2024年黄石市重点中学物理高一第二学期期末调研模拟试题含解析

2024年黄石市重点中学物理高一第二学期期末调研模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车速度提高时会使轨道的外轨受损．为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是A．适当增高内轨 B．适当降低外轨 C．减小弯道半径 D．增大弯道半径2、如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时，其速度大小为()A．2gl2 B．gl C．2gl3、(本题9分)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大B．人在最低点时，绳对人的拉力大小等于人所受的重力大小C．绳对人的拉力始终做负功，人的动能先增大后减小D．绳对人的冲量方向始终向上，人的动量大小一直减小4、(本题9分)两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1kg、mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝3m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能是()A．v′A＝4m/s，v′B＝4m/s B．v′A＝4m/s，v′B＝5m/sC．v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s D．v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s5、如图所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是（g为重力加速度）A．小球的合力大小为mgB．弹簧的拉力大小F=mgcosθC．小球的加速度大小为gtanθD．小球的加速度大小为gsinθ6、如图所示,质量为m的小球在水平面内作匀速圆周运动.细线长为L,与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为F,小球作圆周运动的周期为T,则在T2A．零 B．mgtanθ×T27、(本题9分)一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（）A．该星球自转的角速度大小为B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为8、(本题9分)如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（）A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C．此时手转动塑料管的角速度D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动9、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷风或热风。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为100W，吹热风时的功率为1200W。关于该电吹风，下列说法正确的是A．当开关S1、S2均闭合时，电吹风吹出冷风B．电动机的内电阻为484ΩC．电热丝的电阻为44ΩD．电动机正常工作时，电动机每分钟消耗的电能为6000J10、台球是一项富含物理知识的运动，图为运动员某次击球时的示意图，其中A为白色主球，B为目标球，运动员现欲用主球A碰撞目标球B，并将其击出并落入前方中袋C，则下列相关分析合理的是A．击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋CB．击球瞄准时，应使撞击时两球公切线b指向中袋CC．通常，由于台球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析D．由于台球和台面间有摩擦，故台球之间的碰撞过程一般不遵循动量守恒定律11、经典力学有一定的局限性和适用范围．下列运动适合用经典力学研究和解释的是（）A．“墨子号”量子卫星绕地球运动的规律B．“墨子号”量子卫星从太空发出两道红光，射向云南雨江高美古站，首次实现了人类历史上第一次距离达千里级的量子密钥分发C．氢原子内电子的运动D．高速飞行的子弹的运动12、(本题9分)有一个质量为m的小木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为R的圆弧，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则A．它的加速度为零B．它所受合力为零C．它所受的合外力大小一定、方向改变D．它的加速度大小恒定二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某小组同学为了验证动量守恒定律，在实验室找到了如图所示的实验装置．测得大小相同的a、b小球的质量分别为ma、mb，实验得到M、P、N三个落点．图中P点为单独释放a球的平均落点．（1）本实验必须满足的条件是________．A．两小球的质量满足ma＝mbB．斜槽轨道必须是光滑的C．斜槽轨道末端的切线水平D．入射小球a每次都从斜槽上的不同位置无初速度释放（2）a、b小球碰撞后，b球的平均落点是图中的_______．（填M或N）（3）为了验证动量守恒定律，需要测量OM间的距离，还需要测量的物理量有______________、______________（用相应的文字和字母表示）．（4）如果碰撞过程动量守恒，两小球间满足的关系式是______________________（用测量物理量的字母表示）．14、（10分）(本题9分)用如图所示的实验装置探究“恒力做功与物体动能变化的关系”。钩码质量m=10.0g。（以下计算结果均保留两位有效数字）(1)打点计时器使用的电源是_____（选填选项前的字母）。A．直流电源B．交流电源(2)为消除摩擦力的影响，调节木板右侧的高度后，接下来的操作是_____（选填选项前的字母）。A．不挂重物且计时器打点的情况下，轻推小车，小车做匀速运动B．挂一钩码且计时器打点的情况下，轻推小车，小车拖着纸带做匀速运动C．不挂重物且计时器打点的情况下，轻推小车，小车拖着纸带做匀速运动D．挂一钩码且计时器不打点的情况下，轻推小车，小车拖着纸带做匀速运动(3)如图是实验时打出的一条纸带。选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点，用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上。其中打出计数点“2”时小车的速度v2=_____m/s。(4)将钩码的重力视为小车受到的拉力，g取9.80m/s2，从计数点1到计数点6的过程中，拉力对小车做的功W=_____J。(5)实验中，小车实际所受拉力小于钩码重力，所以小车动能的变化量△Ek总是略_____W（选填“小于”或“大于”）。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)预计我国将在2030年前后实现航天员登月计划，航天员登上月球后进行相关的科学探测与实验.已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度g，万有引力常量为G，（球体体积公式）．求：（1）月球的质量M；（2）月球的第一宇宙速度v；（3）月球的平均密度．16、（12分）(本题9分)质量为M的木块静止在光滑的水平面上，一颗子弹质量为m，以水平速度v0击中木块并最终停留在木块中．求：在这个过程中①木块的最大动能；②子弹和木块的位移之比．17、（12分）(本题9分)如图所示,在竖直平面内,由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光滑轨道,AB与BC的连接处是半径很小的圆弧,BC与CD相切,圆形轨道CD的半径为R.质量为m的小物块从倾斜轨道上距水平面高为h=2.5R处由静止开始下滑.求:（1）小物块通过B点时速度vB的大小.（2）小物块通过圆形轨道最低点C时圆形轨道对物块的支持力F的大小.

