高一物理期末模拟卷02（人教版2019，必修二全册、选必一第1章）-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、选择性必修一（第一章）。
4．难度系数：0.7。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．风力越大，运动员的下落时间就越长，运动员可完成更多的动作
B．风力越大，运动员下落时竖直方向的速度就越大
C．运动员着地时的水平位移大小与风力无关
D．水平风力的大小不会影响运动员的下落时间
【答案】D
【详解】AD．运动员的下落时间由竖直方向的运动决定，与水平方向的风力无关。因此，风力的大小不会改变运动员的下落时间，故A错误；D正确；
B．运动员下落时竖直方向的速度是由重力加速度和时间决定的，与水平方向的风力没有直接关系。风力只会影响运动员在水平方向上的速度，故B错误；
C．运动员在水平方向上的位移是由风力作用下的水平速度和下落时间共同决定的。风力越大，水平速度就越大，因此在相同的时间内，水平位移也会越大，故C错误。
故选D。
2．某学校为了封闭式管理，正在修建一栋宿舍楼，修建过程中要用到起重机，如图甲是起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计空气阻力，重力加速度为，则以下说法正确的是（ ）
A．6秒末速度为10m/s
B．起重机的额定功率为2400W
C．5~10s内重物所受起重机的拉力在减小
D．5~10s物体减速上升
【答案】C
【详解】AD．由图乙可知，物体在0~5s内做匀加速直线运动，5s时起重机的速度为
5s后起重机继续加速上升，则6s末的速度大于10m/s，故AD错误；
B．5s时起重机达到额定功率，此时有，
解得W
故B错误；
C．5~10s内重物所受起重机的加速度逐渐减小，根据
可知拉力在减小，故C正确；
故选C。
3．如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时调整发球机出球口距地面的高度，然后向竖直墙面发射网球。如图乙所示，先后两次从同一位置水平发射网球A、B，网球A、B分别碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为45°和60°，若不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．A球的发射速度小于B球的发射速度
B．A球的速度变化率小于B球的速度变化率
C．A球在空中的飞行时间大于B球在空中的飞行时间
D．A、B两球位移之比
【答案】D
【详解】C．发出的网球在竖直方向做自由落体运动，根据可得，网球在空中运动的时间为
由图可知
所以A球在空中的运动时间小于B球在空中的运动时间，故C错误；
A．网球在水平方向上做匀速直线运动，两网球在水平方向的位移相等，根据可知，A球的发射速度大于B球的发射速度，故A错误；
B．速度的变化率是指加速度，两个网球的加速度都是重力加速度，所以A球的速度变化率等于B球的速度变化率，故B错误；
D．根据平抛运动的推论，物体速度偏转角的正切值是位移与水平方向位移夹角正切值的2倍，设A、B的位移方向与水平方向的夹角分别为α、β，则，
设两球的水平位移为x，根据几何关系有
解得A、B两球的位移之比为
故D正确。
故选D。
4．一滴雨滴在空中由静止开始下落，一段时间后落到地面上，雨滴受到空气阻力与速率成正比，雨滴在下落的过程中，雨滴的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能，重力势能、加速度a随位移x的变化图像，可能正确的是（ ）（以地面为重力势能零势能面）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】AD．雨滴下落的过程中，加速度大小，雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，则图像斜率的绝对值减小，故AD错误；
B．由动能定理可知图线的斜率为合外力，而合外力为，则斜率的绝对值逐渐减小，故B错误；
C．根据，可知图像斜率不变为倾斜直线，故C正确。
故选C。
