江西省萍乡市2024-2025学年高一（下）期末物理模拟试卷

第页，共页第16页，共16页江西省萍乡市2024-2025学年高一（下）期末物理模拟试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.我们的课本上有一个小实验，如图。实验时，某同学把小纸帽压到桌面上，从放手到小纸帽运动到最高点的过程中，不计空气及摩擦阻力，下列说法正确的是(

)

A.小纸帽的机械能守恒

B.小纸帽刚脱离弹簧时动能最大

C.小纸帽在最低点所受的弹力等于重力

D.在某一阶段内，小纸帽的动能减小而小纸帽的机械能增加2.某建筑工地运输装置原理图如图所示，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线水平，其上升速度v1≠0，若这时B的速度为v2，则(

)A.v2=v1 B.v2>3.竹蜻蜓是我国传统的一种儿童玩具，流传甚广。如图所示，竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成。玩儿时，双手一搓竹柄，然后双手松开，竹蜻蜓就会旋转着飞上天空，过一会儿落下来，竹蜻蜓在上升过程中，若空气阻力不可忽略，则它的机械能(

)

A.守恒 B.增大 C.减小 D.先减小后增大4.某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO>OB，则(

)A.星球A的向心力大于星球B的向心力

B.两星球的总质量等于4π2L3GT2

C.双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期变大5.图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、−q，在该三角形中心O点处固定一电量为−2A.12kq2a2，方向由O指向C B.12kq2a2，方向由C指向O

C.26.如图所示，表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为m。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴，将滑块拉至坐标为x3的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为x1的B点，测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示，其中a0为图线纵截距。则滑块由A运动至B过程中(弹簧始终处于弹性限度内)下列描述正确的是(

)A.x2=l0 B.最大动能为12ma3x3−x7.如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一电荷量为+q的物体静止在绝缘斜面上。若撤去电场后，物体仍然静止在斜面上，那么撤去电场后与撤去电场前相比较，以下说法正确的是(

)

A.物体所受的摩擦力一定减小了 B.物体所受的摩擦力一定增大了

C.物体所受的摩擦力方向可能发生改变 D.物体对斜面的压力可能增大了二、多选题：本大题共4小题，共16分。8.如图所示，一个不带电的金属球壳固定在大地上，P为球壳内非球心的点，固定在绝缘支架上的带正电小球，从无穷远处向球壳缓慢靠近，以大地为零势面，在此过程中(

)

A.P点的电势保持不变 B.P点的电场强度保持不变

C.感应电荷在P点产生的电场强度不断增大 D.球壳的右侧外表面带正电9.质量为1kg的物体在水平面上做直线运动，图中两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的v−t图像。g=10A.物体受水平拉力时对应的一定是A图线

B.水平拉力大小一定等于4N

C.物体运动过程中水平拉力做的功可能为16J

D.10.如图所示，在一个半径为r=0.5 m的轻质圆盘的边缘P点固定一个质量为m=0.2 kg的小球(可视为质点)，让轻质圆盘在竖直平面内绕经过盘心O点的水平轴以角速度A.小球受到的合力不变

B.当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力最小且大小为1 N

C.圆盘对小球的作用力与竖直方向的最大夹角为30°

D.当小球运动到与11.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个物块(可视为质点)在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为μ(可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力).A离轴的距离为R，B离轴的距离为2R，两物块用一根细绳连在一起．A、B随圆盘以角速度ω一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是A.A所受的合外力与B所受的合外力大小相等

B.B所受摩擦力方向指向圆心

C.若ω<μg2R，细绳无张力

D.若三、实验题：本大题共2小题，共18分。12.如图甲为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置，图乙为示意图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。(1)在该实验中应用了

(选填“理想实验法”、“控制变量法”、“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量m，角速度ω和半径(2)如图乙所示，a、b轮半径相同，如果用两个相同小球进行实验，图示情景正在探究的是A.向心力的大小与角速度大小的关系B.向心力的大小与物体质量的关系C.向心力的大小与线速度大小的关系D.向心力的大小与半径大小的关系13.某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)对于本实验操作的说法正确的是______。

A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上

B.应用秒表测出重物下落的时间

C.重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差

D.重物的密度和质量选用的小些，有利于减小误差

(2)若实验中所用重物的质量m=1kg.某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，O是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时的速度v=______m/s，此时重物的动能Ek=四、计算题：本大题共3小题，共38分。14.中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次点火进入圆轨道Ⅲ。载人飞船离地球表面的距离为h。地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，忽略地球自转。求：(1)地球的质量(2)中国空间站绕地球运动的线速度

