河南省淮阳第一高级中学2024届高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

河南省淮阳第一高级中学2024届高一物理第二学期期末学业水
平测试模拟试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符． 4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、在某电场中，A 、B 两点间的电势差AB U =60 V ，B 、C 两点间的电势差BC U =–50 V ，则A 、B 、C 三点电势高低关系是 A ．A B C ϕϕϕ>> B ．A C B ϕϕϕ<< C ．A C B ϕϕϕ>>
D ．C B A ϕϕϕ>>
2、 (本题9分)一物体做直线运动的v-t 图象如图所示，可知合力对该物体（ ）
A ．做正功
B ．做负功
C ．先做正功后做负功
D ．先做负功后做正功
3、 (本题9分)如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A 。

汽车匀速向右运动，在物块A 到达滑轮之前，关于物块A ，下列说法正确的是
A ．将竖直向上做匀速运动
B．将处于失重状态
C．将处于超重状态
D．将竖直向上先加速后减速
4、(本题9分)如图所示，分别用两个恒力F1和F2先后两次将质量为m的物体从静止开始，沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端，第一次力F1的方向沿斜面向上，第二次力F2的方向沿水平向右，两次所用时间相同在这两个过程中( )
A．F1和F2所做功相同B．F1和F2的大小相同
C．物体的机械能变化相同D．F1和F2对物体的冲量大小相同
5、甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相等时间里甲转过60︒，乙转过45︒，转动半径之比为1∶3，则甲、乙两快艇的线速度大小之比为（）
A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16
6、(本题9分)一带电小球在从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功7J，电场力做功2J，克服空气阻力做功0.5J，则下列判断正确的是（）
A．动能增大9.5J B．机械能增大1.5J
C．重力势能增大7J D．电势能增大2J
7、(本题9分)如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A点。

质量为m的物体从斜面上的B点由静止开始下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上。

下列说法正确的是（）
A．物体最终将停在A点
B．整个过程中物体第一次到达A点时动能最大
C ．物体第一次反弹后不可能到达B 点
D ．整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功
8、 (本题9分)起重机将质量为m 的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为3
g
，货物上升h 的过程中（已知重力加速度为g ），则（ ）
A ．货物克服重力做功mgh
B ．货物的动能增加了
2
3mgh C ．合外力对货物做功为1
3mgh
D ．货物的机械能增加了4
3
mgh
9、 (本题9分)在某次演练中，一颗炮弹在向上飞行过程中爆炸，如图所示。

爆炸后，炮弹恰 好分成质量相等的两部分。

若炮弹重力远小于爆炸内力，则关于爆炸后两部分的运动轨迹可能正确的是
A ．
B ．
C ．
D ．
10、 (本题9分)（多选题）如图所示，将一质量为m 的摆球用长为L 的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，细绳与竖直方向成θ角，下列说法中正确的是（ ）
A ．摆球受重力、拉力和向心力的作用
B ．摆球受重力和拉力的作用
C．摆球运动周期为πLcos
g
D．摆球运动的角速度有最小值，且为
g
L
11、关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是( )
A．它是卫星环绕地球运行的最小速度
B．它是卫星环绕地球运行的最大速度
C．它是发射地球卫星的最小发射速度
D．它是发射地球卫星的最大发射速度
12、如图所示，甲图是高速公路上某一行车道限速指示牌，乙图是川藏公路上的某一“区间限速”指示牌，则下列说法正确的是()
A．甲图中的120指的是瞬时速率不允许超过120km/h
B．甲图中的80指的是瞬时速率不允许低于80km/h
C．乙图中的63km指的是路程，任一时刻的速率都不允许超过70km/h
D．乙图中的63km指的是路程，全程的平均速率不允许超过70km/h
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分）如图甲是“研究平抛运动”的实验装置图．
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有__ ．
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，且斜槽轨道必须光滑
B．将木板校准到竖直，并使木板平面与小球运动的平面平行
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．每次释放小球时的位置越高，实验效果越好
(2)图乙是柴同学多次实验后，得到小球经过的5个位置，请用笔画出小球平抛运动的轨迹____．
14、（10分）(本题9分)某同学设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的不变量，实验器材有：打点计时器、低压交流电源（频率为50 Hz）、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平．该同学设计的实验步骤如下：
A．用天平测出小车A的质量为m A=0.4kg，小车B的质量为m B=0.2kg
B．更换纸带重复操作三次
C．小车A靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B放在长木板中间
D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源
E．接通电源，并给小车A一定的初速度v A，小车A与小车B相撞黏合成一个整体（1）请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来_________．
（2）打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图所示，根据这些数据把下表空白处①②③④的数值补充完整．
碰撞前碰撞后
物理量A车B车AB整体
质量（kg）0.4 0.2 0.6
速度（m/s） 3.0 0 ________
v
（m·s－1·kg－1）7.5 0 ②________
m
mv（kg·m/s） 1.2 0 ③________
mv 2（kg·m2/s2） 3.6 0 ④________ （3）由表中数据可得出的结论是：碰撞前后的不变量是___
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）(本题9分)a、b两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b 卫星离地面高度为3R，己知地球半径为R，表面的重力加速度为g，试求：（1）a、b两颗卫星周期分别是多少？
（2）a、b两颗卫星速度之比是多少？
（3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？
16、（12分）(本题9分)2019年4月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星。

