“黑洞”引力范围内，任何物体都不能脱离它的束缚，甚至连光也不能射出．欧洲航天局由卫星观察发现银河系中心存在一个超大型黑洞．假设银河系中心仅存此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量为已知)（）A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径7、(本题9分)如图所示，一质量为1kg的滑块A以的速度在光滑水平面上向右运动，一质量为2kg的滑块B以的速度向左运动并与滑块A发生碰撞，已知滑块B的左侧连有轻弹簧，下列说法正确的是

A．当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为B．当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为C．两滑块相距最近时，滑块B的速度大小为D．两滑块相距最近时，滑块B的速度大小为8、(本题9分)如图所示，一小球自A点由静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的过程中，若仅以小球为系统，且取地面为参考面，则A．小球从A→B的过程中机械能守恒B．小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功，所以机械能也守恒C．小球从B→C的过程中减少的机械能，等于弹簧弹性势能的增量D．小球到B点时动能最大9、(本题9分)如图所示，木块M上表面水平，木块m置于M上，并与M一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（）A．m受到的重力对m做正功B．m所受的合外力对m做负功C．m对M的摩擦力对M做负功D．M对m的摩擦力对m做负功10、如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿固定在斜面上，倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（

）A．甲球和乙球运动到地面时的速度相同B．甲乙两球的质量之比为C．甲乙两球的动能均为时，两球重力的瞬时功率之比为D．甲乙两球的动能均为时，两球高度相同11、(本题9分)两个质量相等的物体，分别从两个高度相等而倾角不同的光滑斜面顶从静止开始下滑，则下列说法正确的是：（）A．到达底部时重力的功率相等 B．到达底部时速度相等C．下滑过程中重力做的功相等 D．到达底部时动能相等12、(本题9分)质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中（）A．重力对物体做功为mg（H+h）B．物体的重力势能减少了mg（H+h）C．所有外力对物体做的总功为零D．地面对物体的平均阻力为mg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)某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤如下：a.用天平测出小球A、B的质量mA、mB，且mA>mB;b.先不放小球B，把轻弹簧的一端固定在固定挡板上，用细线将小球A与挡板连接，使挡板和A间的弹簧处于压缩状态；剪断细线，小球A沿平台运动，离开弹簧后，A再沿平台运动，最后滑落台面，记录小球A的落地点P的位置；c.放上小球B，把轻弹簧的一端仍固定在固定挡板上，还用细线将小球A与挡板连接，使挡板和A间的弹簧处于相同的压缩状态；剪断细线，小球A沿平台运动，离开弹簧后，和小球B沿一条直线碰撞后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点的N、M

位置；d.用刻度尺测出三个落地点N、P、M距操作台边缘的水平距离x1、x2、x3；(1)实验步骤a中，要求mA>mB，其原因为______________。(2)实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平，其原因为______________。(3)如果A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是___________________(用测量量表示)。(4)该实验还可以验证碰撞过程是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，只要再满足_________的关系式，即可说明两小球的碰擅为弹性碰撞(用测量量表示)。14、（10分）(本题9分)在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）下列器材中不必要的一项是____（只需填字母代号）．A．重物B．纸带C．天平D．50Hz低压交流电源E．毫米刻度尺（1）关于本实验的误差，下列说法正确的是____A．必须选择质量较小的重物，以便减小误差B．必须选择点迹清晰且第1、1两点间距约为1mm的纸带，以便减小误差C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差D．本实验应选用密度大体积小的重物，以便减小误差（3）在该实验中，质量m=lkg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为0.01s，长度单位是cm，g=9.8m/s1．则从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=____J，动能的增加量△EK=____J（两空均保留3位有效数字）．由此你得到的结论是__________________________________________。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）如图所示，空间存在一匀强电场，其电场强度E=100V/m，该电场中有A、B两点，相距L=10cm，且A、B连线与电场线的夹角θ=60°。(1)求A、B两点间的电势差UAB；(2)若将一电荷量q=1.6×10－6C的带正电粒子从A点移到B点，只考虑带电粒子所受的电场力，求该过程中带电粒子动能的变化△Ek。16、（12分）(本题9分)如图所示，一轻质弹簧左端固定在轻杆的A点，右端与一质量套在轻杆的小物块相连但不栓接，轻杆AC部分粗糙糙，与小物块间动摩擦因数，CD部分为一段光滑的竖直半圆轨道．小物块在外力作用下压缩弹簧至B点由静止释放，小物块恰好运动到半圆轨道最高点D，，小物块刚经过C点速度，g取，不计空气阻力，求：（1）半圆轨道的半径R；（2）小物块刚经过C点时对轨道的压力；（3）小物块在外力作用下压缩弹簧在B点时，弹簧的弹性势能．17、（12分）(本题9分)如图所示：两平行金属板A、B间为一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD=4cm，其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D（1）C、D两点间的电势差UCD（2）若选取A板的电势φA=0，C点距A板1cm

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【解析】

电梯匀速下降时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项A错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项B错误；子弹射穿木块的运动中因为木块的阻力对子弹做负功，则子弹的机械能减小，选项C错误；物体自由下落的运动中，只有重力做功，则机械能守恒，选项D正确.2、D【解析】

