高一物理期末模拟卷（教科版2019，必修第二册第1~5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：第1~5章，教科版2019必修第二册。
4．难度系数：0.65。
一、选择题：本题共10小题，共44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，每小题4分；第9~10题有多项符合题目要求，每小题6分。全部选对的得3分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．2025年2月19日召开的重庆市教育工作大会强调要提升学生每天体育锻炼时长，为此重庆各学校积极响应号召，组织学生参加形式多样的体育锻炼。小刘同学在行知大道上花式跑步时留下的运动轨迹如题图所示，对于运动轨迹上A、B、C、D四点所标的速度方向可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】物体做曲线运动时，速度方向为轨迹的切线方向，B正确。
2．如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R和r，且，A、B分别为两轮边缘上的点，则皮带轮运动过程中，关于A、B两点下列说法正确的是（ ）
A．角速度之比
B．角速度之比
C．线速度大小之比
D．在相同的时间内通过的路程之比
【答案】B
【解析】两轮通过皮带传动，皮带与轮之间不打滑，则它们边缘的线速度相等，则A、B两点线速度大小之比为，C错误；由，可得A、B两点角速度之比为，A错误，B正确；由于A、B的线速度大小相等，所以在相同的时间内通过的路程相等，即，D错误。
3．如图所示，质量相等的A、B两个小球悬于同一悬点O，且在O点下方垂直距离h=1m处的同一水平面内做匀速圆周运动，悬线长L1＝3m，L2＝2m，则A、B两小球（ ）
A．周期之比T1：T2＝2：3
B．角速度之比ω1：ω2＝1：1
C．线速度之比v1：v2＝8：3
D．向心加速度之比a1：a2＝8：3
【答案】B
【解析】设细线与竖直方向的夹角为，则，根据牛顿第二定律有，联立得，所以两球的周期之比为，角速度之比为，A错误，B正确；两球做匀速圆周运动的半径分别为，，两球的线速度之比为，C错误；两球的向心加速度之比为，D错误。
4．如图，直杆OA的O端抵在墙角，A端始终靠在物块右侧的光滑竖直侧壁上，可以沿着侧壁滑动。用外力使物块向左运动时，直杆上的A点会在竖直面内运动，其轨迹为圆，圆心在O点。若当直杆与水平方向夹角为时A点的速度大小为v，则该时刻物块的速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】如下图，将A点的速度分解：
根据运动的合成与分解可知，接触点A的实际运动、即合运动为在A点垂直于杆的方向的运动，该运动由水平向左的分运动和竖直向下的分速度组成，所以该时刻物块的速度大小为v1=v sinθ，C正确。
5．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻绳提升一货物，货车向左前进了一段距离的过程中，货物以速度v匀速上升，此过程中下列说法正确的是（ ）
A．货车向左运动的速度小于v
B．货车向左做减速运动
C．货车对地面的压力逐渐减小
D．轻绳对货车的拉力逐渐变大
【答案】B
【解析】将货车的速度进行正交分解，沿绳子方向的速度为v，如图
则货车的速度为，货车的速度大于v，A错误；随着货物上升，绳子与水平方向的夹角减小，货车速度减小，做减速运动，B正确；绳子对货车的拉力不变，为货物的重力，随着减小，绳子对货车拉力的竖直分量减小，货车对地面的压力逐渐变大，CD错误。
6．某摩天轮的直径达120m，转一圈用时1600s。某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A点经B点运动到C的过程中（ ）
A．角速度为
B．座舱对该同学的作用力一直指向圆心
C．重力对该同学做功的功率增大
D．如果仅增大摩天轮的转速，该同学在B点受座舱的作用力将增大
【答案】D
【解析】根据题意可知周期为，则角速度为，A错误；该同学乘坐摩天轮，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，则座舱对该同学的作用力和该同学的重力的合力提供向心力，指向圆心，所以座舱对该同学的作用力不是一直指向圆心，B错误；根据重力功率的计算公式，从A点经B点运动到C的过程中，先增大后减小，可知重力对该同学做功的功率先增大后减小，C错误；在B点，该同学在竖直方向有，水平方向上，则该同学在B点受座舱的作用力大小为，如果仅增大摩天轮的转速，根据可知，增大，则该同学在B点受座舱的作用力将增大，D正确。
7．火星、地球和太阳处于三点一线，这叫作“火星冲日”，这时火星距地球最近，如图所示为“火星冲日”的虚拟图，地球绕太阳的公转周期为，火星绕太阳的公转周期为，且两者运行在同一平面上，运行方向相同，下列说法正确的是（ ）
