2024届四川省巴中市物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2024届四川省巴中市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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、(本题9分)下列几组物理量中，全部为矢量的一组是（）
A．时间、位移、速度B．加速度、速度变化量、力
C．速度、速率、加速度D．路程、时间、位移
2、(本题9分)如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道1．轨道1、2相切于Q点，轨道2、1相切于P点．则当卫星分别在1、2、1轨道上正常运行时，下列说法中正确的是( )
A．卫星在轨道1上的周期小于在轨道1上的周期
B．卫星在轨道2上的速率始终大于在轨道1上的速率
C．卫星在轨道2上运行时，经过Q点时的速率小于经过P点时的速率
D．卫星在轨道2上运行时，经过Q点时的加速度大于经过P点的加速度
3、(本题9分)关于宇宙速度的说法,正确的是()
A．第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度
B．第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度
C．人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D．第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度
4、(本题9分)一位同学从一楼走到三楼的过程中，下列说法正确的是（）A．重力做正功，重力势能增大
B．重力做正功，重力势能减小
C ．重力做负功，重力势能增大
D ．重力做负功，重力势能减小
5、 (本题9分)如图所示,轻质弹簧长为,竖直固定在地面上,质量为的小球,在离地面高度为处,由静止开始下落,正好落在弹簧上,使弹簧的最大压缩量为.在下落过程中,小球受到的空气阻力为
,则弹簧在最短时具有的弹性势能为( )
A ．
B ．
C ．
D ．
6、 (本题9分)如图所示的装置中，木块B 放在光滑的水平桌面上，子弹A 以水平速度
0v 射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内．然后将轻弹簧压缩到
最短，已知本块B 的质量为M ，子弹的质量为m ，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中
A ．系统的动量不守恒，机械能守恒
B ．系统的动量守恒，机械能不守恒
C ．系统损失的机械能为()
2
2mMv m M +
D ．弹簧最大的弹性势能小于
201
2
mv 7、如图所示，内壁光滑半径大小为R 的圆轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为m 的小球恰好能通过轨道最高点在轨道内做圆周运动。

取桌面为重力势能的参考面，不计空气阻力，重力加速度为g 。

则小球在运动过程中其机械能E 、动能k E 、向心力F 向、速度的平方2v ，它们的大小分别随距桌面高度h 的变化图像正确的是
A．
B．
C．
D．
8、(本题9分)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图所示。

已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则
A．汽车在前5s内的牵引力为4×103N
B．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C．汽车的额定功率为40kW
D．汽车的最大速度为30m/s
9、甲、乙两颗人造地球卫星，质量分别为m和2m，它们绕地球做圆周运动的轨道半径分别为2r和r，下列说法正确的是
A．甲、乙的周期之比为4∶1 B．甲、乙的向心力之比为1∶8 C．甲、乙的动能之比为1∶4 D．甲、乙的动能之比为1∶8
10、(本题9分)如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个点和圆心，已知电场线与圆所在平面平行，B点电势为2V，C点电势为6V，D点电势为10V，下列有关圆心O和点A的电势，电场强度的相关描述正确的
A．A点的电势为6V
B．A点的电势为－2V
C．O点的场强方向由O指向B
D．O点的场强方向指向A点
二、实验题
11、（4分）(本题9分)如图所示为“验证机械能守恒定律的实验装置示意图
(1)某同学按照正确操作选的纸带如图所示，其中O是起始点A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位:cm)，重锤的质量为m=0.1g，重力加速度g=9.80m/s2，根据以上数据当打点计时器打到B点时，重物重力势能的减少量为_____J，动能的增加量为_____J.(要求计算结果均保留三位有效数字)
(2)在实验过程中，以下说法正确的是______
A．实验中摩擦不可避免，纸带越短克服摩擦做功越小，因此纸带越短越好
B．实验中用天平称出重物的质量是必不可少的步骤
C．测出重物下落时间t，通过自由落体规律计算出纸带上某点的瞬时速度
D．若纸带前面几点较为密集且不清楚，可以舍去前面比较密集的点，合理选取一段打点比较清晰的纸带，同样可以验证
12、（10分）(本题9分)某同学用如图甲所示装置测量自由落体加速度g,得到如图乙所示的一段纸带,他每两个点取一个计数点(已知交流电频率为50Hz),测得
AB=7.65cm,BC=9.17cm．则打B点时重物的瞬时速度为___m/s,测得的自由落体加速度g=____m/s2,它比真实值偏____(选填“大”或“小”)．(结果保留两位有效数字)
参考答案
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、B
【解题分析】
A. 时间不是矢量是标量，位移、速度是矢量，故A错误；
B. 加速度、速度变化量、力都是矢量，故B正确；
C. 速率不是矢量是标量，加速度、速度是矢量，故C错误；
D. 路程、时间不是矢量是标量，位移是矢量，故D错误。

