全国百校联盟2024年物理高一第二学期期末联考模拟试题含解析

全国百校联盟2024年物理高一第二学期期末联考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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、如图所示，彼此接触的导体A和B被绝缘柱支撑住，起初它们不带电．将带正电的物体C移近导体A，下列说法正确的是A．感应起电创造出了电荷B．A的电势高于B的电势C．先移走C，再把A、B分开，则A带负电D．先把A、B分开，再移走C，则B带正电2、(本题9分)在下列情况下机械能守恒的有：A．在空气中匀速下落的降落伞B．在竖直面做匀速圆周运动的物体C．做自由落体运动的物体D．沿斜面匀速下滑的物体3、(本题9分)下列说法正确的是（）A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量B．根据表达式F=G可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力D．在由开普勒第三定律得出的表达式k中，k是一个与中心天体有关的常量4、(本题9分)物块从固定粗糙斜面的底端，以某一初速度沿斜面上滑至最高点后，再沿斜面下滑至底端．下列说法正确的是（

）A．上滑过程中摩擦力的冲量大于下滑过程中摩擦力的冲量B．上滑过程中机械能损失小于下滑过程中机械能损失C．上滑过程中物块动量变化的方向与下滑过程中动量变化的方向相同D．上滑过程中物块动能的减少量等于下滑过程中动能的增加量5、(本题9分)如图所示，在光滑绝缘的水平面上放置两带电的小物块甲和乙，所带电荷量分别为+q1和-q2，质量分别为m1和m2。同时由静止释放后，甲、乙两物块相向运动。则关于两物块的表述正确的是A．碰撞前瞬间动量之比p甲：p乙=m1：m2B．碰撞前瞬间速度大小之比v甲：v乙=m1：m2C．碰撞前瞬间动能之比Ek甲：Ek乙=m2：m1D．从开始运动到碰撞前过程中，库仑力对两物块做功W甲：W乙=1:16、列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率．已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv1．设提速前匀速运动速度为180km/h，提速后匀速运动速度为140km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为()A． B． C． D．7、(本题9分)如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α=30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h．让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零．则在圆环下滑过程中()A．圆环和地球组成的系统机械能守恒B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大C．弹簧的最大弹性势能为mghD．弹簧转过60°角时，圆环的动能为8、(本题9分)一质量为m的运动员从下蹲状态开始向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中：A．地面对他的冲量大小为mvB．地面对他的冲量大小为mv＋mgΔt，C．地面对他做的功为零D．地面对他做的功为mv29、(本题9分)如图所示，a、b两个小球的质量均为m，a从倾角为45°的光滑固定斜面顶端无初速度下滑，b从斜面顶端以初速度vo水平抛出，关于二者的运动过程，下列说法中正确的是()A．都做匀变速运动B．落地前的瞬间速率相同C．整个运动过程重力势能的变化相同D．整个运动过程中重力对二者做功的平均功率相同10、(本题9分)如图所示，电动机通过根轻绳拉小车水平向左运动，电动机功率不变，小车通过位置时速度为，此时轻绳与水平方向的夹角为．设小车所受阻力恒为，小车质量为．取不计滑轮质量及其摩擦，则小车通过位置时（）A．电动机收绳速度大小为B．绳的拉力大小为C．小车受到的支持力大小为D．小车的加速度大小为11、(本题9分)如图所示的电场中有A、B两点，下列判定正确的是：()A．电势φA>φB，场强EA>EBB．电势φA>φB，场强EA<EBC．将电荷量为q的正电荷从A点移动B点，电场力做正功，电势能减小D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有电势能12、图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1<Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|<Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|<|Q2|二．填空题(每小题6分，共18分)13、某同学在《验证机械能守恒定律》实验中，让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点。选取一条理想的纸带如图所示，O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D为相邻四个连续的计数点。已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=1.00kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为______J；从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了______J。（计算结果保留3位有效数字）。通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能________（选填“略大于”或“等于”或“略小于”）重锤增加的动能，分析其原因________________________14、(本题9分)某同学利用图示装置验证小球摆动过程中机械能守恒，实验中小球摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处（箭头所指处）放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时能被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺．该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度H、桌面到地面的高度h及小球平抛运动的水平位移x即可．（1）测量A位置到桌面的高度H应从_________（填“球的上边沿”“球心”或“球的下边沿”）开始测．（2）实验中多次改变H值并测量与之对应的x值，利用作图象的方法去验证．为了直观地表述H和x的关系（图线为直线），若用横轴表示H，则纵轴应表示________．（填“x”、“x2”或“”）（3）若小球下摆过程中机械能守恒，则h、H和x的关系为H=____________．15、(本题9分)小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h；然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h(h远大于b)时的速度，重力加速度为g。(1)在A从静止开始下落h的过程中，验证A、B组成的系统机械能守恒的表达式为________________________；绳子拉力对重物B做的功为______________________。(用题目所给物理量的符号表示)(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv，因而系统减少的重力势能____________系统增加的动能(选填“大于“或“小于”)(3)为减小上述Δv对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是______A．减小挡光片上端到光电门的距离hB．增大挡光片的挡光宽度bC．适当减小挡光片的挡光宽度b三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图，小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为L，小球质量为m，重力加速度为g．求：(1)绳子对小球的拉力的大小；(2)小球运动的向心加速度大小；(3)小球运动的周期．17、（10分）(本题9分)一列火车总质量m=5×105kg，机车发动机的额定功率P=3×106w，水平轨道对列车的阻力是车重的0.02倍，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，取g=10m/s2，求：(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度vm；(2)当行驶速度为v=20m/s时，机车发动机的功率已经为额定功率，此时加速度a的大小。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】

