2024年高一物理下学期期末模拟试卷三新人教版

高一（下）期末物理试卷3如图所示，一物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下，沿水平面对右运动一段距离x。在此过程中，力F对物块所做的功为( )A.Fx B.Fxcosθ C.Fxsin下列所述的实例中(均不计空气阻力)，机械能守恒的是( )A.子弹射穿木块的过程

B.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程

C.人乘电梯加速上升的过程

D.小石块被水平抛出后在空中运动的过程如图，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )

A.小球受到重力、漏斗壁的支持力和向心力

B.小球受到的重力小于漏斗壁的支持力

C.漏斗壁对小球的支持力方向指向其圆周运动的圆心

D.小球的运动状态保持不变假设地球和木星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于木星到太阳的距离，那么( )A.地球公转周期大于木星的公转周期

B.地球公转的角速度大于木星公转的角速度

C.地球公转的线速度小于木星公转的线速度

D.地球公转的加速度小于木星公转的加速度关于做功与势能变更的关系，下列说法正确的是( )A.物体上升时，重力做正功，重力势能增加

B.物体上升时，重力做正功，重力势能削减

C.若弹簧弹力做负功，弹性势能削减

D.若弹簧弹力做负功，弹性势能增加如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变更，下列关于小球运动的说法正确的是( )

A.F突然消逝，小球将沿轨迹

Pa做离心运动

B.F突然变小，小球将沿轨迹

Pa做离心运动

C.F突然变大，小球将沿轨迹

Pb做离心运动

D.F突然变小，小球将沿轨迹

Pc渐渐靠近圆心请阅读下述文字，完成第7题、第8题、第9题。如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摇摆过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽视。

小球在摇摆的过程中，以下说法正确的是( )A.小球运动到最高点时加速度为零

B.小球受到重力和拉力的作用，机械能不守恒

C.小球运动到最低点时所受重力与拉力大小相等

D.以最低点为重力势能零点，则小球具有的机械能为mgl(1-请阅读下述文字，完成第7题、第8题、第9题。如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摇摆过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽视。

若想增大小球运动到最低点时的速度，可以实行的措施是( )A.只增大小球的质量 B.只减小小球的质量

C.只增大最大偏角θ D.只减小摆长l请阅读下述文字，完成第7题、第8题、第9题。如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摇摆过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽视。

若小球运动到最低点时剪断细线，则小球将做以下哪种运动？( )A.匀速直线运动 B.平抛运动 C.自由落体运动 D.竖直上抛运动有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示。坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨的摩擦力为f，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0.车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是( )

A.fh B.mgh C.mgh-12m如图所示皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是( )A.A、B两点的线速度大小相等 B.A、B两点的角速度大小相等

C.A点的角速度小于B点的角速度 D.A点的线速度大于B点的线速度下列关于开普勒行星运动定律及相关结论，说法正确的是( )

A.全部行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的行星一个焦点上

B.对于随意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积

C.对于随意一个行星，在近日点的速率小于在远日点的速率

D.距离太阳越远的行星运行周期越长质量为1kg的物体，自由下落2s，取g=10m/s2，则A.在这2s内，重力做正功100J

B.在这2s内，物体动能增加200J

C.在这2s内，重力做功的平均功率为50W

D.在2s末，重力做功的瞬时功率为200W如图在蹦极运动中，长弹性绳的一端固定在几十米高的平台上，另一端绑在人身上，人从平台落下。将蹦极过程中人的运动简化为沿竖直方向做初速度为零的直线运动。人从起先运动到第一次下降至最低点的过程中(弹性绳始终处于弹性范围内，忽视空气阻力)，下列分析正确的是( )

A.人的加速度始终不为零

B.人的动能先增大后减小

C.当绳恰好伸直时，人的动能达到最大

D.人和地球组成的系统机械能渐渐减小向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力供应，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。用此试验装置分别探究向心力跟小球质量、转动半径及角速度的关系。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是( )A.应使两小球运动半径相同

