2024届河南省许昌市、洛阳市高一物理第二学期期末调研模拟试题含解析

2024届河南省许昌市、洛阳市高一物理第二学期期末调研模拟试
题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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)探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )
A．轨道半径变小
B．向心加速度变小
C．线速度变小
D．角速度变小
2、(本题9分)质量为M的木块位于粗糙的水平面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，使其速度由0增大到v，这一过程合力做功W1,木块加速度为a1, ,然后拉力方向不变，大小变为恒为2F，又作用一段时间，使其速度由v增大到2v，这一过程合力做功W2,加速度为a2,下列关系正确的是（）
A．W2=W1, a2=2a1,
B．W2=2W1,a2<2a1
C．W2＞3W1,a2=2a1
D．W2=3W1,a2＞2a1
3、已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T．假设地球是一个均匀球体，那么仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）A．月球的质量B．地球的质量
C．地球表面的重力加速度D．地球的密度
4、(本题9分)如图所示，一长为L的轻杆端固定在转轴O上，另一端固定一小球．现让小球在整直平面内绕O做圆周运动，当地重力加速度为g，当小球运动到最高点时（）
A ．最小速度为gL
B ．最小速度为0
C ．杆对小球的作用力只能是向下的拉力
D ．小球的速度越大，杆对小球的作用力也越大．
5、 (本题9分)如图所示，倒L 型的轻杆一端固定一个质量为m 的小球（可视为质点），L 杆可围绕竖直轴（OO '）以角速度ω的匀速转动。

若小球在水平面内作圆周运动的半径为R ，则杆对球的作用力大小为
A ．242m g R ω+
B ．242m g R ω-
C ．2m R ω
D ．不能确定
6、 (本题9分)如图所示，物体A 置于物体B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B 相连。

A 和B 一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度范围内）。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．
B 和A 的运动一定是简谐运动 B ．B 对A 的静摩擦力方向一定水平向右
C ．B 对A 的静摩擦力与弹簧的弹力始终大小相等
D ．B 对A 的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
7、 (本题9分)如图所示，内壁光滑的圆锥筒固定不动，圆锥筒的轴线沿竖直方向．两个质量相等的小球A 和B 紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动的轨道半径之比r A ∶r B =2∶1，取圆锥筒的最低点C 为重力势能参照面，则A 、B 两球
A．运动周期之比T A∶T B=2∶1
B．速度之比v A∶v B=2∶1
C．机械能之比E A∶E B=2∶1
D．向心加速度之比a A∶a B=2∶1
8、质量为2kg的物体竖直向上抛出，物体动能E随上升的高度h的变化关系如图所示。

重力加速度取10m/s2。

由图中数据可得
A．所受阻力大小为10N
B．所受阻力大小为30N
C．上升2m过程中，机械能减小20J
D．上升2m过程中，机械能减小60J
9、(本题9分)滑滑梯是小朋友们喜爱的娱乐项目之一。

如图所示，一小孩在公园中的粗糙滑梯上由静止加速滑下。

关于小孩下滑的过程，下列说法正确的是
A．滑梯对小孩的摩擦力做负功
B．滑梯对小孩的支持力做正功
C．小孩所受重力的功率减小
D．小孩增加的动能小于减少的重力势能
10、如图所示，圆1和圆2外切，它们的圆心在同一竖直线上，有四块光滑的板，它们
的一端A 搭在竖直墙面上，另一端搭在圆2上，其中B 、C 、D 三块板都通过两圆的切点，B 在圆1上，C 在圆1内，D 在圆1外，A 板与D 板最低点交于一点a （d ），且两板与竖直墙面的夹角分别为30°、60°，从A 、B 、C 、D 四处同时由静止释放一个物块，它们都沿板运动，到达叫板底端的时间分别为t A 、t B 、t C 、t D ，下列判断正确的是（ ）
A ．
B t 最短 B ．
C t 最短 C ．A B t t >
D ．A D t t =
二、实验题
11、（4分）用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，已知当地的重力加速度
（1）下列物理量需要测量的是_______，通过计算得到的是________。

