高一物理期末模拟卷01（人教版2019，必修二全册）-2024-2025学年高中下学期期末模拟考试

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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，再选涂其他答案标号。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．测试范围：人教版2019必修第二册。
4．难度系数：0.7。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．汽车上坡性能主要取决于发动机功率、传动系统效率、轮胎抓地力以及悬挂系统的性能。这些因素共同决定了汽车在爬坡时的表现。如图所示，汽车在圆形拱形桥上进行相关性能测试，若图中汽车正在减速上坡，则汽车此时所受合力F的画法合理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】AD．物体做曲线运动时，合外力及加速度指向运动轨迹凹的一侧，故AD错误；
BC．汽车做减速曲线运动，合力与速度夹角为钝角，故C正确，B错误。
故选C。
2．汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于上坡过程下列说法正确的是（ ）
A．若维持汽车的输出功率不变，汽车的速度不变
B．若维持汽车的输出功率不变，汽车将做匀减速直线运动
C．若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路，汽车仍能以水平面上的速度大小运动
D．若维持汽车的速度大小不变，需要增大汽车的输出功率
【答案】D
【解析】ABC．汽车正在水平路面匀速行驶，则有，
若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路匀速运动时，有
此时
可见汽车刚上坡的时候做减速运动，此时牵引力变大，加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动最后匀速运动，故ABC错误；
D．若维持汽车的速度大小不变，由于牵引力逐渐增大，根据可知，需要增大汽车的输出功率，故D正确。
故选D。
3．如图，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子张力为
B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
【答案】A
【解析】AB．两物体角速度相同，所以B所受向心力比A大，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B有背离圆心的离心趋势，A有指向圆心的近心趋势。设此时绳子的张力大小为，圆盘的角速度为，分别对A、B应用牛顿第二定律有，
联立解得，
故A正确，B错误；
C．此时A有指向圆心的近心趋势，所受摩擦力方向沿半径指向圆外，故C错误；
D．A、B以角速度做匀速圆周运动时所需的向心力大小分别为
，
若此时烧断绳子，A、B所受最大静摩擦力均不足以提供向心力，所以A、B都将做离心运动，故D错误。
故选A。
4．某行星的卫星A、B绕以该行星为焦点的椭圆轨道运行，作用于A、B的引力随时间的变化如图所示，其中，行星到卫星A、B轨道上点的距离分别记为，假设A、B只受到行星的引力，下列说法正确的是（ ）
A．B与A的绕行周期之比为
B． 的最大值与的最小值之比为
C． 的最小值与的最大值之比为
D．卫星A与卫星B的质量之比为
【答案】B
【解析】A．由图，A、B周期为，
其中，故B与A绕行周期之比
故A错误；
BCD．由图，当最小时
当最大时
当最小时
当最大时
根据开普勒第三定律
联立，解得，，
故B正确，CD错误。
故选B。
5．在轻杆OA的A端固定一个可视为质点的重物，轻杆以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A．在最高点，杆对重物的作用力可能向上，也可能向下
B．在最低点，杆对重物的作用力可能向上，也可能向下
C．在最高点，速度越大，杆对重物的作用力越小
D．在最低点，速度越大，杆对重物的作用力越小
【答案】A
【解析】AC．设杆长为，在最高点，当重力刚好提供向心力时，则有
可得
当重物经过最高点的速度小于时，杆对重物的作用力向上；当重物经过最高点的速度大于时，杆对重物的作用力向下；当重物经过最高点的速度大于时，根据牛顿第二定律可得
可知速度越大，杆对重物的作用力越大，故A正确，C错误；
BD．重物经过最低点时，根据牛顿第二定律可得
可知杆对重物的作用力一定向上，速度越大，杆对重物的作用力越大，故BD错误。
故选A。
6．如图，一足够长的轻绳跨过轻质定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，A球的质量为，B球的质量为。先用手托住A球，使两边轻绳刚好竖直绷紧，此时A球离地面的高度，B球静止于地面。忽略一切阻力，取重力加速度。现无初速度释放A球，则B球上升的最大高度为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】从释放到A球落地，由动能定理得
解得
A球落地后，B球继续上升，则
解得
B球上升的最大高度为
故选C。
7．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端连接固定在水平地面上的力传感器。一个质量为m的小球，从离弹簧上端高h处静止释放。以小球开始释放点为坐标原点O，竖直向下为x轴正方向，建立坐标轴Ox，力传感器记录了弹簧弹力大小F随小球下落距离x的变化关系图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（ ）
A．当时，小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小
B．力传感器示数的最大值等于2mg
C．小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为