5．游乐场中有一种叫旋转飞椅的游乐项目。如图所示，长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。座椅和小孩的总质量为40kg，当转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力和空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．座椅和小孩转动的轨道半径为7m
B．座椅和小孩所需的向心力大小为300N
C．钢绳对座椅的拉力大小为400N
D．座椅和小孩匀速转动的角速度大小为
【答案】B
【详解】A．座椅和小孩转动的轨道半径为
故A错误；
BC．对座椅和人分析有
座椅和小孩所需的向心力大小为
钢绳对座椅的拉力大小为
故B正确，故C错误；
D．据向心力公式有
则
故D错误。
故选B。
6．下图为某次蹦极运动中的情景，原长为的轻弹性绳一端固定在机臂上，另一端固定在质量为的蹦极者身上，蹦极者从机臂上由静止自由下落，当蹦极者下落至最低点时在距机臂的高度为，忽略空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．蹦极者下落的整个过程中机械能守恒
B．下落过程中蹦极者的最大动能为
C．弹性绳最大的弹性势能为
D．蹦极者下落至最低点时减少的重力势能为
【答案】D
【详解】A．蹦极者下落的整个过程中，在弹性绳被拉长的过程中对人做负功，此过程中人的机械能减小，选项A错误；
B．当蹦极者速度最大时弹力等于重力，此时弹性绳处于拉长状态，不在原长状态，可知下落过程中蹦极者的最大动能大于，选项B错误；
C．由能量关系可知，弹性绳最大的弹性势能等于减小的重力势能，为，选项C错误；
D．蹦极者下落至最低点时减少的重力势能为，选项D正确。
故选D。
7．下表为我国某品牌纯电动汽车部分参数及汽车状态信息截图，这台电动车还装有能量回收系统，在刹车制动中，车轮带动电机线圈在磁场中转动，可将多余的动能转化为电能储存起来，请你据此判断下列说法正确的是（ ）
A．这台电动车在电池完全放电的情况下，最少需要约0.7h才能充满电
B．刹车制动中，安培力对电机线圈做正功
C．据图中“累计平均电耗”可以推测：满电最高续航的平均值约为724km
D．据表中“电池最大蓄能”和“电池能量密度”可知，这台电动车电池质量为61kg
【答案】A
【详解】A．最大充电功率120kW，电池最大蓄能85.4kW·h。根据可得，这台电动车的最短充电时间，故A正确；
B．刹车制动中，将动能转化为电能，安培力对电机线圈做负功，故B错误；
C．据图中“累计平均电耗”可以推测： =628km
满电最高续航的平均值约为628km，故C错误；
D．据表中“电池最大蓄能”和“电池能量密度”可知，这台电动车电池的质量
故D错误。
故选A。
8．1998年6月18日，某国产轿车载着两个仿真人在清华大学汽车工程研究所进行整车安全性碰撞实验取得成功，创造了中国汽车工业历史上的里程碑事件——中华第一撞。已知该辆国产汽车的质量为，仿真人质量一共为，当汽车以的速度向左撞向钢性墙时，撞击时间为0.1秒，撞击时，安全气囊也同时弹开，仿真人与安全气囊的接触时间为10秒。则下列说法正确的是（ ）
A．钢性墙对车的冲量方向向左B．钢性墙对汽车的平均作用力约为
C．安全气囊对人的作用力约为D．钢性墙对车的合力冲量为0
【答案】B
【详解】A．由题知，汽车向左撞向钢性墙时，则钢性墙对车的作用力向右，故钢性墙对车的冲量方向向右，故A错误；
B．取向左为正方向，对汽车和仿真人组成的整体分析，根据动量定理有
代入数据解得
故B正确；
C．对仿真人进行分析，根据动量定理有
代入数据解得
故C错误；
D．根据动量定理，可得钢性墙对车的合力冲量为
故D错误。
故选B。
9．如图所示是即将开通的西安高新云巴。假设列车质量为m，某次列车由静止出发在水平轨道做加速度为a的匀加速直线运动，列车所受的阻力恒定为f，达到列车的额定功率P后，列车保持额定功率做变加速运动，再经时间t，速度达到最大，然后以最大速度匀速运动，对此下列说法正确的是（ ）
A．列车匀速运动的速度为
B．列车做匀加速运动的时间为
C．从静止到加速到速度最大的过程牵引力所做的功为
D．列车保持额定功率做变加速运动时间t内的位移为
【答案】BD
【详解】A．当牵引力等于阻力时，列车做匀速运动，则列车匀速运动的速度为
故A错误；
B．列车做匀加速运动过程，根据牛顿第二定律可得
列车做匀加速运动结束时的速度大小为
则列车做匀加速运动的时间为
故B正确；
C．列车达到额定功率P后，列车保持额定功率做变加速运动，再经时间t，速度达到最大，列车达到额定功率后到速度最大的过程牵引力所做的功