A．火星绕太阳的线速度大于地球的线速度
B．火星绕太阳的角速度大于地球的角速度
C．火星的公转周期小于地球公转周期
D．相邻两次“火星冲日”的时间间隔为
【答案】D
【解析】根据，可得，，，因火星轨道半径大于地球轨道半径可知，火星绕太阳的线速度小于地球的线速度；火星绕太阳的角速度小于地球的角速度；火星的公转周期大于地球公转周期，选项ABC错误；根据，可得相邻两次“火星冲日”的时间间隔为，D正确。
8．如图所示，在一个高出地面的平台上，把两个小球同时从同一位置以大小相等的初速度抛出，一枚小球的初速度方向与水平方向夹角为斜向下，另一枚小球的初速度方向与水平方向夹角为斜向上，两小球分别落到水平地面上的P、Q两点，忽略空气阻力，重力加速度为g，则P、Q两点之间的距离为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】设斜上抛的球空中运动时间为，抛出点距离地面高度为h，则有，设斜下抛的球空中运动时间为，则有，联立解得，则P、Q两点之间的距离，联立解得，C正确。
9．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动，其中a是地球同步静止卫星，b与a的离地高度相等，c的离地高度比a小。下列说法正确的是（ ）
A．卫星a可以定位在北京的正上方
B．卫星a、b的向心加速度相同
C．卫星c的周期小于24h
D．a、b、c三颗卫星的发射速度均大于7.9km/s且小于11.2km/s
【答案】CD
【解析】卫星为地球静止同步卫星，在赤道上空与地球保持相对静止，不可能定位在北京上方，A错误；卫星的轨道半径相等，根据，解得，则的向心加速度大小相等，但方向不同，B错误；根据，解得可知，卫星的周期小于，C正确；三颗卫星是地球的环绕卫星，发射速度均大于且小于，D正确。
10．一辆质量为m的机车在水平面上由静止开始启动，启动过程中牵引力F随时间t的变化如图所示。已知机车所受阻力恒为，时刻机车的速度为，此时机车达到额定功率并保持不变，时刻机车的速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．时段机车匀加速运动的加速度大小为
B．时段机车的平均速度大于
C．时刻机车的速度大小
D．时刻机车的速度大小为
【答案】BCD
【解析】在时段，机车匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，可得加速度大小为，A错误；在时段，机车做加速度逐渐减小的加速运动，图像如图所示
图像与时间轴围成的面积等于这段时间内的位移，可知在时段机车的平均速度大于，B正确；在时刻机车达到额定功率并保持不变，因此可知，，，C正确；在时间内，汽车做匀加速运动，根据可知，在时刻机车的速度大小，，D正确。
二、实验题：本题共2小题，共15分。
11．（6分）如图所示是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的支持力提供，球对挡板的反作用力使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)在探究向心力的大小与角速度的关系时，要保持___________相同。
A．和B．和
C．和D．和
(2)下列实验中，利用到控制变量法的是___________。
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
C．探究平抛运动的特点
(3)某同学利用图2所示的装置探究滑块做圆周运动时向心力和周期的关系。力传感器可记录细线对滑块拉力的大小，光电门可记录滑块做圆周运动的周期，获得多组数据，画出了如图3所示的线性图像，则图像横坐标代表的是___________。
A．B．C．D．
【答案】(1)C（2分）(2)B（2分）(3)D（2分）
【解析】（1）在探究向心力的大小与角速度的关系时，要保持质量和半径相同。
（2）A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用了等效替代法，A错误；探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用了控制变量法，B正确；探究平抛运动的特点，采用了运动的合成与分解，C错误。
（3）以滑块为对象，细线的拉力和摩擦力的合力提供向心力，则有
可得可知，图3所示图像横坐标代表的是。
12．（9分）某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒定律》的实验。实验时让质量为m = 0.5 kg的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，如图乙为实验时打出的一条纸带，选取纸带上连续打出三个点A、B、C，测出各点距起点P的距离，重力加速度取g = 9.8 m/s2，请完成下列问题：