15.如图所示，BC为圆心角θ=53°的粗糙圆弧轨道，半径R=2 m，末端C与传送带水平相接，传送带顺时针转动，CD长度l=19 m。一质量m=2 kg的小物块自A点以速度v0=3 求：(1)物块从A运动到B的时间(2)物块在圆弧轨道(3)若要使物块在3 s内从C16.如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，x轴水平，y轴竖直，在第二象限有沿x轴正方向的匀强电场，其电场强度的大小为E，一长为L的绝缘轻绳一端固定在A(0,2L)点，另一端系一带负电的小球(视为质点)(1)求小球从第一象限通过(2)若小球运动到y轴时轻绳断裂，小球能到达x轴上的B点(未画出)，求(3)若小球能在细绳作用下通过y轴继续运动，则在什么位置速度最大，并求出速度的最大值(结果可用根号表示

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】

机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。分析小纸帽的受力情况，判断其运动情况，确定何时动能最大。结合功能关系分析。

解题的关键是分析小纸帽的受力情况来确定小纸帽的运动情况。要注意明确物理过程，知道当小纸帽合力为零时速度达最大。

【解答】

A.由于弹簧对小纸帽做功，所以小纸帽的机械能不守恒，故A错误；

B.小纸帽在上升过程中，受到重力和弹簧的弹力，弹力先大于重力，再等于重力，后小于弹力，合力先向上，再向下，则小纸帽先加速后减速，当合力为零时速度最大，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，小纸帽还没有脱离弹簧，故B错误；

C.小纸帽在最低点时加速度向上，合力向上，所受的弹力大于重力，故C错误；

D.在小纸帽的合力为零位置到它脱离弹簧的过程中，其合力向下，做减速运动，动能减小，由于弹簧对小纸帽做正功，则其机械能增加，故D正确。

故选D。2.【答案】D

【解析】【分析】

把A上升的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的速度，而沿绳子方向的速度与B的速度相等。

【解答】

对A进行上升速度v1的分解，其分速度分别是垂直于绳子方向vA和沿绳子方向vB，其中vB与B的速度v2由于在同一根绳子，大小相等，当所以B的速度v2=03.【答案】C

【解析】竹蜻蜓在上升的过程中，要推动空气，同时也需要克服阻力做功，所以机械能始终减小，故C正确。

本题考查功能关系，关键是明确功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化，空气阻力做功导致机械能向内能转化。

单个物体机械能守恒的条件是只有重力做功，分析竹蜻蜓的受力情况，判断除重力以外的力做功情况，从而判断其机械能变化情况。4.【答案】B

【解析】【分析】

本题主要考查双星系统，解决的关键是知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，双星具有相同的角速度和周期。双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律可知它们的向心力大小相等，方向相反；对A和B分别根据万有引力提供向心力列方程，联立可求得两星球的总质量；根据两星球的总质量的表达式分析双星的质量一定，双星之间的距离减小时其转动周期的变化；根据公式v=ωr，结合两星的轨道半径关系可知星球A与星球B的线速度大小关系，由此分析即可正确求解。

【解答】

A.双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律知它们的向心力大小相等，故A错误；

BC.根据万有引力提供向心力，对A有：GMAMBL2=MA(2πT)2RA，对B有：GMAMBL5.【答案】B

【解析】【分析】

本题是电场的叠加问题，关键要掌握点电荷场强公式和平行四边形定则，结合数学知识求解。

由点电荷场强公式E=kqr2分别求出三个电荷在O处产生的场强大小，再进行合成求解O处合场强，最后求O点处的点电荷受到的电场力。

【解答】

解：O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为r=23×a×sin60°=3a3，三个电荷在O处产生的场强大小均E0=kqr2，根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为E16.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了牛顿运动定律的理解与应用，熟悉该过程滑块的受力是解题的关键，有一定难度。

理解a−x图像的物理意义，根据图像，结合牛顿第二定律及动能定理求解。

【解答】

A.由图2可知：x2加速度为0，此时弹力等于摩擦力，弹力不为0，所以x2≠l0，故A错误；

B.当滑块运动到x2时，动能最大，此时k(x2−l0)=μmg；

由牛顿第二定律可知：a3=k(x3−l0)−μmgm=k(x3−x2)m；

由动能定理可知：Ekm=7.【答案】C

【解析】【分析】

对物体受力分析：重力G、支持力FN、电场力F，可能有静摩擦力，根据平衡条件分析即可。本题难点在于静摩擦力的不确定性上，通过分析，依据正交分解分析求解。

【解答】

电场撤去前，物体受到重力G、电场力F、支持力FN、静摩擦力是否存在不能确定(存在静摩擦力，则静摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下)；

