陕西省西安市西安交通大学附属中学 2024届物理高一第二学期期末综合测试模拟试题含解析

陕西省西安市西安交通大学附属中学2024届物理高一第二学期
期末综合测试模拟试题
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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、(本题9分)物理学史记载，伽利略反复做了小球沿斜面运动的实验，结果表明小球沿斜面滚下的运动是匀变速直线运动。

然后，伽利略将实验结果做了合理的外推，所谓“外推”是指下列叙述中的哪一项？（）
A．物体下落的快慢是由它们的重量决定的
B．物体沿斜面运动速度的变化相对位移来说是均匀的
C．不断增大斜面倾角，小球的加速度随倾角的增大而变大
D．如果斜面倾角增大到90 ，小球仍然会保持匀加速运动性质，而且所有物体下落时的加速度都是一样的
2、如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图( )
A．直线p B．曲线Q C．曲线R D．无法确定
3、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则( )
A ．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等
B ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球动能较大
C ．两球到达各自悬点的正下方时，B 球动能较大
D ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球损失的重力势能较多
4、 (本题9分)一块重量是2 N 的石块静止在水平地面，一同学用与石块接触时平均大小为10 N 的力踢石块，石块在水平地面上滑行了1 m ．则该同学对石块所做的功是 A ．2 J
B ．10 J
C ．12 J
D ．条件不足，无
法计算
5、 (本题9分)质量为m 的滑块沿高为h ，长为L 的粗糙斜面匀速下滑，在滑块从斜面顶端滑至底端的过程中
A ．滑块的机械能保持不变
B ．滑块克服摩擦所做的功为mgL
C ．重力对滑块所做的功为mgh
D ．滑块的机械能增加了mgh 6、a 、b 两灯连接成如图所示的电路。

a 灯的规格为“220V 40W”，b 灯的规格为“220V 100W”。

通电时，a 、b 灯两端电压分别为a U 、b U ，实际功率分别为a P 、b P ，且实际功率都没有超过额定功率，设a 、b 灯电阻不变。

下列判断正确的是
A ．a b U U <，a b P P <
B ．a b U U <，a b P P >
C ．a b U U >，a b P P <
D ．a b U U >，a b P P >
7、 (本题9分)如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg 和1kg 的可视为质点的小球A 和B ，两球之间用一根长L ＝0.1m 的轻杆相连，小球B 距水平面的高度h ＝0.1m ．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g 取10m/s 1．则下列说法中正确的是（ ）
A ．下滑的整个过程中A 球机械能不守恒
B ．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒
C ．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为1m/s
D ．下滑的整个过程中B 球机械能的增加量为23J 8、 (本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车。

现有一质量也为m 的小球以0v 的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去（不计一切摩擦），到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列判断正确的是
A ．小球在小车上到达最高点时的速度大小为0
B ．小球离车后，对地将向右做平抛运动
C ．小球离车后，对地将做自由落体运动
D ．此过程中小球对车做的功为16()()6222
n
m n m +∴⋅+⋅-= 9、如图所示，长为L 的水平传送带以恒定速率v 运行，质量为m 的物块(可视为质点),从传送带左端由静止释放，一直加速运动到传送带右端， 经历时间t ,若物体与传送带之间动摩擦因数为μ.在上述过程中，下列说法中一定 正确的是
A ．传送带对滑块做的功为µ
mgvt B ．传送带对滑块做的功为12
mv 2 C ．传送装置额外多做的功为µmgvt D ．传送装置额外多做的功为
()22212m g t mg vt L μμ+- 10、两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为T A ：T B ＝1：8，则关于两卫星及轨道半径、运动速率、向心加速度之比的说法（ ）
A ．在轨道2为卫星A
B．R A：R B＝1：4
C．v A：v B＝1：8
D．a A：a B＝16：l
11、(本题9分)如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是()
A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小
D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大
12、(本题9分)质量为1kg的物块A，以5m/s的速度与质量为4kg静止的物块B发生正碰，碰撞后物块B的速度大小可能为（）
A．0.5m/s B．1m/s C．1.5m/s D．3m/s
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、(本题9分)(1)利用重锤的自由下落验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的?___________．
A．天平B．4～6V的低压直流电源C．刻度尺D．停表
(2)在使用重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…．测得重锤从开始运动到各时刻下落的高度分别是s1、s2、s3…，则重物由“0”点运动到“4”点，重力势能减少量的表达式为________，动能增量的表达式为__________(重锤质量为m，打点计时器的打点周期为T)，实验结果发现动能增量总_____________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量，主要的原因是
__________________________________．
14、(本题9分)如图所示，a、b是匀强电场中的两点，两点间的距离为0. 8m，两点的连线与电场线平行，两点间的电势差为8. 0 V，则匀强电场的场强大小为_______V/m，
把电子从a 点移到b 点，电子的电势能将_______（填“增大”“减小”或“不变”）.
15、 (本题9分)若已知某星球的质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则该星球的第一宇宙速度为________；若已知某星球的半径为R ，星球表面的重力加速度为g ，则该星球的第一宇宙速度为____________。