2、D
【解题分析】
A 、卫星绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，222
4GMm m r
r T
π=，解
得：2T =，轨道1半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道1上的周期大于在
轨道1上的周期，故A 正确；
B 、在轨道2上P 点的速度小于轨道1上P 点的速度，根据v =
得卫星在轨道1上线速度小于卫星在轨道1上线速度，所以在轨道2上P 点的速度小于卫星在轨道1上线速度，故B 错误；
C 、因为卫星在轨道上飞行只受引力，根据机械能守恒条件知道，卫星在椭圆轨道上飞行时机械能守恒，由于远地点P 的势能大于近地点Q 势能，所以远地点P 的动能就小于近地点Q 的动能，经过Q 点时的速率大于经过P 点时的速率，故C 正确；
D 、卫星运行时只受万有引力，加速度2
GM
a r =
，所以卫星在轨道2上运行时，经过Q 点时的加速度大于经过P 点的加速度，故D 正确； 不正确的故选B ．
【题目点拨】本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论，知道知道卫星变轨的原理，卫星通过加速或减速来改变所需向心力实现轨道的变换． 3、B 【解题分析】
AB ：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，同时也是人造地球卫星的最大运行速度．故A 项错误，B 项正确．
C ：人造地球卫星运行时的速度小于第一宇宙速度，故C 项错误．
D ：第二宇宙速度是物体逃离地球的最小速度，故D 项错误．
点睛：第一宇宙速度是环绕星体表面运行卫星的速度，是所有绕星体做圆周运动的卫星最大运行速度，也是发射星体卫星所需要的最小地面发射速度． 4、C 【解题分析】
这同学高度增加，重力做负功，重力势能增加，则C 正确，ABD 错误 故选C
5、A 【解题分析】
小球从开始下落到弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能、内能，根据能量守恒定得：mg[H-（L-x ）]=f 阻（H-L+x ）+E P ，得弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能为：E P =mg （H-L+x ）-f 阻（H-L+x ）=（mg-f 阻）（H-L+x ）。

故选A 。

【题目点拨】
运用能量守恒定律分析问题时，首先搞清涉及几种形式的能，其次分清什么能在增加，什么能在减小，再根据能量的变化量列方程． 6、CD 【解题分析】
AB.由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB 错误； C.对子弹和木块由动量守恒及能量守恒得0()mv M m v =+，
22
011()22mv M m v E -+=∆，系统损失的机械能为2
02mMv m M +（）
，故C 正确； D.由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于最初的动能，故D 正确． 7、CD 【解题分析】
根据竖直平面内小球做圆周运动的临界条件，结合机械能守恒定律分析即可解题。

【题目详解】
AB ．小球通过轨道最高点时恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点：2mv mg R
=高，
则在最高点小球的动能：211
22
k E mv mgR =
=高（最小动能），在最高点小球的重力势能：2p E mgR =，运动的过程中小球的动能与重力势能的和不变，机械能守恒，即：
5
2
E mgR =
，故AB 错误； CD ．小球从最高点到最低点，由动能定理得：211
2-22
mg R mv mv ⋅=
低高，2=5v gR 低，
则有在距桌面高度h 处有：2211
22
mgh mv mv -=
-低 ，化简得：252v gR gh =-， ()2=52v m
F m gR gh R R
=-向，故C 、D 正确。

【题目点拨】
本题主要考查了竖直圆周运动的综合应用，属于中等题型。

8、BD 【解题分析】
AB ．汽车受到的阻力f =0.1mg=0.1
2.0
103
10N=2.0
103N ，前5s 内汽车的加速
度由v-t 图可得a =2.0m/s 2，根据牛顿第二定律：F -f =ma ，求得汽车的牵引力F =ma +f =2.0
103
2.0N+2.0
103N=6.0
103N ，故A 错误，B 正确； C ．
t =5s 末汽车达到额定功率，P 额=Fv =6.0103
10W=6.0
104W=60kW ，故C 错误；
D ．当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度v m ==m/s=30m/s ，
故D 正确。

9、BC 【解题分析】
根据2222()Mm v F G m r m r T r π===向可知3
2r T GM
π
=可知，甲、乙的周期之比为 22∶1，选项A 错误；由2
Mm
F G r =向可知，甲、乙的向心力之比为1∶8，选项B 正确；由2122k GMm E mv r
==可知，甲、乙的动能之比为1∶4，选项C 正确，D 错误. 10、AC 【解题分析】
AB 、在匀强电场中，任意两平行直线上相等距离的电势差相等，则有
D A C B ϕϕϕϕ-=-，可得6V A ϕ=，故选项A 正确，B 错误；
CD 、A 点的电势为6V ，所以AC 为等势线，根据电场线应与等势面垂直，且沿电场线电势依次降低，则有O 点的场强方向应由O 指向B ，故选项C 正确，D 错误。

二、实验题
11、0.550 0.545 D 【解题分析】
（1）[1] 重物的重力势能比开始下落时减少量为：
；
[2] B 点的瞬时速度为：
则重物动能的增加量：
（2）[3] A 、实验中摩擦不可避免，纸带越短克服摩擦做功越小，但是纸带不是越短越好，故A 错误；
B 、验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，可以不测量重物的质量，故B 错误；
C 、不能根据求出瞬时速度，否则就默认了机械能守恒，失去验证的意义，故C
错误；
D 、若纸带前面几点较为密集且不清楚，可以舍去前面比较密集的点，合理选取一段打点比较清晰的纸带，同样可以验证，故D 正确。

12、2.1 9.5 小 【解题分析】
时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度：
0.07650.0917
2.1/40.02
AB BC B AC x x v m s T ++=
==⨯
根据匀变速直线运动的推论：2
22
0.09170.07659.5/(20.02)0.04BC AB x x g m s --=
==⨯
由于纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的作用，计算出的值比公认的值要偏小一些．。