ABC.若电场撤去前，物体受到重力G、电场力F、支持力FN三力平衡，则撤去电场后，存在沿斜面向上的静摩擦力作用，物体所受的摩擦力增大；若电场撤去前，物体受到重力G、电场力F、支持力FN、以及沿斜面向下的静摩擦力作用，则撤去电场后，存在沿斜面向上的静摩擦力作用，静摩擦力方向反向，且相比于撤去电场前增大；若电场撤去前，物体受到重力G、电场力F、支持力FN、以及沿斜面向上的静摩擦力作用，则撤去电场后，存在沿斜面向上的静摩擦力作用，且减小，故AB错误，C正确；

D8.【答案】AB【解析】【分析】本题主要考查静电平衡。处于静电平衡状态的导体是等势体，处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为0，由静电平衡分析感应电荷在P点产生的电场强度，由此分析即可正确求解。

【解答】A.处于静电平衡状态的导体是等势体，由于球壳与大地连在一起，球壳及其内部电势均为零，故A正确；

B.处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零，故B正确；

CD.带正电小球从无穷远处向球壳缓慢靠近过程中，球壳上感应出负电荷，且电荷量不断增大，感应电荷在P点产生的电场强度不断增大，故C正确，9.【答案】CD【解析】【分析】拉力和运动方向可能相同可能相反，按照这两种情况进行分析，根据牛顿第二定律分析加速度大小；对于v−本题考查牛顿第二定律和对v−【解答】ABD.若拉力与运动方向相同，有拉力时物体的加速度小，即A图线对应无拉力时的运动情形，B图线对应有拉力时的情形，分析A图线，结合v−t图像斜率表示加速度，可知无拉力时加速度为aA=4m/s2，由μg=4m/s2，得动摩擦因数μ=0.4，根据B图线，有μmgC.在拉力与运动方向相同的情况下，拉力作用的距离xB=12×4×3m故选CD。10.【答案】BC【解析】【分析】

小球做匀速圆周运动，合力指向圆心；由牛顿第二定律分析小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力并求出大小；当圆盘对小球的作用力与半径OP方向垂直时，与竖直方向夹角最大；由牛顿第二定律分析小球运动到O点正下方时作用力最大，并求出最大值。

掌握向心力的来源及正确求解向心力是解题的关键，分析小球与圆盘间作用力何位置出现最大值与最小值是难点。

【解答】

A.小球随圆盘做匀速圆周运动，合力提供向心力，大小不变，Fn=mrω2=1N，方向时刻改变，选项A错误；

B.当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力F1=mg−Fn=1N，最小，选项B正确；

C.当圆盘对小球的作用力与半径OP11.【答案】BC【解析】【分析】

该题主要考查圆周运动相关知识。解决本题的关键知道物体做圆周运动向心力的来源，抓住临界状态，结合牛顿第二定律进行求解。

【解答】

A.物块A与B一起做匀速圆周运动，角速度是相等的，合外力提供向心力，由：F合=mω2r可知B受到的合外力是A的4倍，故A错误；

B.B有相对于圆盘向外运动的趋势，而且B需要的向心力比A大，所以B受到的摩擦力的方向指向圆心，故B正确；

C.物块B距离圆心较远，当B的向心力恰好等于最大静摩擦力时：2mω12⋅2R=μ⋅2mg则：ω1=μg2R，则当ω<μg2R时，绳子上没有张力，故C正确；

D.设细线拉力为T12.【答案】

控制变量法D

【解析】【分析】

本题主要考查了圆周运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，熟悉传动模型的运动特点，结合线速度的计算公式和向心力的计算公式即可完成分析。

(1)根据实验原理选择正确的实验方法；

(2)根据实验原理分析出实验的目的。

【解答】

(1)在该实验中应用了控制变量法来探究向心力的大小与质量m，角速度ω和半径r之间的关系；

(2)根据公式F=mω2r可知，因为a、b13.【答案】(1)AC；(2)【解析】【分析】

纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值。解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项。

【解答】

(1)AB.打点计时器就是计时仪器，则不需要秒表测重物下落的时间，选项B错误；CD.重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差，选项C正确，故选AC．(2)纸带上打下点3此时重物的动能E从打下点0到至打下点3的过程中重物的重力势能减