B.应选用两个体积相同质量不同的小球

C.塔轮传动装置中应选择半径不同的两个圆盘

D.塔轮传动装置中应选择半径相同的两个圆盘如图是探讨平抛运动的试验装置示意图。在竖直平面内固定有圆弧形轨道，小球A沿轨道滚下，离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，导致被电磁铁吸住的小球B起先自由下落。试验前保证轨道末端水平，并使小球B的初始高度与小球A被抛出时高度一样。

(1)通过视察A、B两小球是否同时落地，可以探讨小球A在竖直方向的运动规律，为了获得令人信服的证据，下列说法正确的是______。

A.必需选用特别光滑的轨道，多次重复试验

B.有必要在其他条件不变的状况下，变更小球A在轨道上被释放的初始位置，多次重复试验

C.有必要在其他条件不变的状况下，变更高度H，多次重复试验

(2)在得到平抛运动在竖直方向运动的规律后，接着利用该装置探讨平抛运动在水平方向的运动规律。详细操作如下：保持其他条件不变，在轨道末端距离地面分别为H、4H、9H位置进行试验，分别测量小球A抛出点与落地点的水平距离x1、x2、x3，若三个距离满意关系：x1：x2：x3=用如图1所示装置验证机械能守恒定律。

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含夹子)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还须要运用的一组器材是______。

A.直流电源、刻度尺

B.直流电源、天平(含砝码)

C.沟通电源、刻度尺

D.沟通电源、天平(含砝码)

(2)试验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为hC、hD、hE.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，则从打下O点到打下D点的过程中，重物的重力势能削减量为△EP=______，动能的增加量△EK=______。(用上述测量量和已知量的符号表示)

(3)大多数学生的试验结果显示，重力势能的削减量略大于动能的增加量，其缘由可能是______。为了减小试验误差，在两个体积相同、质量不同的重物中应选择质量______(选填“较大”或较小”)的进行试验。

(4)对于上述试验，有的同学提出探讨的运动过程的起点必需选择在O点，你同意这种看法吗？假如如图，无人机以v0=4m/s的速度水平匀速飞行，在某时刻释放了一个质量为m=0.5kg的小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m，空气阻力忽视不计，g取10m/s2。

(1)求小球下落的时间；

(2)求小球释放点与落地点之间的水平距离；

有一辆质量为1000kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥，重力加速度g取10m/s2。

(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？

(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？

(3)汽车对地面的压力过小是担心全的，从这个角度讲，汽车过桥时的速度不能过大。那么，对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较平安，还是小些比较平安？

某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，已知细线的长为l，小球质量为m，重力加速度为g，小球可以视为质点，忽视空气阻力的影响。

(1)在列车以某一加速度沿水平方向慢慢启动的过程中，细线就会偏过肯定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度的大小。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，请画出小球的受力示意图并求列车的加速度大小；

(2)若列车静止时，将小球拉离竖直位置，使细线与竖直方向的夹角为θ，给小球一个初速度，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线旋转形成一个圆锥摆。求小球做匀速圆周运动的角速度大小。

已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。

(1)试推导第一宇宙速度的表达式；

(2)若地球质量、引力常量均不是已知量，仅已知地球半径R，则需再测量出一个物理量也可计算第一宇宙速度，这个物理量是______；

(3)地球同步卫星相对于地球静止，也称静止卫星，已知地球的自转周期为T，求地球同步卫星距地面的高度。

游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图1所示。我们把这种情形抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为圆轨道的最高点。使小球(可视为质点)从弧形轨道上端滚下，小球进人圆轨道下端后沿圆轨道运动。不考虑小球运动所受的摩擦等阻力。

(1)小球沿弧形轨道运动的过程中，经过某一位A时动能为Ek1，重力势能为EP1，经过另一位置B时动能为Ek2，重力势能为EP2，请依据动能定理和重力做功的特点，证明：小球由A运动到B的过程中，总的机械能保持不变，即Ek1+EP1=Ek2+EP2；