（填写代号） A ．重锤质量 B ．与下落高度对应的重锤的运动时间 C ．重锤下落的高度 D ．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
（2）设重锤质量为m 、打点计时器的打点周期为T 、重力加速度为g.图乙是实验得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 为相邻的连续点.根据測得的s 1、s 2、s 3、s 4写出重锤由B 点到D 点重力势能减少量的表达式___，动能増加量的表达式______。

12、（10分）某学习小组为验证机械能守恒定律，用力传慼器、轻绳、光滑定滑轮、小球和量角器设计了如下实验。

（已知重力加速度为g ）
（1）用不可伸长的绳子跨过两个定滑轮，绳子两端分别与小球和力传感器相连，力感器固定在地面上，通过传感器可测得绳子拉力；
（2）调节两定滑轮之间的距离，在小球静止时，记下右端绳子长度L 及_____（写出
相关量及字母符号）；
（3）如图所示，将小球拉到使绳与竖直方向成角θ时，静止释放，小球向下做圆周运动，为了求出小球在最低点A 的速度，还需测量_____（写出相关量及字母符号），并求出小球在最低点A 的速度为_____（用已知和测得字母的符号表示）；
（4）将小球拉到不同θ角度，重复实验；
（5）试写出此验证机械能守恒的关系式_____（用已知和测得的字母符号表示）。

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、A
【解题分析】试题分析：由于，所以
，T 变小，变小，A 正确；又，
，变小，增大，B 错误；由，
，变小，增大，
C 错误；由
，
，变小，增大，D 错误。

考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
【名师点睛】根据万有引力提供向心力列式求解即可得到线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系；根据周期变小，先得到轨道半径的变化，再得出其它量的变化。

视频 2、D 【解题分析】
由牛顿第二定律得：F -F f =ma 1；2F -F f =ma 2，由于物体所受的摩擦力F f =μF N =μmg ，即F f 不变，所以211122()222f
f f
f F F F F F F a a a
g a m
m
m
μ--+=
+
=+＝
＝＞；由动能定
理：21102W mv =-；22221111
(2)33222
W m v mv mv W =-=⋅=，故选D. 3、B
【解题分析】
A.万有引力提供环绕天体的向心力，此式只能计算中心天体的质量，根据题给定的数据可以计算中心天体地球的质量，而不能计算环绕天体月球的质量，故A 不符合题意；
B.根据万有引力提供向心力可得：
2
224Mm G mR R T
π= 可得中心天体质量232
4R M GT π=，故B 符合题意；
C.在地球表面重力和万有引力相等，即
2
Mm
mg G
r = 所以
2
GM
g r =
因不知道地球半径故不可以求出地球表面的重力加速度；故C 不符合题意； D.因为月球不是近地飞行，故在不知道地球半径的情况下无法求得地球的密度，故D 不符合题意． 4、B 【解题分析】
由于小球与轻杆连接，则当小球运动到最高点时最小速度为零，选项A 错误，B 正确；杆对小球的作用力可以是向下的拉力，由也可以是向上的支持力，选项C 错误；当球
的速度为v =
杆对球的作用力为零，则当球的速度从v =杆对球的作用力均增大，选项D 错误；故选B.
点睛：此题关键是先搞清是“绳模型”还是“杆模型”，两者经过最高点的最小速度分别是
0.
5、A 【解题分析】
杆对小球的作用力的一个分力平衡了小球竖直方向的重力，另一个分力提供了小球水平圆周运动的向心力，所以杆对小球的作用力：
F ==BCD 错误A 正确
6、AD 【解题分析】
A.A 和B 起在光滑水平面上做往复运动，受力分析可知弹簧的弹力提供回复力，满足回复力F =-kx ，故都做简谐运动；故A 项符合题意.
BCD.设弹簧的形变量为x ，弹簧的劲度系数为k ，A 、B 的质量分别为M 和m ，根据牛顿第二定律得到整体的加速度为
，
对A ：
，
可见B 对A 的静摩擦力大小f 与弹簧的形变量x 成正比；B 对A 的静摩擦力方向在平衡位置右侧向左，在平衡位置左侧向右；故B 项不合题意，C 项不合题意，D 项符合题意. 7、BC 【解题分析】
小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的和提供向心力，结合牛顿第二定律列出向心力与线速度、角速度、向心加速度的表达式，从而进行求解． 设支持力和竖直方向上的夹角为θ，根据牛顿第二定律得：
22
24tan v mg ma m m r r T
πθ===，
解得：tan tan 2tan r
a g v gr T g θθθ
==
=，，
因为A 、B 圆运动的半径之比为2:1，所以:1:1A B a a =，:2A B v v =，
:2A B T T =，AD 错误B 正确；从以上分析可知:2:1kA kB E E =，根据几何知识可
知sin sin A B A B r r
h h θθ
=
=，，故:2:1pA pB E E =，由于机械能为动能和重力势能之和，故E A ∶E B =2∶1，C 正确．
8、AC 【解题分析】
AB.对物体受力分析后列动能定理得：-mgh-fh =△E k ，由图象得：h =2m ，△E k =-60J ，代入解得：f =10N ，故A 正确，B 错误；
CD.除重力外其他力做功等于机械能变化量，除重力外，只有阻力做功，克服阻力做功：W f =fh ，解得：W f =20J ，则机械能减小20J ，故C 正确，D 错误。