A．自然界电荷是守恒的，电荷不能够被创造。故A错误；B．金属AB是同一等势体，AB电势相等。故B错误；C．先移走C，A、B中正负电荷中和，再把A、B分开，则A、B都不带电。故C错误；D．还没有移走C前，A带负电点，B带正电，这时把AB分开，则B带正电。故D正确；2、C【解析】降落伞从空中匀速下落，动能不变，重力势能减少，则其机械能减少，A错误；在竖直面做匀速圆周运动的物体，动能恒定，但重力势能在变化，其机械能变化，B错误；做自由落体运动，只受重力，机械能守恒，C正确；沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，D错误．【点睛】判断机械能是否守恒常用三种方法：1、条件法，从功的角度，看是不是只有重力或弹力做功；2、总量法，如动能和势能的总量变化，机械能一定不守恒．3、从能量的角度，没有发生机械能与其他能之间的转化，机械能守恒，否则，机械能不守恒．3、D【解析】

A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测得了引力常量，A错误；B．当r趋近于零时，两物体不能看做质点，万有引力定律不再成立，B错误；C．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力，C错误D．公式k中k是一个与中心天体有关的常量，D正确。故选D。4、C【解析】

A．设物体在斜面底端向上滑动的速度为，又回到斜面底端的速度为，由能量转化的观点有，故，物体在斜面划上和划下的过程都是匀变速运动，因此设斜面的长度为L，由运动学关系可得，故，上滑时摩擦力的冲量，下滑过程摩擦力的冲量，故，故A错误；B．物体在上滑时和下滑时的过程中摩擦力做功损耗机械能，因摩擦力一样，距离L也一样，因此上滑时和下滑时损耗的机械能相同；故B错误；C．上滑时过程动量的变化方向沿斜面向下，下滑过程动量的变化方向也沿斜面向下，故C正确；D．对上滑过程写动能定理有；对下滑过程写动能定理有；故上滑过程的减少量和下滑的增加量不一样，故D错误．5、C【解析】

