安徽省合肥市肥东县高级中学2024届物理高一下期末学业水平测试模拟试题含解析

安徽省合肥市肥东县高级中学2024届物理高一下期末学业水平测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)如图为甲、乙两灯泡的I﹣U图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率约为()A．15W30W B．30W40W C．40W60W D．60W100W2、(本题9分)一个质点做曲线运动，则其速度A．方向随时间而改变B．大小一定不断变化C．方向跟加速度的方向一致D．方向跟力的方向一致3、(本题9分)质量为m的物体以速度v0水平抛出，当其竖直分位移与水平分位移大小相等时，不计空气阻力，重力加速度为gA．物体的动能大小为mB．物体的瞬时速度大小为2C．重力的瞬时功率为2mgD．该过程物体重力做功的平均功率为14、(本题9分)如图6，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是A．粒子在M点的速率最大 B．粒子所受电场力沿电场方向 C．粒子在电场中的加速度不变 D．粒子在电场中的电势能始终在增加5、(本题9分)如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系有一只小球.将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放.当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P的钉子相碰.在绳与钉子相碰瞬间，以下哪些物理量的大小没有发生变化（不计绳子与钉子碰撞时能量损失）A．小球的线速度大小B．小球的角速度大小C．小球的向心加速度大小D．小球所受拉力的大小6、(本题9分)牛顿发现的万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，在天体运动中起着决定性作用．万有引力定律告诉我们，两物体间的万有引力（）A．与它们间的距离成正比B．与它们间的距离成反比C．与它们的质量乘积成正比D．与它们的质量乘积成反比7、(本题9分)如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则在此过程中A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mgB．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mgC．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下D．弹簧的弹性势能最大值为mgL8、质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，如图所示。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与水平方向成角，绳沿水平方向且长为，则下列说法正确的是（）A．绳的张力不可能为零B．角速度越大，绳的张力越大C．当角速度时，绳将出现弹力D．若绳突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化9、(本题9分)从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取，则以下说法正确的是（）A．抛出后3s末，小球的速度为B．在抛出后3s末，重力的功率为C．在抛出后3s内，重力的平均功率为150WD．抛出后（未落地）任意时间内，速度改变量的方向均竖直向下10、(本题9分)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直．一个质量为m的小球自A点的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿圆弧轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中A．重力做功mgRB．机械能减少C．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR11、(本题9分)某电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d是等势面上的四个点。将一电荷量为+q的点电荷在这四个点之间移动，下列判断正确的是A．沿任一路径从a到b，电场力做的功均为0B．沿任一路径从a到c和从b到c，电场力做的功均相等C．沿任一路径从a到c电场力做的功大于从c到d电场力做的功D．沿任一路径从a到d电场力所做的功均为从a到c电场力做功的两倍12、(本题9分)如图所示，内壁光滑半径大小为的圆轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为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、向心力、速度的平方，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．二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)有一条横截面积为s的铜导线通以大小为I的电流。已知铜的密度为，铜的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e，如果每个铜原子只贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率为_____14、万有引力引力常量的单位是____，地球第一宇宙速度的大小是___km/s15、(本题9分)机械能守恒定律：____________________.三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)图中、、三点都在匀强电场中．已知，，，把一个电荷量的正电荷从移到电场力做功为，从移到电场力做功为．求：(1)间的电势差(2)该匀强电场的场强大小和方向．17、（10分）如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为r的光滑圆环轨道相切，切点为b，整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为H=3r的d处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从最高点a水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的c点.已知圆环最低点为e点，重力加速度为g，不计空气阻力.求：（1）小滑块在a点飞出的动能；（）小滑块在e点对圆环轨道压力的大小；（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数.（计算结果可以保留根号）

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、C【解题分析】

题中甲乙两灯泡并联．两电阻并联时，电压均为220V时；由图可知，甲灯的电流为18×10-2A；乙灯的电流为28×10-2A；故由P=UI可知，甲灯的电功率为：P甲=220×18×10-2≈40W；乙灯的电功率为：P乙=220×28×10-2≈60W；故选C2、A【解题分析】

一个质点做曲线运动，则其速度方向一定随时间而改变，选项A正确；速度大小不一定变化，例如匀速圆周运动，选项B错误；速度的方向跟加速度的方向成一定的角度，也和力的方向成一定的角度，选项CD错误；故选A,3、C【解题分析】