(2)已知圆形轨道的半径为R，将一质量为m的小球，从弧形轨道距地面高h=3R处由静止释放。

a.求小球经过N点进入圆轨道时，轨道对其支持力的大小；

b.答案1.B 2.D 3.B 4.B 5.D 6.A 7.D

8.C 9.B 10.D 11.AC 12.ABD 13.BD 14.B

15.AC 16.BC1：2：3

17.CmghD

m(hE-18.解：(1)小球离开无人机时，具有和无人机相同的水平速度，即v0=4m/s

依据小球竖直方向做自由落体运动得：h=12gt2

解得小球在空中运动时间为：t=2s；

(2)依据小球水平方向做匀速直线运动得：x=v0t

解得：x=8m；

(3)以地面为零势能面，依据机械能守恒定律可得小球落地时的动能：

Ek=12mv02+mgh

解得：E19.解：(1)汽车到达桥顶时，竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用。

汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N，汽车过桥时做圆周运动，重力和支持力的合力供应向心力；

依据牛顿其次定律得：mg-N=mv2r

代入数据解得桥对汽车的支持力为：N=9500N

依据牛顿第三定律知，汽车对桥的压力大为：小N'=N=9500N，方向竖直向下。

(2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则N=0，汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来供应，所以有：mg=mv02r

得：v0=105m/s

(3)由第(1)问得知：N'=mg-mv2r，v相同时，拱桥半径r越大，N'越大，越平安。

答：(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力为20.解：(1)小球的示意图如右图所示

依据牛顿其次定律可知：Tcosθ=mg，Tsinθ=ma

联立解得：a=gtanθ。

(2)列车静止，合外力供应向心力，由牛顿其次定律知：Tsinθ=mrω2，

依据三角函数可知：小球做圆周运动的半径r=lsinθ，

联立解得：ω=g21.地球表面的重力加速度g

22.解：(1)小球由A运动到B的过程中，依据动能定理可得：

依据重力做功的特点可知：WG=Ep1-Ep2

联立以上两式：Ek2-Ek1=Ep1-Ep2

整理得到：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1；

(2)a、设小球达到N点的速度为v，依据机械能守恒定律可得：

mgh=12mv2

解得：v=6gR

在N点对小球依据牛顿其次定律可得：FN-mg=mv2R

解得轨道对其支持力的大小：FN=7mg；

b、假设小球刚好能过最高点，在最高点时小球只受重力作用，此时重力【解析】1.解：物体的位移是在水平方向上的，

把拉力F分解为水平的Fcosθ，和竖直的Fsinθ，

由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，

所以w=Fcosθ⋅x=Fxcosθ，故B正确，ACD错误。

故选：2.解：A、子弹射穿木块的过程中，子弹和木块组成的系统机械能减小，转化为内能，故A错误．

B、小球沿粗糙斜面匀速滑下，说明摩擦力对物体做了负功，球的机械能要减小，故B错误．

C、人乘电梯加速上升的过程，电梯底板对人做正功，人的机械能增加，故C错误．

D、小石块被水平抛出后在空中运动的过程，只有重力做功，机械能守恒，故D正确．

故选：D

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧的弹力做功，比照机械能守恒的条件或依据能量如何转化，逐个分析，即可推断物体是否是机械能守恒．

本题是对机械能守恒条件的干脆考查，驾驭机械能守恒的条件、分析能量如何转化或抓住机械能等于重力势能与动能之和，即可轻松进行推断．3.解：A、小球受到重力、支持力两个力作用，靠两个力的合力供应向心力，故A错误；

BC、小球靠重力和支持力的合力供应向心力，合力的方向沿水平方向，如图所示，支持力垂直于接触面，支持力大于重力，故B正确，C错误；

D、小球做圆周运动，速度方向时刻变更，故D错误。

故选：B。

小球受重力和支持力作用，靠这两个力的合力供应向心力，由此分析即可。

解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，留意受力分析，不能说小球受到向心力。4.解：行星绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力供应向心力，则有：