三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)如图所示，光滑的水平面AB 与光滑的竖直半圆形轨道BC 平滑连接，半圆轨道半径0.2m R =，一个质量为0.5kg m =的物体放在A 处。

现作用一水平向右的恒力F 。

使物块由静止开始运动，当物体运动到B 点时。

撤去水平恒力F ，
物体恰好能通过半圆轨道的最高点C ，并从C 点水平抛出。

后又落回A 处。

g 取210m/s ，物体可视为质点。

空气阻力不计。

求：
（1）AB 的长度L ；
（2）物体在B 点时对轨道的压力；
（3）力F 的大小。

17、（10分） (本题9分)如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。

图中A 、B 两车相距L =7m 时，B 车正以v B =4m/s 速度匀速行驶，A 车正以v A =8m/s 的速度借道超越同向行驶的B 车，此时A 车司机发前方不远处有一辆汽车C 正好迎面驶来，A 车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与B 车相同的正常行驶车道。

不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化，则
（1）A 车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B 车相撞。

（2）若A 车驶回原车道时，司机估计会与B 车相碰的危险，立即以大小为a A =1m/s 2的加速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒B 车司机加速，B 车司机经过t 0=1s 的反应时间后，立即以a B =0.5m/s 2的加速度匀加速。

（不计A 车司机的反应时间）。

则： ①B 车加速后经过多长时间A 、B 两车速度相等；
②A会不会追尾B车（请通过计算分析）。

参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、D
【解题分析】
A．伽利略认为物体下落快慢与物体重量无关，故A错误；
B．经实验证实其速度的变化对时间来说是均匀的，故B错误；
C．不断增大斜面倾角，小球的加速度随倾角的增大而变大，是实验所得，并非外推所得，故C错误；
D．经过外推得到，如果斜面倾角增大到90 ，小球仍然会保持匀加速运动性质，而且所有物体下落时的加速度都是一样的，故D正确。

故选D。

2、B
【解题分析】
红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向大致指向轨迹凹的一向，知轨迹可能为曲线Q，故B正确，ACD 错误．
3、B
【解题分析】
整个过程中两球减少的重力势能相等，A球减少的重力势能完全转化为A球的动能，B 球减少的重力势能转化为B球的动能和弹簧的弹性势能，所以A球的动能大于B球的
动能，所以B 正确；
4、D
【解题分析】
在公式W = Fscosα中，如果F 和s 不在同一个物理过程，则代入公式计算是没有意义的．以石块为研究对象，石块受力为10N ，由于在此力作用下的位移未知，故无法确定，故D 对；ABC 错；
故选D
5、C
【解题分析】
A. 滑块匀速下滑，动能不变，重力势能减小，则机械能减小．故A 错误；
B. 由题，滑块匀速下滑，动能的变化量为零，根据动能定理得，mgh−W f =0，则滑块克服阻力所做的功W f =mgh.故B 错误；
C. 重力对滑块所做的功W=mgsinθ⋅L=mgh.故C 正确；
D. 滑块减小的机械能等于克服摩擦力做的功mgh ，故D 错误．
故选C
6、D
【解题分析】 根据2
U P R
＝知：a 灯的电阻为21220121040R Ω＝＝，b 灯的电阻为22220484100R Ω＝＝，所以a 灯的电阻大于b 灯的电阻，因为两灯电流相等，根据U=IR 知U a ＞U b ，又因为P =UI ，所以P a ＞P b ；
ABC.此三项错误；
D.此选项正确；
7、AD
【解题分析】
AB ．在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B 在水平面滑行，而A 在斜面滑行时，杆的弹力对A 做功，所以A 球机械能不守恒，故选项A 正确，B 错误；
C ．根据系统机械能守恒得2130()()2
A B A B m g h Lsin m gh m m v +︒+=+，代入解得
/v m s =，故选项C 错误． D ．系统下滑的整个过程中B 球机械能的增加量为
21223
B B m v m gh J -=，故选项D 正确．
8、CD
【解题分析】 当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h ，则：mv 0=2mv ，解得：02
v v =，故A 错误；设小球离开小车时，小球的速度为v 1，小车的速度为v 2，整个过程中动量守恒，得：mv 0=mv 1+mv 2，由动能守恒得：
222012111222
mv mv mv =+，联立解得：v 1=0，v 2=v 0，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，故B 错误，C 正确；对小车运用动能定理得，小球对小车做功：220011022W mv mv =
-=，故D 正确。

所以CD 正确，AB 错误。

9、CD
【解题分析】
A 、
B 项：传送带对滑块的摩擦力为：f mg μ=，滑块的位移为：L ，所以传送带对滑块做的功为W mgL μ=，由于滑块到达传送带右端的速度不一定为v ，所以传送带对滑块做的功不一定为212
mv ，故AB 错误； C 项：传送装置额外多做的功即为传送带克服滑块与传送带间的摩擦做的功，传送带的位移为vt ，所以功为：mgvt μ，故C 正确；
D 项：由能量守恒可知，传送装置额外多做的功转化的系统的热量和滑块的动能，滑块到达右端时的速度为：v at gt μ==，所以动能为22212
k E m g t μ=，产生的热量为：()Q mg vt L μ=-，所以传送装置额外多做的功为()22212
m g t mg vt L μμ+-，故D 正确。

