2024届湖北省武汉市汉南区职教中心物理高一第二学期期末综合测试模拟试题含解析

2024届湖北省武汉市汉南区职教中心物理高一第二学期期末综合测试模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、动车组是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为（）A．120km/h B．180km/h C．240km/h D．300km/h2、如图所示，一圆盘在水平面内匀速转动，在盘面上有一小物块，随圆盘一起运动．关于小物块的受力情况，下列说法正确的是（）A．只受重力B．只受重力和支持力C．受重力、支持力和摩擦力D．受重力、支持力、摩擦力和向心力3、物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是（）A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出引力常量GB．第谷记录了大量的天文观测数据，开普勒在此基础上进行了建模研究。C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学D．开普勒经过二十多年的天文观测和记录，提出了“开普勒三定律”，认为所有行星的运动都是宇宙中最完美和谐的圆周运动。4、(本题9分)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示、Q是绝缘支架，薄金属膜肘和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，当膜片向右运动的过程中，则（）A．M、N构成的电容器的电容减小B．固定电极N上的电荷量保持不变C．导线AB中有向左的电流D．对R而言上端（即B端）电势高5、(本题9分)某人用同一水平力先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离s，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离s，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则()A．W1=W2，P1=P2 B．W1=W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1=P26、(本题9分)质量为1kg的手榴弹，掷出后达到最高点时水平速度为5m/s，此时手榴弹炸成两块，一块弹片质量为0.6kg，以15m/s的速度沿原方向运动，则另一块弹片爆炸后的速度大小为（）A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s7、(本题9分)如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是（）A．此时物块的动能为F（x＋L）B．此时小车的动能为fxC．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx－fLD．这一过程中，因摩擦而产生的热量为fL8、(本题9分)两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s，vB=2m/s．当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（）A．vA′=5

m/s，vB′=2.5

m/sB．vA′=2

m/s，vB′=4

m/sC．vA′=1

m/s，vB′=4.5

m/sD．vA′=7

m/s，vB′=1.5

m/s9、(本题9分)经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星"的轨道均处在火星和木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表(AU是天文学中的长度单位，大约是地球到太阳的平均距离)。“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为T1和T2，它们在近日点的加速度分别为a1和a2。则下列说法正确的是()A． B．C． D．10、(本题9分)木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如下图所示，则下列说法正确的是(g=10m/s2)()A．木板获得的动能为2J B．系统损失的机械能为3JC．木板A的最小长度为1m D．A、B间的动摩擦因数为0.111、(本题9分)如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图象．若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（）A．汽车所受阻力为2×103NB．汽车匀加速所需时间为5sC．汽车匀加速的加速度为3m/s2D．汽车在车速为5m/s时，功率为6×104W12、(本题9分)我国已实现了载人航天飞行，并着手实施登月计划，在载人空间站围绕月球沿圆周轨道运行时A．宇航员所受合外力总为零B．宇航员所受重力总为零C．宇航员不能用弹簧测力计测量物体的重力D．载人空间站离月球越远，宇航员所受到重力越小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某探究性学习小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验时，重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，图乙给出的是实验中获取的一条纸带，处理数据时，同学们舍弃了前面较密集的点，以O为起点，从A点开始选取计数点A、B、C……，测出O到A、B、C……的距离分别为h1=38.4cm、h2=60.0cm、h3=86.4cm……每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，电源的频率为f=50Hz．（1）实验室，供选择的重物有以下四个，应选择________________；A．质量为100g的钩码

B．质量为10g的砝码

C．质量为200g的木球

D．质量为10g的塑料球（2）打B点时，重物的速度vB为__________m/s（计算结果保留三位有效数字）；（3）同学们根据纸带算出相应各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，h为横轴绘出的图像如图丙所示．图线的斜率等于______________的数值，图线不过坐标原点的原因是__________________________．14、（10分）(本题9分)如图所示，是用来研究向心力与转动物体的半径、质量以及角速度之间关系的向心力演示器．(1)这个实验所用的主要研究方法是_____A．控制变量法B．等效代替法C．理想实验法D．假设法(2)观察图中两个相同的钢球位置距各自转轴的距离相等，皮带由此推测出是在研究向心力的大小F与的关系_______．A．质量mB．角速度ωC．半径r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)为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧测力计称量一个质量为m的砝码,读数为F.已知引力常量为G.求该行星的半径R和质量M。16、（12分）(本题9分)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的圆弧轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量m=0.4kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放弹簧后物块沿粗糙水平桌面运动，从D飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆弧轨道。（不计空气阻力，g取10m/s2）求：（1）小物块飞离D点时速度vD的大小；（2）若圆弧轨道MNP光滑，小物块经过圆弧轨道最低点N时对圆弧轨道的压力FN的大小；（3）若小物块m刚好能达到圆弧轨道最高点M，整个运动过程中其克服摩擦力做的功为8J，则开始被压缩的弹簧的弹性势能Ep至少为多少焦耳？17、（12分）(本题9分)如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的物体，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F的作用下经过一段位移x后，速度增加到v2。请依据匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律推导动能定理。