GMmr2=ma=mv2r=mω2r=m4π2T2r

得a=GMr2，v=GMr，ω=5.解：AB、物体上升时，重力做负功，重力势能肯定增加，故AB错误；

CD、若弹簧弹力做负功，则弹性势能增加，故C错误，D正确。

故选：D。

重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加。重力势能的变更取决于重力做功。弹力做正功，弹性势能减小，弹力做负功，弹性势能增加。

解决本题时要知道重力做功和重力势能变更的关系，以及弹力做功和弹性势能变更的关系，这种关系相像。6.解：A、F突然消逝，小球将沿原来的速度方向做匀速运动，故小球将沿轨迹

Pa做离心运动，故A正确；

BD、在水平面上，细绳的拉力供应m所需的向心力，当F突然变小时，拉力小于须要的向心力，将沿轨迹Pb做离心运动，故BD错误。

C、若F突然变大，拉力大于须要的向心力，物体沿着轨迹C做向心运动，故C错误。

故选：A。

本题考查离心现象产生缘由以及运动轨迹，当向心力突然消逝或变小时，物体会做离心运动，运动轨迹可是直线也可以是曲线，要依据受力状况分析。

本题要理解离心运动和向心运动的条件，留意结合力与运动的关系分析；当合力为零时，物体做匀速直线运动。7.解：A、小球运动到最高点时速度为零，向心力为零，此时的加速度方向垂直于悬线方向向下，如图所示：

依据牛顿其次定律可得：mgsinθ=ma，解得加速度大小为a=gsinθ，故A错误；

B、小球在摇摆的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故B错误；

C、设小球摇摆到最低点的速度为v，细线拉力为F，在最低点依据牛顿其次定律可得F-mg=mv2l，解得：F=mg+mv2l>mg，故C错误；

D、若取最低点O所在平面为零势能面，则小球在A点处的重力势能为mgl(1-cosθ)，A点的动能为零，故机械能为mgl(1-cosθ)，故D正确。

故选：D。

小球运动到最高点时合力不为零，加速度不为零；依据机械能守恒定律的守恒条件推断8.解：小球摆向最低点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：

mg(L-Lcosθ)=12mv2-0，解得小球运动到最低点时速度的大小为：v=2gL(1-cosθ)；

则可知，最大速度与质量无关，只与摆长和偏角有关，所以要想增大速度只能增大摆长或增大最大偏角，故只有C正确，ABD错误。

故选：C。

依据机械能守恒定律求出小球到达最低点时的速度表达式，从而明确影响速度大小的物理量，找出可以实行9.解：小球运动到最低点时速度方向为水平方向，此时剪断细线，小球只受重力，正好符合平抛运动的条件，所以小球将做平抛运动，故B正确，ACD错误。

故选：B。

细线断的瞬间，小球速度沿水平方向，小球只受重力，依据平抛运动的条件推断小球做平抛运动。

本题考查了平抛运动的条件和受力特点。10.解：对车辆从A到B的过程，由动能定理得：-mgh-Wf=0-12mv02，

解得：克服摩擦力做的功Wf=12mv02-mgh11.解：AD、两轮靠皮带传动且不打滑，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB，故A正确，D错误；

BC、依据公式ω=vr，v肯定时，半径越大，角速度越小，而A的半径大于B的半径，故A点的角速度小于B点的角速度。故B错误，C正确。

故选：AC。

两轮靠皮带传动且不打滑，轮子边缘上的点具有相同的线速度；结合公式ω=v12.解：A、开普勒第肯定律的内容为全部行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A正确；

B、开普勒其次定律的内容为对于随意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，故B正确；

C、依据开普勒其次定律可知，对于随意行星在近日点的速率大于在远日点的速率，故C错误；

D、开普勒第三定律内容为全部行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，a3T2=k，故距离太阳越远的行星运行周期越长，故D正确。