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】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压．此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图．，解得．当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或适当增高外轨．综上分析，BD正确．2、C【解析】

甲、乙组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：m当小球甲刚要落地时，水平方向上的速度为零，所以乙球的速度也为零，乙球的动能为零，甲球的重力势能全部转化为甲球的动能，由机械能守恒定律得：1解得：vA.2gl2B.gl与计算结果不符，故B不符合题意。C.2gl与计算结果相符，故C符合题意。D.0与计算结果不符，故D不符合题意。3、C【解析】A、绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能不是最大，动能最大的位置应该是重力与弹力相等的位置，即加速度等于零的位置，故A错；B、当加速度等于零时，速度达到最大，再向下运动的过程中，绳子的拉力将大于人的重力，所以人在最低点时，绳对人的拉力大小大于人所受的重力大小，故B错C、绳子的拉力方向向上，而人的运动方向向下，根据W=FscosD、拉力方向向上，所以绳对人的冲量方向始终向上，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人先向下加速后向下减速，所以动量先增大后减小，故D错；故选C点睛：理解动量的概念，以及知道外力做功的公式W=Fscos4、A【解析】

两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，碰前总动量：mAvA+mBvB=12kg∙m/s；碰前总动能：mAvA2+mBvB2=27J；A.如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v

代入数据解得：v=4m/s；选项A正确；

B.若v′A＝4m/s，v′B＝5m/s，此时碰后总动量为mAv′A+mBv′B=14kg∙m/s；系统的动量不守恒，选项B错误；C.若v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s，则碰后总动能：mAvA′2+mBvB′2=44J>27J；则不可能发生，选项C错误；D.若v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s，则v′A>v′B，则不可能发生二次碰撞，选项D错误；5、C【解析】

根据共点力的平衡，求得弹簧的弹力F=mgcosθ，烧断绳子的瞬间，弹簧来不及发生形变，弹力不变。烧断前，绳子的拉力T=mgtanA.小球的合力大小为mgcosB.弹簧的拉力大小F=mgcosθ与分析不符，故B错误；C.小球的加速度大小为gtanθ与分析相符，故C正确；D.小球的加速度大小为gsinθ与分析不符，故D错误。6、C【解析】