这是北斗三号系统的首颗倾斜地球同步轨道卫星。

卫星进入工作轨道并进行一系列在轨测试后，将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网运行。

已知中圆地球轨道卫星运行轨道距地面的高度为h，绕地球做匀速圆周运动的加速度为a，第44颗北斗导航卫星与地球同步轨道卫星轨道距地面的高度均为H，地球半径为R，求：
(1) 第44颗北斗导航卫星绕地球做匀速圆周运动的速度大小；
(2) 地球自转周期。

17、（12分）A、B两球沿同一条直线相向运动，所给的图象记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a和b分别为A、B碰撞前的图象，c为碰撞后它们的图象，若A球质量为，根据图象，求：
（1）B球质量；
（2）碰撞前后损失的动能。

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、C 【解题分析】
电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较A 、B 、C 三点电势的高低． 【题目详解】
A 、
B 两点间的电势差60V AB U =，知A 点的电势比B 点的电势高60V ，B 、
C 两点间的电势差50V BC U =-，知B 点的电势比C 点的电势低50V ，则A 点的电势比C 点的电势高10V ，所以A C B ϕϕϕ>>，C 正确． 【题目点拨】
解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即AB A B U ϕϕ=-，基础题． 2、C 【解题分析】
在v−t 图象中，斜率代表加速度，故拉力开始与运动方向相同，后来拉力与运动方向相反，故拉力先做正功，后做负功，故C 正确，ABD 错误． 3、C 【解题分析】
设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A 的速度，根据平行四边形定则得v A =v cos θ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A 的速度增大，A 做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，A 处于超重状态，故ABD 错误，C 正确。

【题目点拨】
解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度． 4、C 【解题分析】
ABC.由公式x =at 2得，由于x 和t 均相同，故加速度a 相同，由v =at ，t 相同，则物体到达斜面顶端时速度相同，动能相同，根据动能定理得知，总功相等．第一个物体所受的摩擦力f 1=μmgcosθ小于第二个物体所受的摩擦力f 2=μ(mgcosθ+F 2sinθ)，位移相等，所以第一个物体所受的摩擦力做功小于第二个物体所受的摩擦力做功，重力做功相同，则F 1做的功比F 2做的功少． W 1=F 1s <W 2=F 2scosθ
由上式可看出F 2cosθ>F 1，所以F 1<F 2，物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，故AB 错误，C 正确。

D.时间相等，F 1<F 2，所以F 1和F 2对物体的冲量大小不相同，故D 错误。

5、C 【解题分析】
由题知，甲的角速度ω1=
t
θ
=3t π，乙的角速度ω2=4t
π，12ωω=43，又12r r =13，则甲、乙两快艇的线速度大小之比12v v =
1122r r ωω=4133⨯=4
9
，故C 正确，ABD 错误。