则从静止到加速到速度最大的过程牵引力所做的功
故C错误；
D．设列车保持额定功率做变加速运动时间t内的位移为，根据动能定理可得
解得
故D正确。
故选BD。
10．每逢重大节日，人们都会在夜间燃放高空礼花来渲染节日气氛。如图，某型号高空礼花弹从专用炮筒中以初速度竖直射向天空，礼花弹到达最高点时炸开，爆炸后礼花弹内的大量小弹丸向四面八方射出，燃烧着的小弹丸形成一个不断扩大的光彩夺目的球面，直到熄灭。设礼花弹的质量为m，爆炸后瞬间所有弹丸的速度大小均为v，每个弹丸的燃烧时间均为，重力加速度为g。忽略一切空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．发射礼花弹过程中，炮筒内高压气体对礼花弹做的功为
B．爆炸时礼花弹离地面的高度为
C．在夜间能看到的礼花球面的最大半径为
D．礼花熄灭前，礼花球面的球心离地面的最小高度为
【答案】BCD
【详解】A．发射礼花弹的过程中，由动能定理可知，炮筒内高压气体对礼花弹做的功为
故A错误；
B．忽略一切空气阻力，礼花弹上升过程做竖直上抛运动，则爆炸时礼花弹离地面的高度为
故B正确；
C．爆炸后礼花弹内的大量小弹丸向四面八方射出，燃烧着的小弹丸形成一个不断扩大的光彩夺目的球面，礼花熄灭前，半径最大，则在夜间能看到的礼花弹球面的最大半径为
故C正确；
D．礼花熄灭前，礼花球面的球心离地面的高度最小，最小高度为
故D正确。
故选BCD。
11．如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，d≤R，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，则（ ）
A．气嘴灯在最低点能发光，其他位置一定能发光
B．气嘴灯在最高点能发光，其他位置一定能发光
C．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为
D．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为
【答案】BCD
【详解】AB．气嘴灯在最低点能发光，对P与触点A作为整体进行分析可知，最小需要提供的向心力为
气嘴灯在最高点能发光，对P与触点A作为整体进行分析可知，最小需要提供的向心力为
明显
得气嘴灯在最高点能发光，其他位置一定能发光，故A错误，B正确；
C．当气嘴灯运动到最低点时发光，此时对应车轮做匀速圆周运动的角速度最小，根据受力分析，向心力由弹簧的弹力与重力的合力提供，又因为初始时弹簧弹力等于重力，所以在最低点是增大的弹力提供向心力即
kd=mω2R
得
故C正确；
D．当气嘴灯运动到最高点时能发光，则
得
故D正确。
故选BCD。
12．2021年5月15日我国火星探测器祝融号火星车降落在火星乌托邦平原上。祝融号降落到距离地面100米时，通过先悬停（通过反冲发动机）对地面探测成像，再躲避障碍等过程，最终用时40秒落到火星表面。已知火星半径大致是地球半径的，火星质量约为地球质量的，火星绕太阳公转的周期约为地球的2倍，忽略火星和地球自转，则（ ）
A．火星绕太阳的轨道半径约为地球的4倍
B．火星表面的第一宇宙速度约为地球的
C．祝融号悬停时受到的重力约为在地球表面重力的
D．祝融号从悬停到降落到火星表面的平均速率为
【答案】BC
【详解】A．根据开普勒第三定律可得
则火星公转轨道半径为地球的倍，故A错误；
B．第一宇宙速度是近中心天体卫星做匀速圆周运动的速度，根据万有引力提供向心力可得
解得
则
故B正确；
C．根据万有引力与重力关系有
解得
可知
所以火星表面重力加速度为地球的0.4，则祝融号悬停时受到的重力约为在地球表面重力的40%，故C正确；
D．由题意可知，祝融号从悬停到降落到火星表面需要躲避障碍等过程，其路程大于100m，根据平均速率公式可知，祝融号从悬停到降落到火星表面的平均速率大于2.5m/s,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题）
实验题：本题共2小题，共16分。
13．某同学利用图甲所示的实验装置做“探究平抛运动规律”的实验
(1)（多选）在此实验中，下列说法正确的是__________。
A．斜槽轨道的摩擦力应尽可能小B．每次需从斜槽上的相同位置释放小球
C．移动挡板时，每次移动的距离需相同D．斜橧末端应调节至水平