故选：ABD。

开普勒的行星运动三定律：

第肯定律：全部的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在全部椭圆的一个焦点上。

其次定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。

第三定律：全部行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。其表达式a13.解：A、物体做自由落体运动，2s内下降的高度h2=12gt2=12×10×22m=20m，故重力做功W=mgh=200J，故A错误；

B、在物体下落过程中，依据动能定理可得mgh=Ek-0，则Ek=mgh=200J，故B正确；

C、重力做功的平均功率P-=Wt=100W，故C错误；

D、在2s末，重力做功的瞬时功率为P=mgv=mg⋅gt=200W，故D正确；

故选：BD14.解：A、人起先下落到绳子绷紧，人做自由落体运动，加速度不变，从绳子绷紧到人下降到最低点的过程中，起先时人的重力大于弹力，人接着向下加速，由于弹性绳伸长，弹力增大，合力减小，加速度减小当弹力等于重力时合力为零，加速度减为零，此后人接着向下运动，弹力大于重力，起先向下减速，当加速度增大，直至速度为零，故A错误；

B、在下落过程中，速度先增大，后减小，故人的动能先增大后减小，故B正确；

C、当绳的弹力等于重力时，人的速度达到最大，此时动能达到最大，故C错误；

D、人在自由下落过程中，只受到重力，机械能守恒，当绳伸直后，由于弹力对人做负功，人的机械能减小，则人和地球组成的系统在整个运动过程中机械能先不变，后渐渐减小，故D错误；

故选：B。

人起先下落到绳子绷紧，人做自由落体运动，从绳子绷紧到人下降到最低点的过程中，起先时人的重力大于弹力，人向下加速；然后再减速，直至速度为零；依据功的学问和功能分析动能和弹性势能的变更

本题考查变力作用下物体的运动状况分析，关键是明确人的运动过程，即可依据功能关系进行分析求解即可。15.解：依据F=mrω2，知要探讨小球受到的向心力大小与角速度的关系，需限制小球的质量和半径不变，探讨不同角速度状况下的向心力，故AC正确，BD错误。

故选：AC。

要探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需限制一些变量，即保持小球的质量、转动的半径不变。

本试验采纳限制变量法，即要探讨一个量与另外一个量的关系，须要16.解：(1)通过视察A、B两小球是否同时落地，可以探讨小球A在竖直方向的运动规律，为了获得令人信服的证据，必需解除特别性；

A.轨道是否光滑，不影响球做平抛运动，故A错误；

B、有必要在其他条件不变的状况下，变更小球A在轨道上被释放的初始位置，多次重复试验，从而能否解除水平初速度的影响，故B正确；

C、有必要在其他条件不变的状况下，变更高度H，多次重复试验，从而能否解除高度的影响，故C正确；

故选：BC；

(2)两次试验小球从斜面同一位置无初速度释放，所以平抛运动的初速度相同，设为v0，

小球在竖直方向上自由落体运动，则有：H=12gt12，解得：t1=2Hg，

4H=12gt22，解得：t2=22Hg，

9H=12gt32，解得：t3=32Hg，

若水平方向做匀速直线运动，则有：x1t1=x2t2=x3t3，17.解：(1)由于要运用打点计时器，故须要沟通电源；而依据验证机械能守恒定律的原理可知：mgh=12mv2，质量可以约掉，故不须要用天平，但是须要刻度尺用来测距离，故C正确，ABD错误；

故选：C。

(2)从打下O点到打下D点的过程中，重物的重力势能削减量为：△Ep=mghD，

据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的瞬时速度，那么D点速度：vD=hE-hC2T，

动能增加量为：△Ek=12mvD2=m(hE-hC)28T2；

(3)大多数学生的试验结果显示，重力势能的削减量大于动能的增加量，缘由是存在空气阻力