根据平抛运动的特点，结合竖直分位移与水平分位移大小相等关系列式，求出相应的时间，继而可求出速度、功率和动能。【题目详解】物体做平抛运动，水平位移：x=v0t，竖直位移：y=12AB．物体的瞬时速度为：v=v02C．重力的瞬时功率为：P=mgvD．重力做功的平均功率为：P=mg【题目点拨】本题考查了平抛运动的综合应用，较为简单。4、C【解题分析】

根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧，再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反，B错；从N到M电场力做负功，减速，电势能在增加；当达到M点后电场力做正功，加速，电势能在减小，则在M点的速度最小A错，D错；在整个过程中只受电场力根据牛顿第二定律加速度不变，C正确.5、A【解题分析】试题分析：A、在绳与钉子相碰瞬间，绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直，不对小球做功，不改变小球的动能，则小球的线速度大小．故A正确．B、角速度与线速度的关系为v=ωr，得到ω=，在绳与钉子相碰瞬间，小球圆周运动的半径r减小，v不变，则角速度ω增大．故B错误．C、由向心加速度公式an=分析得到，向心加速度增大．故C错误．D、根据牛顿第二定律得：T﹣mg=man，T=mg+man，an增大，则绳子拉力T增大．故D错误．故选A．6、C【解题分析】

根据牛顿的万有引力定律公式F=知，两物体间的万有引力与它们质量的乘积成正比，与它们间距离的二次方成反比，故C正确，ABD错误。7、AB【解题分析】A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力平衡，可得2F=3mg，所以，在A的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以B受到地面的支持力小于，故AB正确；当A达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故C错误；A球达到最大动能后向下做减速运动，到达最低点时三个小球的动能均为零，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能为Ep＝mg(Lcos30°－Lcos60°)＝，故D错误．所以AB正确，CD错误．8、AC【解题分析】

A．小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确。B．根据竖直方向上平衡得Fasinθ=mg解得可知a绳的拉力不变，故B错误。C．当b绳拉力为零时，有解得可知当角速度时，b绳出现弹力。故C正确。D．由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。故选AC。9、ACD【解题分析】小球做平抛运动，抛出3s后，小球在水平方向上的速度仍为，在竖直方向上的速度为，故抛出3s后，小球的速度为，重力的功率为，A正确B错误；小球在这3s内的平均功率为，C正确；因为加速度恒为竖直向下，速度变化量方向和加速度方向相同，所以抛出后（未落地）任意时间内，速度改变量的方向均竖直向下，D正确．【题目点拨】在使用公式计算时，如果v对应的是瞬时速度，则求出的功率为瞬时功率，若v为平均速度，则求出的功率为平均功率．10、AB【解题分析】

A．PB高度差为R，重力做功mgR，A正确BCD．到达最高点B时恰好对轨道没有压力，则，，所以合外力做功，C错误；以OA所在平面为参考平面，初始机械能为，末状态机械能为，，B正确D错误11、ABD【解题分析】a、b在同一等势面上，电势相等，所以沿任一路径从a到b，电场力做的功均为零，故A正确；a、b在同一等势面上，电势相等，所以从a到c和从b到c，电场力做的功均相等，故B正确；由图可知a到c的电势差等于c到d的电势差，所以沿任一路径从a到c电场力做的功等于从c到d电场力做的功，故C错误；由图可知a到d的电势差等于a到c的电势差的两倍，所以沿任一路径从a到d电场力所做的功均为从a到c电场力做功的两倍，故D正确。所以ABD正确，C错误。12、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：，则在最高点小球的动能：（最小动能），在最高点小球的重力势能：，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：，故AB错误；CD．小球从最高点到最低点，由动能定理得：，，则有在距桌面高度h处有：，化简得：，，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。二．填空题(每小题6分，共18分)13、【解题分析】

设铜导线中自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，则导线的长度为，体积为，在时间内这些电子都能通过下一截面，则电流，其中，联立解得，可得电子定向移动的速率14、7.9km/s【解题分析】

[1]根据万有引力定律则有：可得：，质量的单位为kg，距离的单位为m，引力的单位为N，所以的单位为；[2]在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：可得：第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度，其大小约为7.9km/s；15、在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下）,物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化,但机械能的总量保持不变。【解题分析】

在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下）,物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化,但机械能的总量保持不变。三．计算题(22分)16、(1)(2),方向与垂直斜