2024届湖南省三湘名校教育联盟物理高一第二学期期末联考模拟试题含解析

2024届湖南省三湘名校教育联盟物理高一第二学期期末联考模
拟试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、假设在地球周围有质量相等的A 、B 两颗地球卫星，已知地球半径为R ,卫星A 距地面高度为R ,卫星B 距地面高度为2R ,卫星B 受到地球的万有引力大小为F ,则 卫星A 受到地球的万有引力大小为： A ．
32
F B ．
49
F
C ．
94
F D ．4F
2、A 、B 两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上．已知A 、B 两球质量分别为2m 和m ．当用板挡住A 球而只释放B 球时，B 球被弹出落于距桌边距离为x 的水平地面上，如图所示．取走A 左边的挡板，用同样的程度压缩弹簧，将A 、B 同时释放，B 球的落地点距离桌边距离为
A ．
3
x B ．3x
C ．x
D ．
63
x 3、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
B ．弹簧的拉力大小F =mg cos θ
C ．小球的加速度大小为g tan θ
D ．小球的加速度大小为g sin θ
4、 (本题9分)在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示．一质量为m 的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为1N ，通过凹形路面最低处时对路面的压力为
2N ，则（ ）
A ．1N mg >
B ．2N mg =
C ．1N mg <
D ．2N mg <
5、 (本题9分)如图，在河水速度恒定的小河中，一小船保持船头始终垂直河岸从一侧岸边向对岸行驶，船的轨迹是一个弯曲的“S”形，则( )
A ．小船垂直河岸的速度大小恒定不变
B ．小船垂直河岸的速度大小先增大后减小
C ．若河水速度增大，小船的过河时间变短
D ．若船以出发时的速度匀速过河，过河时间将变短
6、 (本题9分)1019年4月10日11点，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。

科学家曾在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，将黑洞视为质点，且两黑洞与圆心始终在一条直线上。

若其中一黑洞的质量为M 1，轨道半径为r 1，角速度为ω1，加速度为a 1，周期为T 1，另一黑洞的质量为M 1，轨道半径为r 1，角速度为ω1，加速度为a 1，周期为T 1．根据所学知识，下列选项正确的是（ ）
A ．双黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M 1：M 1
B ．双黑洞的轨道半径之比r 1：r 1＝M 1：M 1
C ．双黑洞的向心加速度之比a 1：a 1＝M 1：M 1
D ．两黑洞的周期之比为T 1：T 1＝l ：1
7、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、如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动。

在t＝0时轻绳断开，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是( )
A．时，A的动量为2mv B．时，A的动量为4mv
C．时，B的动量为0 D．t＝0至时间内，A、B的总动量守恒
9、(本题9分)体重为600N的小红同学站在升降机中的测力计上，某一时刻他发现磅秤的示数为500N，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动( )
A．加速上升
B．匀速上升
C．加速下降
D．减速上升
10、在下列物理现象或者物理过程中，机械能发生改变的是（）
A．匀速下落的降落伞
B．沿斜面匀速上行的汽车
C．树叶从树上掉下在空中飘落
D．细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动
二、实验题
11、（4分）(本题9分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）．其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中与B相连的弹簧测力计的示数为________N．
（2）在实验中，如果只将OB、OC绳换成橡皮筋，其他步骤保持不变，那么实验结果_________（选填“会”或“不会”）发生变化．
（3）在本实验中，F1和F2表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力；F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则各图中符合实验事实的是（）
12、（10分）(本题9分)在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某学习小组在实验室组装了如图甲所示的装置，他们选用的砝码质量为m，称得小车的质量为M，把纸带
连在小车上，细线跨过滑轮并挂上砝码，让小车处于静止状态。

请回答下列问题∶
(1)要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应___________（填“远大于”“近似等于”或“远小于”）小车的质量；
(2)要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
(3)接通打点计时器电源，释放小车，让砝码带动小车加速运动，打点计时器打出一条如图乙所示的一条纸带，0点为起始点，相邻计数点间的时间间隔为T ，重力加速度为g ；从0点到第7点，细线拉力对小车做的功为__________J ；打第7点时小车速度为__________m/s ；（用题中所给的表示数据的字母表示）
(4)若遵循(1)(2)步骤进行某次实验，得到以拉力做功W 为纵坐标，以速度的平方v 2为横坐标的W -v 2图像如图丙所示，则图像不经过原点主要原因是____________________。

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、C 【解题分析】
B 卫星距地心为3R ，根据万有引力的表达式，可知受到的万有引力为
22(2)9GMm GMm
F R R R =
=+；A 卫星距地心为2R ，受到的万有引力为
22()4GMm GMm F R R R '=
=+，则有
9
4
F F '=；故A ，B ，D 错误；C 正确. 2、D
【解题分析】
当用板挡住A 球而只释放B 球时，B 球被弹出落于距桌边距离为x 的水平地面上，则
212h gt =、B x v t =、212P B E mv =，解得：弹簧的弹性势能24p mx g E h
=
当用同样的程度压缩弹簧，取走A 左边的挡板，将A 、B 同时释放，由动量守恒可得：
1202mv mv =-，可得：12:1:2v v =，因此A 、B 获得的动能之比12:1:2K K E E =，
所以B 球获得的动能2
2
22132K p E E mv ==．那么B 球抛出时的初速度223x g
v h
=，平抛后水平位移2263
x v t x ==
故D 项正确，ABC 三项错误． 【题目点拨】
本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律及平抛运动规律．两种情况下，弹簧弹性势能相同，在弹簧恢复原长过程中弹性势能转化为动能． 3、C 【解题分析】
根据共点力的平衡，求得弹簧的弹力，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
烧断后的瞬间，弹力不变，弹力与重力的合
力与烧断前的绳子拉力等值反向，所以烧断后的瞬间，小球的合力为，根据牛顿
第二定律，加速度
A.小球的合力大小为
与分析不符，故A 错误；
B. 弹簧的拉力大小F =mg cos θ与分析不符，故B 错误；
C. 小球的加速度大小为g tan θ与分析相符，故C 正确；
D. 小球的加速度大小为g sin θ与分析不符，故D 错误。