9、AD 【解题分析】
A.滑梯对小孩的摩擦力与运动方向相反，故摩擦力做负功，故A 正确；
B.支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功，故B 错误；
C.小孩加速滑下，竖直分速度一直增大，故功率增大，故C 错误；
D.小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，故小孩增加的动能小于减少的重力势能，故D 正确. 10、BCD 【解题分析】
设板与竖直方向的夹角为θ，沿板运动的加速度为： cos cos mg a g m
θ
θ=
= 设上面圆1的半径为r ，下面圆2的半径为R ，则Bb 轨道的长度为： 2cos 2cos s r R θθ=+
根据位移时间公式得：
212
s at =
则 4()
r R t g
+=
故从上面圆1上的任一点沿光滑直轨道达到下面圆2的任一点的时间相等；因B 在圆1上，C 在圆1内，D 在圆1外，且板的低端堵在下面圆2上，故有
D B C t t t >>；
轨道Aa 和Dd 相交于最低点a （d ）， sin sin A A D D L L θθ=
则对A 、D 有： cos cos mg a g m θ
θ=
=，212
L at = 联立解得：
t =
=
则有：
4cos30
A t
=
=
sin30
460cos60
3A D L t g
===
⋅故
A D t t =
故有： A D B C t t t t =>>
故A 错误，BCD 正确。

故选BCD 。

二、实验题
11、C D ()31mg s s - ()
4422
28ms s s T -
【解题分析】
第一空：实验中需要直接测量的是重锤下落的高度，故选C ；
第二空：通过计算得到的是与下落高度相对应的重锤的瞬时速度，故选D 。

第三空：重锤重力势能的减少量为()31mg s s -， 第四空：根据匀变速直线运动的推论有：242,22B D s s s v v T T
-==， 故重锤动能的增加量为
()2
2
4222222
44211112222228D B ms s s s s s mv mv m m T T T --⎛⎫⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 12、力传感器的读数F 0 力传感器的读数F
()()001
1cos 2
F F F θ-=
- 【解题分析】
（2）[1]根据实验原理可知，调节两定滑轮之间的距离，在小球静止时，记下右端绳子长度L 及力传感器的读数F 0，设小球的质量为m ，此时该力的大小等于小球的重力mg ，即 F 0＝mg
（3）[2]如图所示，将小球拉到使绳与竖直方向成角θ时，静止释放，小球向下做圆周运动，为了求出小球在最低点A 的速度，还需测量力传感器的读数F ；[3]当小球经过最低点时，小球受到的质量与绳子的拉力的合力提供向心力，即为：
2v F mg m L
-=
则小球在最低点A 的速度为：
v =
=
（5）[4]小球拉到使绳与竖直方向成角θ时，小球下降的高度为： h ＝L （1﹣cosθ） 小球减少的重力势能为： △E p ＝mgh ＝F 0L （1﹣cosθ） 小球增加的动能为：
()2011
22
K E mv F F L =
=- 若机械能守恒，则有：
()()001
1cos 2
F F F θ-=
-。