6、B 【解题分析】
A.由动能定理可得，△E K =7J+2J-0.5J=8.5J ，故A 不符合题意；
B. 重力外之其它力做的总功等于机械能的增加量，机械能的增加量为2J-0.5J=1.5J ，故B 符合题意；
C.重力做功7J ，重力势能减小7J ，故C 不符合题意。

D.电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，电场力做了2J 的功，电势能减少2J ，故D 不符合题意； 7、CD 【解题分析】
根据题图可知，考查弹力作功与弹性势能变化关系，重力做功与重力势能变化的关系，摩擦力做功导致弹簧与物块的机械能在变化。

根据重力与重力沿斜面方向分力的关系判断物体最终静止的位置。

根据能量守恒判断物体反弹后到达的位置。

结合能量守恒，通过重力势能的减小量等于弹性势能的增加量和克服摩擦力做功产生的内能之和，判断重力势能的减小量与克服摩擦力做功的大小关系。

【题目详解】
A、由题意可知，物块从静止沿斜面向上运动，说明重力的下滑分力大于最大静摩擦力，因此物体不可能最终停于A点，故A错误；
B、物体接触弹簧后，还要继续加速，直到弹力与重力的分力相等时，达到最大速度；故最大速度在A点下方；故B错误；
C、由于运动过程中存在摩擦力，导致摩擦力做功，所以物体第一次反弹后不可能到达B点，故C正确；
C、根据动能定理可知，从静止到速度为零，则有重力做功等于克服弹簧弹力做功与物块克服摩擦做的功之和，则重力势能的减小量大于物块克服摩擦力做功。

故D正确；【题目点拨】
由受力分析来确定运动情况很关键。

8、ACD
【解题分析】
A、货物上升h的过程中，货物克服重力做功mgh，故A正确。

B、根据动能定理：动能增加量E k=F合h=mah=1
3
mgh，故B错误。

C、合外力对货物做功W合= F合h=mah=1
3
mgh，故C正确。

D、根据牛顿第二定律：F拉-mg=ma，F拉=mg+ma=4
3
mg，货物增加的机械能E机=F
拉h=
4
3
mgh，故D正确。

9、BD
【解题分析】
A. 炮弹爆炸时，内力远大于外力，系统的动量守恒，由图知，该图水平方向满足动量守恒，但竖直方向不满足动量，不可能，故A项与题意不相符；
B. 该图水平方向和竖直方向都满足动量守恒，是可能的，故B项与题意相符；
C. 该图水平方向满足动量守恒，但竖直方向不满足动量，不可能，故C项与题意不相符；
D. 该图竖直方向和水平方向都满足动量守恒，是可能的，故D项与题意相符。

10、BCD
【解题分析】
A、摆球只受重力和拉力作用．向心力是根据效果命名的力，是几个力的合力，也可以是某个力的分力,故A错误、B正确；
C、摆球的周期是做圆周运动的周期，摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方
向指向圆心的分力提供的．
即()2
124F mgtan m Lsin T
πθθ==，所以2Lcos T g θ=C 错误；
D 、2
1F mgtan m Lsin θωθ==（），所以g Lcos ωθ=
当0θ=︒时，ω最小值为 g
L
故D 正确．
点睛：此题要知道向心力的含义，能够分析向心力的来源，知道向心力可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力，此题中重力沿着水平方向的分力提供力小球做圆周运动所需的向心力． 11、BC 【解题分析】
第一宇宙速度有三种说法：
①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度；在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s ，而小于11.2km/s ，它绕地球飞行的轨迹就不是圆，而是椭圆，因此7.9km/s 不是人造地球卫星环绕地球飞行的最大运行速度，大于此值也可以，只不过物体做的是椭圆轨道运动，7.9km/s 是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