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、B【解析】解：设每节动车的功率为P，每节动车的重力为G，阻力为kG，则1节动车加4节拖车编成的动车组：P=F1V1其中牵引力F1=5kG3节动车加7节拖车编成的动车组：3P=F2V2其中牵引力F2=10kGV1=120km/h代入解得V2=180km/h．故选B【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【专题】定性思想；类比法；功率的计算专题．【分析】当牵引力和阻力的大小相等时，动车的速度达到最大值，由此可以求得动车组的最大速度．【点评】当机车的速度达到最大时，机车做匀速运动，此时机车处于受力平衡状态，即此时的牵引力和受到的阻力的大小相等，再根据瞬时功率的公式即可解答本题．2、C【解析】试题分析：对小木块进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心，结合运动情况，再对木块受力分析即可．小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图，重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，C正确．3、B【解析】

A．牛顿提出了万有引力定律及引力常量的概念，但没能测出的数值；是由卡文迪许通过实验方法得出的，故A错误；B．第谷记录了大量的天文观测数据，开普勒通过分析第谷的观测数据，提出了行星运动三定律，故B正确；C．爱因斯坦建立了相对论，成功地解释了物体高速运动（接进光速）的规律，但并没有否定经典力学，只有当物体的速度接进光速时，才需要考虑相对论效应，故C错误；D．开普勒经过二十多年的天文观测和记录，提出了“开普勒三定律”，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故D错误。故选B。4、C【解析】试题分析：当膜片向右运动的过程中，M、N构成的电容器极板间距离减小，电容C增大，由于始终和电源相连，电容器两端电压U不变，所以极板上电荷量增加，电容器充电，导线中有向左的电流，对R而言下端电势高，所以A.B.D错误，C正确．考点：电容器5、B【解析】由题知，用同一水平力F拉物体，物体运动的距离s相同，根据W=Fs，可知：拉力做的功，根据牛顿第二定律知，在光滑水平面上物体的加速度大于在粗糙水平面上的加速度，根据得，在粗糙水平面上的运动时间长，即，根据得：拉力做功功率：，故B正确，ACD错误；故选B．6、B【解析】

手榴弹炸过程动量守恒，以手榴弹原飞行方向为正方向，由题意知v0=5m/s炸成两块后，设m1=0.6kg的大块速度为v1=15m/s，m2=0.4kg的小块速度为v2。由动量守恒定律得代入数据解得v2=-10m/s负号表示另一块弹片的速度方向与原飞行方向相反，故B正确。故选B。7、BD【解析】

A、物块在水平方向上受到拉力和摩擦力作用，相对地面发生的位移为，根据动能定理可得物块的动能为A错误；B．小车受重力、压力、支持力和向前的滑动摩擦力，合力等于滑动摩擦力，根据动能定理，小车的动能为fx，B正确；C、由功能关系得知，物块和小车增加的机械能为C错误；D．系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，D正确。故选BD。8、BC【解析】

考虑实际运动情况，碰撞后两球同向运动，A球速度应不大于B球的速度，故AD错误；两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量应守恒．碰撞前，总动量为：p=pA+pB=mAvA+mBvB=（1×6+2×2）kg•m/s=10kg•m/s，总动能：；B选项：碰撞后，总动量为：p′=pA′+pB′=mAvA′+mBvB′=1×2+2×4=10kg•m/s；总动能：；则p′=p，符合动量守恒和能量关系．故B正确．C选项：碰撞后，总动量为：p′=pA′+pB′=mAvA′+mBvB′=（1×1+2×4.5）kg•m/s=10kg•m/s；符合动量守恒定律．，碰后符合能量关系，则C正确．9、BC【解析】

通过表格数据的比较，“神舟星”据太阳的距离比“杨利伟星”更远，也就是“神舟星”轨道的半长轴R更大，据开普勒第三定律：“神舟星”的周期较大，所以；又据可知，两星在近日点的向心加速度比较中，由于“杨利伟星”据太阳的距离较小，所以“杨利伟星”的向心加速度较大，所以。A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；B.B项与上述分析结论相符，故B正确；C.C项与上述分析结论相符，故C正确；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；10、CD【解析】

木板A和物块B组成的系统动量守恒，因此有解得；木板获得的速度为v=1m/s，木板获得的动能为J，A错误；由图得到：0-1s内B的位移为m，A的位移为m，木板A的最小长度为m，C正确；由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为m/s2，根据牛顿第二定律得：，代入解得，，D正确。系统损失的机械能为J，B错误。11、AB【解析】

设汽车的额定功率为P，由图知：汽车的最大速度为，此时汽车做匀速直线运动，有，有；代入得：…①当时，，根据牛顿第二定律得：，代入得：…②由①②解得：，，故A正确；匀加速直线运动的加速度为：，匀加速直线运动的末速度为：，匀加速直线运动的时间，故B正确，C错误；因为，所以汽车速度为时，功率未达到额定功率，故选项D错误．【点睛】从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．12、CD【解析】

A．宇航员所受合外力提供做圆周运动的向心力，不为零，A错误；B．宇航员处于失重状态，但宇航员仍受重力的作用，不为零，B错误；C．宇航员处于失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，C正确；D．根据GMmr2=mg二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A；240；重力加速度；点速度不为0；【解析】（1）为了减小实验的误差，重锤选择质量大一些，体积小一些的，故选A正确，BCD错误；（2）B点的瞬时速度；（3）据机械能守恒：，得：，所以如果以：为纵轴，以为横轴，根据实验数据绘出的图象应是过原点的直线，斜率的数值为当地重力加速度，图线未过原点O，说明有初速度，则引起其原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关，即打下O点时重物速度不为零．点睛：验证机械能守恒是中学阶段的基础实验，要从实验原理出发来理解实验同时注意平时加强练习，同时利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法，我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．14、AB【解析】

第一空：在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变