2024届江苏省南京市程桥高级中学物理高一下期末统考模拟试题含解析

2024届江苏省南京市程桥高级中学物理高一下期末统考模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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)A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，运动周期TA：TB=22：1，则（）A．轨道半径rA：rB=8：1B．线速度vA：vB=1：2C．角速度ωA：ωB=4：1D．向心加速度aA：aB=1：22、(本题9分)将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（）A． B．C． D．3、(本题9分)一细绳系着小球，在光滑水平面上做匀速圆周运动，小球质量为m，速度大小为v，做匀速圆周运动的周期为T，则以下说法中不正确的是()A．经过时间t＝，重力对小球的冲量大小为B．经过时间t＝，小球动量变化量大小为mvC．经过时间t＝，细绳对小球的冲量大小为2mvD．经过时间t＝，小球动量变化量为04、(本题9分)关于做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法中正确的是（

）A．半径越大，周期越大B．半径越大，周期越小C．所有卫星的周期都相同，与半径无关D．所有卫星的周期都不同，与半径无关5、(本题9分)有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA．要把它改装成量程0～3V的电压表，则（）A．要串联一个阻值为990Ω的电阻B．要并联一个阻值为990Ω的电阻C．要串联一个阻值为0.10Ω的电阻D．要并联一个阻值为0.10Ω的电阻6、(本题9分)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． B． C．x D．7、(本题9分)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒固定在竖直面内。有两个质量不同的小球甲和乙贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。则A．甲乙两球都是由重力和支持力的合力提供向心力B．筒壁对甲球的支持力等于筒壁对乙球的支持力C．甲球的运动周期大于乙球的运动周期D．甲球的角速度大于乙球的角速度8、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量9、(本题9分)如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能不守恒的是()A．AB．BC．CD．D10、(本题9分)同步卫星离地心的距离为r，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度第一宇宙速度为，地球的半径为R，则A． B． C． D．11、(本题9分)如图甲所示，质量为0.5kg的物块A和足够长的木板B叠放在光滑水平面上，t=0时刻，木板B受到水平向右的拉力F作用，0~4s内，F随时间t变化的关系如图乙所示，木板B加速度a与时间t的关系如图丙所示。若物块A与木板B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2。则A．木板B的质量为1kgB．物块A与木板B之间的动摩擦因数为0.4C．2s~4s内，物块A的加速度随时间均匀增大D．2s~4s内，物块A的速度随时间均匀增大12、(本题9分)由多颗星体构成的系统，叫做多星系统．有这样一种简单的四星系统：质量刚好都相同的四个星体A、B、C、D，A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点上，D位于等边三角形的中心．在四者相互之间的万有引力作用下，D静止不动，A、B、C绕共同的圆心D在等边三角形所在的平面内做相同周期的圆周运动．若四个星体的质量均为m，三角形的边长为a，引力常量为G，则下列说法正确的是A．A、B、C三个星体做圆周运动的半径均为B．A、B两个星体之间的万有引力大小为C．A、B、C三个星体做圆周运动的向心加速度大小均为D．A、B、C三个星体做圆周运动的周期均为二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．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，对纸带上的点的痕迹进行测量，即能验证机械能守恒定律．下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器材；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重物的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算分析重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并说明其原因：________________；______________________;______________.14、用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O．在做“验证动量守恒定律”的实验时（1）实验必须满足的条件是______．A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每次都要从同一高度由静止释放D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动（2）实验中要完成的必要步骤是______填选项前的字母．A.用天平测量两个小球的质量、B.测量抛出点距地面的高度HC.用秒表测出小球做平抛运动的时间tD.分别确定碰撞前后落地点的位置和碰后的落地点P、M、N，并用刻度尺测出水平射程OP、OM、ON．（3）入射小球质量为，被碰小球质量为，两小球的质量应满足______选填“大于”“小于”或“等于”（4）若所测物理量满足______表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒．（5）若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为______．15、用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，重物m从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图甲中给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示。已知m=2000g，则（g取9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=______m/s；（2）在打点0~5过程中系统动能的增量_____J，重力势能的减少量_____J；（3）运用机械能守恒定律结论和该实验装置，还可以测量该地的重力加速度，若某同学作出图像如图乙所示，则当地的实际重力加速度g=______m/s2.三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。17、（10分）(本题9分)如图所示，位于竖直平面上的圆弧轨道光滑，半径为R，OB沿竖直方向，上端A距地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，到达B点时的速度为，最后落在地面上C点处，不计空气阻力，求：(1)小球刚运动到B点时的加速度为多大，对轨道的压力多大；(2)小球落地点C与B点水平距离为多少．

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、B【解析】根据万有引力提供向心力得：GMmr2＝m4π2rT2，解得：r＝3GMT24π2，因为TA：TB=22：1，所以rA：rB=2：1，故A错误；根据GMmr2＝点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系．2、D【解析】