(2)图乙中OQ是某同学通过实验得到的小球平抛运动的轨迹，以O点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。取，若，，，取，则小球平抛的初速度__________；抛出点与B的竖直距离为__________m（计算结果均保留两位有效数字）。
(3)若想利用稳定的细水柱显示平抛运动的轨迹，下图中最合适的装置是__________。
A．B．C．
【答案】(1)BD(2) 1.5 0.80 (3)B（每空2分）
【详解】（1）AB．为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，不需要斜槽轨道的摩擦力应尽可能小，故A错误，B正确；
C．不需要移动挡板时，每次移动的距离需相同，故C错误；
D．为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需切线水平，故D正确。
故选BD。
（2）[1]根据题意可知从到B和从B到C与从C到D的时间都相等，竖直方向根据
解得
水平方向
解得
[2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下B点的竖直速度
设抛出点与B的竖直距离为h，根据运动学公式
解得
（3）竖直管内与大气相通，为外界大气压强，竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果竖直管上出口在水面上，则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小。
故选B。
14．物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下：
a．测量遮光片宽度d，滑块到光电门距离为x，选用标准质量均为的砝码N个，已知重力加速度为g；
b．先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一块砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下通过光电门的时间，由此得出通过光电门的速度v；
c．依次改变砝码盘中砝码个数n，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤b，得到一系列n和v的数据；
d．以为纵轴，为横轴，若数据满足一次函数形式，则完成验证“系统机械能守恒”。
(1)在进行实验之前，下列选项中必须操作的是_______（填标号）
A．静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快
B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以有效减少实验误差
C．滑块质量必须远远大于砝码质量，以有效减少实验误差
(2)滑块通过光电门时，砝码盘中砝码的速度为_______（用d和表示）
(3)若所绘制的图像斜率为k，则滑块的质量M=_______（用k、、N、g和x表示）
(4)由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会_______（填“偏小”、“偏大”或“相同”）。
【答案】(1)B(2)(3)(4)偏小（每空2分）
【详解】（1）A．滑块释放时若尽量靠近光电门，则通过光电门的速度很小，速度测量值误差较大，故A错误；
B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以有效减少砝码盘下落高度的测量实验误差，故B正确；
C．本实验不需要测量细绳上的拉力，不需要滑块质量必须远远大于砝码质量，故C错误。
故选B。
（2）滑块通过光电门时，滑块的速度大小为
砝码盘中砝码的速度为
（3）根据系统的机械能定律，若系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量，即
解得
所绘制的图像斜率为k，则
解得滑块的质量
（4）本实验中系统机械能守恒，动滑轮、砝码盘以及砝码盘中砝码的机械能的减小量等于滑块和滑块上砝码增加的机械能（动能）
由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，所以减小的机械能偏小，则得出的滑块的质量与实际值相比将会偏小。
三、计算题：本题共3小题，共36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。