D．小球动能的最大值为
【答案】D
【解析】A．小球接触到弹簧后只有重力和弹力对小球做功，则小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和守恒，则当小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小时，小球的动能最大，此时弹力等于重力，即当时小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小，选项A错误；
B．因小球刚接触弹簧时小球的加速度为g，则小球到达最低点时的加速度大于g，方向向上，根据
F-mg=ma
可知F>2mg
即力传感器示数的最大值大于2mg，选项B错误；
C．当弹簧压缩x0时到达平衡位置，可知小球运动到最低点时向下运动的距离大于h+2x0，由能量关系可知，此时小球重力势能减小量大于，弹簧的弹性势能大于，选项C错误；
D．因在位置小球动能最大，则由动能定理小球动能的最大值为
选项D正确。
故选D。
8．下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（ ）
A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去
B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损不一定越小
C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变
D．图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大
【答案】BD
【解析】A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为离心运动而被甩出去，不是受到了离心力的作用，A错误；
B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度较小时，会内轨挤压内侧轮缘，火车速度越小，内轨和内侧轮缘之间的挤压力越大，故火车轮与轨道磨损不一定越小，B正确；
C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力方向改变，C错误；
D．在一座凹形桥的最低点，由
可知，同一辆车子速度越大，桥面对车子的支持力越大，即车对桥面的压力越大，D正确。
故选BD。
9．嫦娥六号探测器在落到月球表面过程中先悬停，利用激光三维扫描技术选定好着陆点，然后开始缓慢竖直下降，距月面h高度时发动机关闭，以自由落体方式到达月面，测得探测器下落时间为t，已知月球半径为R，万有引力常量为G，忽略关闭发动机时探测器的速度，则（ ）
A．月球表面重力加速度为B．月球质量为
C．月球表面的第一宇宙速度为D．月球绕地球周期为
【答案】AC
【解析】A．根据
解得
A正确；
B．根据黄金代换式

解得
B错误；
C．根据牛顿第二定律得

解得
C正确；
D．无法求出月球绕地球周期，D错误。
故选AC。
10．已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上一个具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为时刻，记录小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿传送带向上的运动方向为正方向，其中速度大小）。已知传送带的速度保持不变，则下列判断正确的是（ ）
A．传送带沿顺时针方向运动
B．若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则
C．时间内，传送带对物块做的功为
D．物块克服摩擦力做的功一定等于物块机械能的减少量
【答案】ABD
【解析】A．通过图像分析可知，物块先向下做匀减速直线运动，再向上做匀加速直线运动，最后向上做匀速直线运动，可得传送带的运动方向是沿顺时针方向，A正确；
B．在~时间内，物块沿传送带向上加速运动，则有>
可见>
B正确；
C．由图像与时间轴围成的面积表示位移可知，0~时间内，物块的总位移沿传送带向下，高度下降，重力必然对物块做正功，根据动能定理可知，0~时间内，合外力对物块做的功等于，传送带对物体做功不等于，C错误；
D．由能量守恒可知，物块克服摩擦力做的功一定等于物块机械能的减少量，D正确。
故选ABD。
二、实验题：本题共2小题，共14分。
11．（6分）某物理实验学习小组学员分别用图甲和图丙所示的装置“探究平抛运动的特点”
（1）“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。某同学利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。如甲图用小锤击打弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球自由落下。某次实验，频闪照相记录两小球在不同时刻的位置如图乙所示。以下说法合理的是___________；
A．分析乙图照片，仅可判断球竖直方向做自由落体运动
B．分析乙图照片，仅可判断球竖直方向做匀速直线运动
C．分析乙图照片，可判断球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（2）某同学用图丙装置探究平抛运动的特点时，下面说法合理的是___________；
A．挡板高度必须等间距变化
B．每次可从斜槽上不同的位置无初速度释放钢球
C．在白纸上记录斜槽末端小球球心的位置，作为所建坐标系的原点
（3）图丁是某同学利用“频闪摄影”得到的小球轨迹图，、、是连续三次摄影时小球的位置，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，则平抛的初速度大小为___________（已知当地重力加速度为，结果均用上述字母表示）。
【答案】（1）C （2）C （3）