火箭模型在极短时间点火，设火箭模型获得速度为v，据动量守恒定律有0=（M－m）v－mv0得．A.，与结论不相符，选项A不符合题意；B.，与结论不相符，选项B不符合题意；C.，与结论不相符，选项C不符合题意；D.，与结论相符，选项D符合题意；3、D【解析】

经过时间，重力对小球的冲量大小为，A正确；根据矢量三角形法则，作出速度的变化量如图：由图知，动量变化量的大小为，B正确；经过时间，小球速度变化量，小球的合力等于绳对小球的拉力，根据动量定理绳对小球的冲量大下为，C正确；经过时间，动量变化量为，根据动量定理，细绳对小球的冲量大小为2mv，D错误。4、A【解析】

匀速圆周运动的人造地球卫星受到的万有引力提供向心力，用周期表示向心力，得到周期的表达式，根据公式讨论选择项。【详解】匀速圆周运动的人造地球卫星受到的万有引力提供向心力，即GMmr2∵G、M一定，∴卫星的周期与半径有关，半径越大，周期越大，因此，选项B正确，选项B、C、D错误。故选：A。【点睛】解答本题要根据人造地球卫星受到的万有引力提供向心力来找准卫星的周期的决定因素，由控制变量法讨论选择。5、A【解析】把电流表改装成3V电压表需要串联的电阻：R=U点睛：把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出定值阻值．6、D【解析】

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、、，解得：弹簧的弹性势能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：，可得：，因此A、B获得的动能之比，所以B球获得的动能．那么B球抛出时的初速度，平抛后水平位移故D项正确，ABC三项错误．【点睛】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．7、AC【解析】

对两球受力分析即可得向心力的来源；支持力与重力的合力提供小球所需要的向心力，根据平衡条件即可得支持力大小关系；利用牛顿第二定律列式，结合两球的轨道半径关系即可分析出两球的周期与角速度关系．【详解】A、对两球受力分析，都受重力、支持力两个力的作用，由于做匀速圆周运动，即合外力提供向心力，故可知甲、乙两球都是由重力与支持力的合力提供向心力，A正确；

BCD、设圆锥筒的顶角为，则有：在竖直方向有：，轨道平面内有：，联立可得支持力为：，角速度为：，由于两球的质量不同，则可知两球所受支持力大小不相等，由图可知甲球的轨道半径大于乙球的轨道半径，故甲球的角速度小于乙的角速度，根据可知，甲球的周期大于乙球的周期，BD错误C正确．8、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．9、ABD【解析】

A.由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A正确；

B.由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B正确；

C.C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C错误；

D.D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D正确。10、AC【解析】

AB.因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据得，故A正确，B错误；CD.根据万有引力提供向心力，解得，则故C正确D错误。11、AD【解析】

A.由图可知，在0-2s内木板B和物块A一起加速运动，则对AB整体，由牛顿第二定律：F=(M+m)a，将F=3N，a=2m/s2，解得M=1kg，选项A正确；B.2s后，物块与木板产生相对滑动，由图可知，4s时F=6N，此时木板的加速度为5m/s2，则对木板：，解得μ=0.2，选项B错误；C.2s~4s内，物块A受大小不变的滑动摩擦力作用，则其加速度a=μg，不变，选项C错误；D.2s~4s内，物块A的速度v=at=μgt，随时间均匀增大，选项D正确。12、BC【解析】

A．A、B、C绕等边三角形的中心D做圆周运动，由几何关系知：它们的轨道半径为：，故A错误；B．根据万有引力公式，A、B两个星体之间的万有引力大小为，故B正确；C．以A为研究对象，受到的合力为，根据牛顿第二定律，F=ma向，A、B、C三个星体做圆周运动的向心加速度大小：，故C正确；D．根据合力提供向心力有：，得A、B、C星体做圆周运动的周期为：，故D错误．【点睛】先求出任意两个星体之间的万有引力，从而得出每一星体受到的合力，该合力提供它们的向心力．根据几何关系求出星体的轨道半径，结合合力提供向心力求出线速度、向心加速度和周期．二．填空题(每小题6分，共18分)13、步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带步骤C不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能中都包含了质量m，可以约去【解析】B、打点计时器应接到电源的交流输出端上，故B错误．C、验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以C步骤不必要．D、实验时应先接通电源，再释放纸带，故D错误．【点睛】运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题；要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒；要明确重锤的质量可以测量，但不必需.14、BC

AD大于【解析】

（1）斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果，只要到达底端时速度相同即行，故A错误；斜槽轨道末端必须水平，保证小球碰撞前速度水平，故B正确；小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，使得小球与另一小球碰撞前的速度不变，故C正确；实验过程中，白纸不可以移动，故D错误．所以BC正确，AD错误．（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是两小球的质量，因为可以通过水平位移代表速度的大小，所以不必测量AB的高度和B点离地面的高度．因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动