(1)下列操作或分析中正确的有（ ）
A．必须要称出重物的质量
B．计时器两限位孔必须在同一竖直线上
C．实验时，应先释放重锤，再打开电源
D．用秒表测重物下落的时间
(2)打下计数点B时物体的速度大小为______m/s；
(3)重物从P到B减小的重力势能为______J，增加的动能为______J（计算结果保留3位小数）
(4)根据纸带计算出相关各点的速度v，用刻度尺量出下落的距离h，以为纵轴，以h为横轴做出的图像应该是下图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】(1)B（2分）(2)0.98（2分）(3) 0.245（2分） 0.240（2分）(4)C（1分）
【解析】（1）因为我们是比较mgh、的大小关系，m可约去，不需要测量重锤的质量，A错误；为了减小纸带与限位孔之间的摩擦力，图中两限位孔必须在同一竖直线，B正确；实验时，为了尽量多的利用纸带的有效长度，应先打开电源，再释放重锤，C错误；打点计时器本身就是计时仪器，不需用秒表测重锤下落的时间，D错误。
（2）B点的瞬时速度为，带入数值计算得
（3）从开始下落到C点的过程中，重力势能的减小量为，带入数值，计算得，重物到B点时增加的动能为，又，，（4）由机械能守恒，，即，则图像为过原点的直线。
三、计算题：本题共3小题，共41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．（11分）一只船匀速横渡一条河，当船身垂直河岸航行时，在出发后10min到达下游120m处。若船身保持与河岸成角向上游航行，出发后12.5min到达正对岸。求：
（1）水流速度的大小。
（2）船在静水中的速度的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）船身垂直河岸时，水速为（2分）
v1 = 0.2m/s（2分）
（2）船身垂直河岸时
（2分）
轨迹垂直河岸时，有，（4分）
联立解得（1分）
14．（12分）“嫦娥六号”探测器成功在月球正面预选着陆区实现软着陆。如图甲所示，探测器在月球表面着陆前反推发动机向下喷气以获得向上的反作用力，探测器减速阶段可看作竖直方向的匀变速直线运动。若探测器获得的反作用力大小为，经历时间，速度由减速到0、月球半径为、引力常量为，探测器质量为。求：
(1)月球表面的第一宇宙速度；
(2)月球的质量和密度；
(3)若将来的某天，中国航天员在月球表面做了如图乙所示的实验，将一根长为的细线的一端固定在点、另一端固定一小球，使小球在竖直平面内恰好做完整的圆周运动，小球可视为质点，则小球在最高点的速度大小是多少。
【答案】(1)(2)，(3)
【解析】（1）探测器做减速运动的加速度大小为（1分）
由牛顿第二定律得（1分）
解得月球表面的重力加速度大小为（1分）
由探测器在月球表面匀速圆周运动时（1分）
解得月球表面的第一宇宙速度（1分）
（2）由万有引力等于重力得（1分）
解得月球质量为（1分）
月球的密度为（1分）
解得（1分）
（3）小球在竖直平面内恰好做完整的圆周运动，由牛顿第二定律得（2分）
解得小球在最高点的速度大小是（1分）
15．（16分）如图所示，光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道、水平轨道BD、水平传送带DE各部分平滑连接，水平区域FG足够长，圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开。现将一质量为 的滑块从AB轨道上某一位置由静止释放，若已知圆轨道半径 ，水平面BD的长度 ，传送带长度 ，滑块始终不脱离圆轨道，且与水平轨道BD和传送带间的动摩擦因数均为 ，传送带以恒定速度 逆时针转动（不考虑传送带轮的半径对运动的影响）， 。
(1)若 ，则滑块运动至B点时对圆弧轨道的压力；
(2)若滑块不脱离圆轨道且从E点飞出，求滑块释放点高度h的取值范围；
(3)当 时，计算滑块从释放到飞出传送带的过程中，因摩擦产生的热量Q是多少。
【答案】(1)20N，竖直向下(2)(3)17J
【解析】（1）若 ，则滑块运动至 点时，由动能定理可得 （1分）
由牛顿第二定律可得 （1分）
解得 （1分）
由牛顿第三定律可知，滑块运动至 点时对圆弧轨道的压力为20N，方向竖直向下。（1分）
（2）若滑块恰好能过 点，则 点时有 （1分）
从 到 ，根据动能定理有 （1分）
解得
要使滑块恰能运动到 点，则滑块到 点的速度 ，从 到 ，根据动能定理有（1分）
解得
显然
若滑块不脱离圆弧轨道且从 点飞出，则滑块释放点的高度 。（1分）
（3）从A到D点根据动能定理（1分）
解得
从A到E点根据动能定理（1分）
可得
又（1分）
则
（1分）
（1分）
（1分）
由能关系（1分）
（1分）