【题目点拨】
注意第一宇宙速度有三种说法：
①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度． 12、ABD 【解题分析】
A. 甲图中“120”表示某一位置的速度，是瞬时速度，即在该段行驶的瞬时速度应小于120km/h ，故A 项与题意相符合；
B. 甲图中“80”表示某一位置的速度，是瞬时速度，即在该段行驶的瞬时速度最小为
80km/h，即不低于80km/h，故B项与题意相符合；
CD. 乙图中“63km”是拉萨的路程，由于是限速指示牌，可知乙图中的54min为最短时间，即行驶63km的时间不超过54min。

则最大平均速度：
故C项不符合题意，D项与题意相符。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、BC 过O点的光滑曲线，如图所示：
【解题分析】
（1）[1]A.为了保证小球做平抛运动，斜槽的末端需保持水平。

斜槽不一定需要光滑。

故A项错误；
B. 因为小球下落的平面竖直，所以记录小球平抛轨迹位置的木板平面必须竖直，故B 项正确；
C. 为了保证小球初速度相等，每次让小球从斜槽的同一高度由静止释放，故C项正确；
D.每次释放小球的位置不是越高，实验效果越好，高度适当即可，故D项错误。

（2）[2]过O点的用光滑曲线画出小球平抛运动的轨迹如图所示：
14、（1）ADCEB （2）①2.0 ②3.3 ③1.2 ④2.4 （3）小车A和小车B的质量与速度的乘积（动量）之和
【解题分析】
（1）[1]．在实验中首先需要测量出两滑块的质量，然后再安装装置，安装时先要将轨道放置在桌面上，然后将小车放在轨道上，并且靠近打点计时器，接通电源后开始实验，要注意多次重复实验，故步骤为：ADCEB ；
（2）[2][3][4][5]．碰后做匀速运动，应以EF 段时行分析，速度
2
410' 2.0m/s 0.02
EF v T -⨯=== 则
2.0
3.3m/kg s 0.6
v m ==⋅； 0.6 2.0 1.2kg m/s mv =⨯=⋅；
()220.64 2.4kg m/s mv =⨯=；
（3）[6]．根据表格数据可知，守恒的量应是小车A 和小车B 的质量与速度的乘积（动量）之和；
【题目点拨】
本题考查验证动量守恒的实验，要注意明确实验原理，根据实验原理即可明确正确的方法和步骤，本实验中质量可以最后测量，故步骤答案并不唯一，同时要注意明确动量守恒的正确表达式的书写．
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（1
）2
，16 （2）速度之比为2
【解题分析】
【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量，然后根据万有引力做向心力求得运动周期；卫星做匀速圆周运动，根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比；由根据相距最远时相差半个圆周求解；
解：（1）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， 对地面上的物体由黄金代换式2
Mm G mg R = a 卫星2
224a
GMm m R R T π=
解得2a T =
b 卫星2
224·4(4)b
GMm m R R T π=
解得16b T = （2）卫星做匀速圆周运动，F F =引向，
a 卫星22a mv GMm R R
=
解得a v =b 卫星b 卫星2
2(4)4Mm v G m R R
=
解得v b =所以 2a b
V V = （3）最远的条件22a b
T T πππ-=
解得t =16、（1
）(R h =+v 2
）T = 【解题分析】
（1）设第44颗北斗卫星质量为m 1，中圆地球轨道卫星m 2，太阳质量为M ，由万有引力定律、匀速圆周运动规律得：
第44颗北斗卫星 2112()GMm m R H R H
=++v 中圆地球轨道卫星 222()
GMm m a R h =+
得：(R h =+v (2)地球自转周期与同步卫星周期相同：2()R H T π+=v
解得：
2()
•
R H R H T
R h a
π++ =
+
17、（1）（2）
【解题分析】
（1）由图象可以知道，碰撞后两球的共同速度为：
碰撞前，A、B的速度分别为：
两球碰撞过程中动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得:
代入数据得
（2）由能量守恒定律可以知道，碰撞过程损失的机械能
代入数据得:。