4、C 【解题分析】
AC ．汽车过凸形路面的最高点时，设速度为v ，半径为r ，由牛顿第二定律得：
mg−N 1=2
v m r
，
解得：
N 1=mg −2
v m r
则
故A 错误，C 正确；
BD. 汽车过凹形路面的最高低时，设速度为v ，半径为r ，由牛顿第二定律得：
N 2−mg =2
v m r
，
解得：
N 2=mg +2
v m r
所以 N 2>mg
故B 错误，D 错误． 故选C. 5、B 【解题分析】
AB ．船在沿河岸的方向上是匀速直线运动，即在相同的时间间隔内，在河岸方向上的位移是相同的；在垂直于河岸的方向上，在相等的时间间隔内（参照船在沿河岸方向上的时间），开始时位移较小，后逐渐增大再逐渐减小，所以速度是先增大后减小，即小船垂直河岸的速度大小是先增大后减小，选项A 错误，B 正确；
C ．船过河的时间与河水的速度无关，即若河水速度增大，小船的过河时间不变，选项C 错误；
D ．船刚出发时船速较小，则若船以出发时的速度匀速过河，过河时间将变长，选项D 错误。

6、BCD 【解题分析】
AD.一对相互环绕旋转的超大质量不等的双黑洞系统，在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，绕它们连线上某点做匀速圆周运动，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T 1：T 1＝1：1，故A 项不合题意，D 项符合题意； B.根据万有引力提供向心力，有12
2
M M G L
M 1ω1r 1＝M 11ω1r 1，其中r 1+r 1＝L ，得到r 1：r 1＝M 1：M 1，故B 项符合题意.
C.根据a ＝ω1r ，因为a 1：a 1＝r 1：r 1＝M 1：M 1，故C 项符合题意.
【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 θθπ
θ
==
=，，，
因为A 、B 圆运动的半径之比为2:1，所以:1:1A B a a =，:2:1A B v v =，
:2:1A 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、ACD 【解题分析】 A.
时，即B 刚停下时，对AB ，从t =0到
运用动量守恒定律，
解得A 的动量为，故A 正确；
B.当
时，对A 由动量定理得：
代入
解得：，故B 错误;
C. t =0到B 停下，对B ，动量定理
即时，B停下，所以时，B的动量为0，故C正确；
D. 设A、B受到的滑动摩擦力都为f，断开前两物体做匀速直线运动，根据平衡条件得：F=2f，设B经过时间t速度为零，对B由动量定理得：
解得：；由此可知，在剪断细线前，两木块在水平地面上向右做匀速直线运动，以AB为系统，绳子的属于系统的内力，系统所受合力为零；在剪断细线后，在B停止运动以前，两物体受到的摩擦力不变，两木块组成的系统的合力仍为零，则系统的总动量守恒，故在至的时间内A、B的总动量守恒，故D正确；
9、CD
【解题分析】
体重为600N的小红同学站在升降机中的磅秤上，发现磅秤的示数是500N，磅秤的示数是通过人对磅秤的压力产生的，所以人对磅秤的压力变小，人的重力不变，该同学处于失重状态，所以应该有向下的加速度，那么此时的运动可能是向下加速运动，也可能是向上减速运动，故AB错误，CD正确；故选CD．
【题目点拨】
当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度．
10、ABC
【解题分析】
A. 匀速下落的降落伞，必受到除重力以外的一个向上的阻力作用，阻力做负功所以机械能会减少，故A符合题意；
B. 沿斜面匀速上行的汽车，动能不变，但重力势能变大，所以机械能增加，故B符合题意；
C. 树叶从树上掉下在空中飘落，空气阻力做负功，所以机械能减少，故C符合题意；
D. 细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不变，所以机械能不变，故D不符合题意。

二、实验题
11、（1）1．82 （1）不会（3）B
【解题分析】
试题分析：（1）弹簧测力计的每一格代表2．1N ，所以图中B 的示数为1．82N ． （1）在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋可以同样完成实验，故实验结果不变；
（3）该实验中F 是由平行四边形法则得出的合力，而F′是通过实际实验得出的，故F′应与OA 在同一直线上，而F 与F 1、F 1组成平行四边形，故只有B 符合题意；故选B 考点：验证力的平行四边形定则
【名师点睛】探究求合力的方法是力学中的重点实验，应明确实验的原理、数据处理方法及本实验采用的物理方法．一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．
12、远小于 需要 mg （x 1+x 2+x 3） 34
2x x T
+ 操作失误，先释放小车，后打开电源 【解题分析】
(1)[1]以整体为研究对象，根据牛顿第二定律则有
()mg m M a =+
解得
mg
a m M
=
+
以M 为研究对象有绳子的拉力为
M
F Ma mg M m
==
+
显然要有F mg =，必有m M M +≈，故有
M m
即要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应远小于小车的质量； (2)[2]为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力； (3)[3]在打计数点0到7的过程中，细线拉力对小车做的功为
123()W mg x x x =++
[4]根据中点时刻的速度等于平均速度，打第7点时小车速度为
68734
22s v T x x T +=
= (4)[5]根据动能定理则有
2201122
W mv mv =
-
拉力做功0W =时，则有
0v v =
则图像不经过原点主要原因是打点计时器打点时，小车已经运动，即操作失误，先释放小车，后打开电源。