10、BD
【解题分析】
AB.根据万有引力提供向心力
2
22GMm m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
可知:
32r T GM
π= 两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为1:8,所以轨道半径之比R A ：R B ＝1：4,所以在轨道2为卫星B ，故A 错误，B 正确
C.根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:
2
2GMm v m r r
= 可得：
v A ：v B ＝2：1
故C 错误；
D.根据
2GMm ma r
= 可得：
a A ：a B ＝16：1
故D 正确。

11、CD
【解题分析】
小球刚接触弹簧瞬间具有向下的速度，开始压缩弹簧时，重力大于弹力，合力竖直向下，加速度方向竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，故刚接触弹簧瞬间小球的速度不是最大，故A 错误；当小球所受的弹力等于重力时，此时物体的加速度为零，速度达到最大；以后小球继续下落压缩弹簧时，小球所受的弹力大于重力，合力竖直向上，加速度竖直向上，与速度方向相反，小球开始做减速运动，最后停止．从小球接触弹簧到到达最低点，加速度方向先向下后向上，且加速度先减小后增大，小球的速度先增大后减小，故B 错误，CD 正确．
12、BC
【解题分析】
以两球组成的系统为研究对象，以碰撞前A 球的速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：m A v 0=m A v A +m B v B
由机械能守恒定律得：m A v 02=m A v A 2+m B v B 2
解得：．
如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A 球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
m A v 0=（m A +m B ）v B
解得：v B =1m/s
则碰撞后B 球的速度范围是：1m/s≤v B ≤2m/s ，所以碰撞后B 球的速度可能值为1m/s 和
1.5m/s ，故AD 错误，BC 正确；故选BC.
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、C mgs 4 m(s 5-s 3)2/8T 2 小于 重锤下落过程受到阻力作用
【解题分析】
（1）A 、由于验证机械能守恒定律公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，故A 错误． B 、该实验需要交流电源，故B 错误．
C 、实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺，故C 正确．
D 、在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，故D 错误． 故选C ．
（2）重物由O 点运动到“4”点，势能的减少量的表达式为：4mgS ； 4这个点的速度为：532s s v T -=，动能增量的表达式为2
25342()128m s s mv T
-=,实验结果发现动能增量总小于重力势能的减少量，主要的原因是重锤下落过程受到阻力作用．
14、10 增大
【解题分析】
第一空.ab 的方向与电场线的方向平行，则由U ab =Ed ab ，则场强为：10V/m ab ab
U E d ==； 第二空.电子在电场中受到的电场力的方向与电场线的方向相反，则电子受到的电场力的方向向左，把电子从a 点移到b 点，电场力对电子做负功，电子的电势能增大。

15
【解题分析】
[1]航天器在星球表面附近做匀速圆周运动的线速度，就是第一宇宙速度。

其做圆周运动的向心力由万有引力提供，由向心力公式
2
2Mm mv G R R
=① 解得第一宇宙速度
v = [2]在星球表面附近重力等于万有引力，所以
2
Mm mg G R =③ 由②③式解得
v =
三．计算题(22分)
16、（1）0.8m ；（2）30N ；（3）6.25N
【解题分析】
（1）物体恰好从圆轨道的定点C 水平抛出，则在C 点，由重力提供向心力，则有
2c v mg m R
= 从C 到A 的过程中，根据平抛运动
2122
R gt = c L v t = 解得
20.4m L R === （2）从B 到C 的过程中，根据动能定理得
2211222
c B mgR mv mv -=- 在B 点，根据牛顿第二定律有
2B NB v F mg m R
-= 解得
630N NB F mg ==
根据牛顿第三定律可知：物体在B 点对轨道的压力与轨道对物体的支持力是一对相互作用力，即
60N '3NB NB F F mg ===
（3）从A 到C 的过程中，根据动能定理得
21202
c F L mgR mv ⋅-=-
解得
212252 6.25N 4
c mv mgR F m L +=== 17、（1）87
m/s 2；（2）2s, 不会追尾 【解题分析】
（1）A 车减速到与B 车同速时，若恰未与B 车相碰，则A 车将不会与B 车相碰， 设经历的时间为t ，则
A 车位移：2
A B A v v x t += ① B 车位移：B B x v t = ②
A B x x L -= ③
由①②③式代值解得：t =3.5s
则A 车与B 车不相碰，刹车时的最小加速度大小：
22848//3.57
A B v v a m s m s t --=== （2）①设B 车加速后经过t 1秒两车同速，则：
()101A A B B v a t t v a t -+=+
代值解得：12t s =
②A 、B 车同速时，若A 车未追尾B 车，则A 车不会追尾B 车，设两车同速时速度为v ，则：
15/B B v v a t m s =+=
此过程中，A 车位移：()10'19.52
A A v v x t t m +=
+= B 车位移：01'132B
B B v v x v t t m +=+= 两车位移差：'' 6.5A B x x x m L ∆=-=<
故A 车不会追尾B 车.。