A.甲、乙两物块组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，初始时系统的总动量为零，可知，碰撞前瞬间两个物块的动量大小相等，方向相反，则动量之比p甲：p乙=1：1故A项与题意不相符；B.由p=mv，两个物块的动量大小相等，则得碰撞前瞬间速度大小之比v甲：v乙=m2：m1．故B项与题意不相符；C.根据EkP相等，则得碰撞前瞬间动能之比Ek甲：Ek乙=m2：m1故C项与题意相符；D.根据动能定理得：对甲有W甲=Ek甲对乙有W乙=Ek乙故W甲：W乙=m2：m1故D项与题意不相符。6、C【解析】匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv1．匀速运动时，机车牵引力；机车发动机功率．提速前匀速运动速度为180km/h，提速后匀速运动速度为140km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比．故C项正确，ABD三项错误．7、CD【解析】试题分析：在圆环下滑过程中，弹簧的拉力对圆环做功，所以圆环和地球组成的系统的机械能不守恒，A错误；当圆环沿杆的加速度为零时，其速度最大，动能最大，此时弹簧处于伸长状态，给圆环一个斜向左下方的拉力，故B错误；圆环和地球以及弹簧组成的系统机械能守恒，根据系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，那么圆弧的机械能的减小量等于弹性势能增大量，为mgh，C正确；弹簧转过60°角时，此时弹簧仍为原长，以圆环为研究对象，利用动能定理得：，即圆环的动能等于，故D正确，考点：考查了机械能守恒，牛顿第二定律【名师点睛】对物理过程进行受力情况、运动情况、做功情况分析，是解决问题的根本方法．要注意对于圆环来说机械能并不守恒，但对圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，系统的机械能是守恒的．8、BC【解析】

人的速度原来为零，起跳瞬间为v，则由动量定理可得：I-mg△t=△mv=mv；故地面对人的冲量为I=mv+mg△t；故A错误，B正确；在整个过程中，人的重心高度增加，速度增大，机械能增加，人的机械能增加是因为人自身内力做了功．地面对人的支持力作用点无位移，不做功，故地面对人做功为零；故C正确，D错误；故选BC．【点睛】在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉．另外地面对人是否做功的问题是易错点，要根据功的概念去理解.9、AC【解析】

A.物体a受重力和支持力，根据牛顿第二定律得：，得：，可知a物体做匀变速运动．物体b做平抛运动，加速度为g，也是匀变速运动．故A正确．B.对a运用动能定理有：，得；对b运用动能定理，有，得，则知落地时b球的速率大于a球的速率．故B错误C.对两个小球重力做功，m和h相同，则重力做功相同．所以整个运动过程重力势能的变化相同，故C正确．D.a的加速度为：＜g，竖直分速度：ay=asin45°=＜g，而b竖直方向的加速度为g，根据位移时间公式，可知，a的运动时间大于b的运动时间，由平均功率公式，则知b的重力平均功率大，故D错误．故选AC．10、AD【解析】电动机收绳速度大小为，选项A正确；绳的拉力大小为，选项B错误；小车受到的支持力大小为，选项C错误；小车的加速度大小为，选项D正确；故选AD.点睛：此题关键是要区别速度分解和力的分解的不同方法；注意小车的速度是合速度，绳子的速度是分速度；11、BC【解析】

AB、电场线疏密表示电场的强弱，故场强，沿着电场线的方向电势降低，可知，故B正确，A错误；C、将电荷量为q的正电荷放在电场中，受力的方向是从A指向B，故从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，故C正确；D、将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，根据可知负电荷在电势低的地方电势能大，即有，故D错误；故选BC．12、AC【解析】

A．当两点电荷均为正电荷时，若电荷量相等，则它们在P点的电场强度方向沿MN背离N方向。当Q1<Q2时，则b点电荷在P点的电场强度比a点大，所以电场强度合成后，方向偏左，故A正确；B．当Q1是正电荷，Q2是负电荷且Q1>|Q2|时，b点电荷在P点的电场强度方向沿Pb连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向P点，则合电场强度方向偏右。不论a、b电荷量大小关系，合场强方向仍偏右，故B错误；C．当Q1是负电荷，Q2是正电荷时，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向P点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，则合电场强度方向偏左。不论a、b电荷量大小关系，仍偏左。故C正确；D．当Q1、Q2是负电荷时且且|Q1|<|Q2|，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，由于|Q1|<|Q2|，则合电场强度方向偏右，故D错误。故选：AC二．填空题(每小题6分，共18分)13、7.617.63“略大于”纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功,重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能【解析】

第一空.利用匀变速直线运动的推论vc=x第二空.重力势能减小量ΔE第三空.通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能略大于重锤增加的动能，第四空.其原因为纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功,重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能。14、（1）球的下边沿；（2）x2；（3）【解析】:(1)测量A位置到桌面的高度H,即球做圆周运动下降的高度,因为到达桌面时是球的下沿与桌面接触,所以测量