15．（9分）2024年5月28日18时58分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。空间机械臂作为在轨支持、服务的一项关键技术，对空间科学的应用和发展起到了很大的带动作用。空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件，还可以发射、抓捕卫星。如图所示，若空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，求：
（1）地球的质量及平均密度；
（2）空间站所在轨道处的重力加速度；
（3）机械臂对微型卫星的作用力大小（忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸）。
【答案】（1）；；（2）；（3）
【详解】（1）在地球表面质量为的物体，重力由万有引力提供
（1分）
则
（1分）
由
，（1分）
可得地球的平均密度
（1分）
（2）设空间站质量为，则有
（1分）
联立，解得
（1分）
（3）对空间站有
（1分）
对质量为m的微型卫星有
（1分）
联立，解得
（1分）
16．（12分）如图所示为某个电视台举办的线下冲关游戏中某一环节的装置，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m，所对圆心角为60°。BC是长度为的水平传送带，CD是水平粗糙轨道，ABCD轨道与传送带平滑连接，传送带一直以速度顺时针匀速转动。某参赛者抱紧滑板从A处由静止开始下滑，经过转动的传送带，最终停在D点。参赛者和滑板可视为质点，已知该参赛者和滑板总质量m=60kg，滑板与传送带之间、滑板与水平轨道之间的动摩擦因数均为，g取10m/s²。求：
（1）参赛者运动到B处的速度大小；
（2）水平轨道CD的长度L₂；
（3）滑板在传送上由于摩擦而产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【来源】江苏省无锡市玉祁高级中学2023-2024学年高一下学期期中检测物理试卷
【详解】（1）参赛者从A到B的过程，由动能定理可知
（2分）
代入数据得
（1分）
（2）参赛者在传送带上运动的过程中，因为，所以参赛者要先在传送带做匀加速运动，对参赛者（包括滑板）进行受力分析，根据牛顿第二定律可知
（1分）
解得
（1分）
当参赛者达到与传送带相同的速度时，其位移为
（1分）
所以接下来参赛者在传送带做匀速运动直至C点， 则
接下来从C到D的过程，由动能定理可知
（2分）
解得
（1分）
（3）已知参赛者在传送带上匀加速运动的时间为
（1分）
已知参赛者在传送带上运动时与传送带间的相对位移大小为
（1分）
解得滑板在传送上由于摩擦而产生的热量
（1分）
17．（15分）某装置的竖直截面如图所示，水平轨道的左侧有一个弹簧装置，可将放在弹簧装置前的物体水平弹出。管道光滑，半径，滑块尺寸略小于管道内径，管道内径远小于，管道点与小车平面等高。小车左端紧靠管道点，小车由水平轨道与四分之一圆弧轨道组成，水平轨道长度，圆弧轨道半径，圆弧所对应的圆心角均为，滑块与轨道间的动摩擦因数，滑块质量，小车质量。其它轨道均光滑，轨道之间均平滑连接，滑块可视为质点，不计空气阻力，弹簧的弹性势能全部转化为动能，取。求：
(1)若小车固定在水平面上，压缩弹簧发射滑块恰能使其滑到点，求弹簧弹力对滑块冲量大小；
(2)若小车没有固定在水平面上，水平面光滑且足够长，压缩弹簧发射滑块：
①滑块滑上小车恰能到达点，求弹簧弹射滑块时的弹性势能；
②滑块滑上小车并且不会滑离小车，求弹簧弹射滑块时的弹性势能范围。
【答案】(1)
(2)①②
【详解】（1）物体恰能滑到点，从到A过程中
（2分）
解得
可得弹簧弹力对滑块冲量
（1分）
（2）①物体在小车上滑动到最远点，两者的速度相同
（1分）
（1分）
解得
弹簧弹射滑块时的弹性势能
（2分）
②物体能滑上小车
（1分）
物体恰能到达，物体与小车在水平方向上速度相同
（1分）
（1分）
解得
物体返回恰好不从点滑出，物体与小车的速度相同
（1分）
（1分）
解得
则
（1分）
弹性势能的范围
（1分）
项目
风阻系数
整车质量/kg
电机额定功率/kW
电池最大蓄能/kW·h
电池能量密度/W·h·
最大充电功率/kW
数据
0.233
2100
180
85.4
140
120