【解析】（1）分析乙图照片，与左边自由落体运动对比可以判断球竖直方向做自由落体运动，相同时间内，水平方向位移相同，可以判断水平方向做匀速直线运动。
故选C。
（2）A．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故A错误；
B．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，同时要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，故B错误；
C．在白纸上记录斜槽末端小球球心的位置，作为所建坐标系的原点，故C正确。
故选C。
（3）竖直方向，根据
水平方向
联立可得
12．（8分）某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器：
（1）下列关于该实验说法正确的是（ ）
A．必须在接通电源的同时释放纸带
B．利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量
C．为了验证机械能守恒定律，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
（2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，重锤质量为500g，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重锤重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。
（3）该同学进一步求出纸带上其它点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。
【答案】（1）B （2）1.00 1.07 （3）不合理
【解析】（1）A．为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带，故A错误；
B．利用本装置验证机械能守恒定律，由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以可以不测量重物的质量，故B正确；
C．验证机械能守恒的表达式为
为了验证机械能守恒，不一定需要选择纸带上打出的第一个点作为起点，故C错误；
故选B。
（2）[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打C点时的瞬时速度为
在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为
[2]在打O点到C点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为
（3）根据机械能守恒定律，从起始点开始，若机械能守恒应满足
消去重锤的质量可得，做出的图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒；因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。
三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（10分）某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=5m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放一个质量m=1kg的小球，经时间t=1s落到水平地面。空气阻力可忽略不计，g取10m/s2.求：
（1）下落过程重力对小球做的功W；
（2）小球落地前瞬间速度v的大小。
【答案】（1）J （2）
【解析】（1）由平抛运动规律可知，在竖直方向有
代入题中数据，小球下落高度
故重力做功
联立解得
J
（2）设小球落地前瞬间速度为v，由动能定理
联立以上解得
14．（12分）图甲为智能计数呼啦圈，其刚性腰带外侧带有半径的轨道，将小滑块P置于轨道内，滑块连接一根带有配重的轻绳，通过腰部的微小扭动，使配重随滑块在水平面做匀速圆周运动。为研究方便，腰带视为水平且不动，配重视为质点，如图乙所示。已知配重的质量，绳长，绳子与竖直方向夹角为。取重力加速度大小，，，求：
（1）配重运动的半径r；
（2）配重线速度的大小v；
（3）通过增大转速使夹角从缓慢增加到的过程中绳子对配重做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）配重做匀速圆周运动的半径r满足
①
得
②
（2）配重做匀速圆周运动，由牛顿第二定律则有
③
得
④
（3）当绳子与竖直方向夹角为时，设配重做匀速圆周运动轨道半径为，有
⑤
⑥
配重在绳子与竖直方向夹角从缓慢增加到的过程中，由动能定理则有
⑦
联立解得
⑧
15．（18分）有一个可视为质点的小物块，质量为，小物块从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为的长木板，如图所示。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角。不计空气阻力，g取求：
（1）小物块从A到C所需的时间；
（2）小物块刚到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力大小；
（3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大。
【答案】（1）；（2）；（3）2m
【解析】（1）小物块在C点的竖直速度为
又
解得
（2）小物块在C点时的速度大小
小物块由C到D的过程中，由机械能守恒定律得
小物块在D点时，由牛倾第二定律得
联立，解得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下。
（3）设小物块刚好滑到木板左端且达到共同速度的大小为v，滑行过程中，小物块加速度大小为
长木板的加速度
小物块与长木板的速度分别为
，
对小物块和木板组成的系统，由能量守恒定律得
解得
即木板的长度至少2m。