A.在水中下沉的石块受水的阻力做功，故机械能不守恒，故A项不符合题意；B.被匀速吊起的集装箱，在运动过程中受重力和拉力，而且拉力做正功，所以集装箱的机械能在增加，故B项不符合题意；C.在草坪上滚动的足球受地面阻力做功，机械能不守恒，故C项不符合题意；D.光滑曲面上自由运动的物体，在运动过程中受重力和支持力，但支持力始终不做功，所以物体的机械能守恒，故D项符合题意。3、C【解析】

A项：当汽车在拱桥顶端对桥顶的压力为F，根据，得小于重力，故A错误；B项：小球做圆周运动的向心力由绳的拉力和重力的合力提供，故B错误；C项：设支持力与竖直方向的夹角为α，则支持力的大小，两球质量相同，支持力相等，故C正确；D项：火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误．4、D【解析】

轨道逐渐降低，引力做正功，重力势能减小，动能增大，因为阻力做功，所以机械能减小，故选D【点睛】基础题，比较简单，关键是知道过程中引力做正功，阻力做负功；5、D【解析】

AB.足球由位置1到位置2，上升了h，重力做功为W＝-mgh，根据功能关系可知重力势能增加了mgh，故A项不合题意，B项不合题意；C.位置2到位置3，合外力做功为mgh，根据动能定理可知动能增加了mgh，故C项不合题意.D.从足球静止到位置2根据动能定理有：W-mgh，所以运动员对足球所做的功为，故D项符合题意.6、D【解析】

太阳系绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳系的质量为m、轨道半径为r、“黑洞”质量为M，根据万有引力提供向心力得：，从上式可以看出，要计算“黑洞”质量，要知道周期T与轨道半径r，或者线速度v与轨道半径r，或者轨道半径r与角速度ω，由于太阳系质量m在等式左右可以约去，故太阳系质量对求银河系中心“黑洞”的质量无用处；故ABC错误，D正确；故选D【点睛】太阳系绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，列出方程即可以求解“黑洞”的质量．7、BD【解析】

A、B、以向右为正方向，A、B组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，当滑块A的速度减为0时，由动量守恒定律得：′，即：，，方向向左；即当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为1.5m/s，A错误，B正确；C、D、两滑块相距最近时速度相等，设相等的速度为v．根据动量守恒定律得：，解得：，大小为；C错误；D正确；8、AC【解析】从A到B的过程中，小球仅受重力，只有重力做功，所以小球的机械能守恒．故A正确．小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒．故B错误．B到C的过程中，系统机械能守恒，小球减小的机械能等于弹簧的弹性势能的增加量．故C正确．小球到B点时，重力大于弹力，小球将继续向下加速，随着弹力的增加，在BC间某位置弹力等于重力时，加速度为零，此时小球的动能最大，选项D错误；故选AC.9、AC【解析】A、m重力方向竖直向下,位移沿斜面向下,力和位移夹角小于,故重力做正功,所以A选项是正确的;

B、整体一起由静止开始下滑，所以两者的动能增加，对m根据动能定理可知合外力做正功，故B错误；CD、将两物体作为整体处理,则加速度为,两物体的加速度相同,对m，则m应受向上的支持力及向右的摩擦力,摩擦力与位移的夹角为锐角，所以摩擦力对m做正功，根据牛顿第三定律知m对M的摩擦力方向向左，与位移的方向夹角为钝角，所以m对M的摩擦力对M做负功，故C正确；D错误；故选AC点睛：分析两物体的受力及运动,由功的公式可分析各力对物体是否做功,根据夹角可判功的正负.10、BC【解析】

A．两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，mgh＝mv2，解得，甲球和乙球运动到地面时的速度大小相等，方向不同，故A错误；B．由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；C．两球重力的瞬时功率为：，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为：，故C正确；D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D错误；11、BCD【解析】

A、物体到达底部重力的功率:PG=mgvB、物体从静止到最低点的过程,由动能定理得:mgh=12mv212、ABC【解析】

A.重力对物体做功为mg（H+h），选项A正确；B.重力做功等于重力势能的减小，则物体的重力势能减少了mg（H+h），选项B正确；C.根据动能定理可知，物体动能变化为零，则所有外力对物体做的总功为零，选项C正确；D.根据动能定理：，则地面对物体的平均阻力为，选项D错误.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、保证小球A和小球B碰后，小球A不反弹；保证小球做平抛运动；mAx2【解析】（1）为了保证小球A和小球B碰后小球A不反弹，所以要求mA>mB（2）实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平，是为了保证小球离开台面后做平抛运动，所以应该把操作台的台面调为水平。（3）由于AB离开台面后做平抛运动，竖直方向上的高度相等，所以下落的时间相同，根据水平方向上s=v0（4）如果要验证碰撞过程是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，则需要保证碰撞前后系统的动能相等，同理用水平位移代替速度来验证，即m故本题答案是：(1).保证小球A和小球B碰后，小球A不反弹；(2).保证小球做平抛运动；(3).mAx2点睛：理解实验的原理，学会利用平抛求碰撞前后的速度，并验证动量守恒和机械能守恒。14、CBD0.4760.473在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）【解析】

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证动能增加量和势能减小量是否相等，质量约去，不需要天平测量物体的质量，所以天平不必要．故选C.

（1）为了减小