冲量的定义式只能用于计算恒力的冲量，变力冲量可用动量定理来求解即可。【详解】小球做匀速圆周运动，在T2时间内，由动量定理知：I对小球受力分析，知：v=2πL联立得：I合A．零，与分析结果不符，故A错误；B．mgtanC．4πmLsinD．2mLTF【点睛】本题主要考查了动量定理的应用，属于一般题型。7、ACD【解析】

A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R•＝，故D正确．故选ACD．8、AC【解析】

A．螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿第二定律得知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡，故A正确。B．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误。C．根据牛顿第二定律得：又因为：联立得到：故C正确。D．若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故D错误。故选AC。9、CD【解析】

A．当开关S1、S2均闭合时，电动机工作，电热丝发热，电吹风吹出热风．故A项错误．B．吹冷风时的功率为100W，吹冷风时只有电动机工作时，则，因电动机工作时是非纯电阻元件，则．故B项错误．C．吹冷风时的功率为100W，吹热风时的功率为1200W，则电热丝的发热功率为1100W，所以电热丝的电阻．故C项正确．D.电动机正常工作时，功率为100W，电动机每分钟消耗的电能．故D项正确．10、AC【解析】

AB.要使目标球B落入前方中袋C，则A球对B球的作用力方向必须要沿两球心连线方向，则击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋C，选项A正确，B错误；C.通常，由于台球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析，选项C正确；D.由于两球碰撞时的碰撞力远大于台球和台面间的摩擦，故可认为台球之间的碰撞过程遵循动量守恒定律，选项D错误.11、AD【解析】

A、“墨子号”量子卫星绕地球运动的宏观物体的运动，适合用经典力学研究和解释，A正确；B、量子密钥分发是微观粒子运动，不适合用经典力学研究和解释，B错误；C、氢原子内电子的运动是微观粒子运动，不适合用经典力学研究和解释，C错误；D、高速飞行的子弹的运动，宏观物体的运动，适合用经典力学研究和解释，D正确；12、CD【解析】A、物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．故AB错误；

C、物块所受合外力提供向心力，合外力的大小不变，向心加速度大小不变，但方向指向圆心，故CD正确．点睛：物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．合外力提供向心力，大小不变，向心加速度大小不变，方向指向圆心，随时间变化．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CNOP的距离x2，ON的距离x3max2＝max1＋mbx3【解析】

(1)A．验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故A错误．B．“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动即可，实验时要保证斜槽轨道末端的切线是水平的，对斜槽是否光滑没有要求，故B错误；C．要保证碰撞后都做平抛运动，两球要发生正碰，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心应在同一水平高度，两球心的连线应与轨道末端的切线平行，因此两球半径也应该相同，故C正确．D．要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D错误．(2)小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，b球在前，a球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球a的落地点为P点，碰撞后a、b的落点点分别为M、N点.(3)小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等；碰撞过程动量守恒，则mav0=mavA+mbvB，两边同时乘以时间t得：mav0t=mavAt+mbvBt，则maOP=maOM+mbON，故验证动量守恒需要测量的物理量还有OP的距离x2，ON的距离x3.(4)代入测量数据可得，验证动量守恒的表达式为max2＝max1＋mbx3.【点睛】实验注意事项：①前提条件保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．②利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹．14、BCv2=0.27m/s【解析】

(1)打点计时器使用的是交流电，故选：

B

；(2)平衡摩擦力的方法是：把木板一段垫高，让小车单独滑下，当小车匀速运动时，就意味着摩擦力抵消了，此时应当让打点计时器打点，因为打点计时器也会有摩擦力，故选：

C；(3)中点时刻的速度等于该段时间内的平均速度

,

所以

B

点的速度等于

AC

段的平均速度

,v2（4）由于近似认为拉力等于重力

,

所以根据

W=FS

可知

,

拉力做功为

W=mgx(5)实验中，小车实际所受拉力小于钩码重力，所以小