高一物理下学期期末模拟卷-2024-2025学年高一物理下学期期末考点大串讲（沪科版2020）

2024-2025学年度高一下学期期末物理模拟卷 （考试时间：70分钟：满分：100分） 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：沪科版2020必修第二册 第6、7、8章，选必一 第1章 4．难度系数：0.7 一、“复兴号”高铁（6+10=16分） 1．“复兴号”列车在某段长为1000m的平直轨道上行驶，其速度的平方与位移x的关系，如图所示。 （1）乘客将一水杯放置在车厢水平桌面上，在此过程中水杯里水面的形状可能是______； （2）列车通过此路段所用的时间为______s。 2．如图，“复兴号”动车组共8节车厢。每节车厢的质量均为m，每节动力车厢能提供的最大驱动功率相同，重力加速度为g。 （1）（计算）动车组采用4动4拖模式，依靠前面的4节动力车厢来带动整个列车运行。动车组在平直轨道上匀加速启时，若每节车厢所受阻力均为车厢所受重力的k倍，每节动力车厢提供的牵引力大小为F，求第4节车厢对第5节车厢的作用力大小； （2）若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则改为采用1动7拖模式后，求动车组的最高时速为多少km/h。 二、能量守恒（3+3+12=18分） 能量守恒定律是19世纪的重大发现之一。生活中有很多不同形式的能量，它们之间可以通过不同的方式进行转化或转移，但总的能量总是守恒的。 3． 如图，若质量为m的小球从离地高为的点以大小为的速度斜向上飞出，球能到达的最高点离地高度为。（以点所在水平面为零势能面，不计空气阻力） (1)球在点时的机械能为_______。 A． B． C． D． (2)球从点运动到点的过程中，其动能的变化量为_______。 (3)如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为，倾角为，斜面长为L。一个质量为的物块（可视为质点）在电动机作用下，从斜面底端点由静止加速至点时达到最大速度v，之后做匀速运动至点，关闭电动机，物块恰好到达最高点。重力加速度为，不计电动机消耗的电热。求： ①段长x； ②段电动机的输出功率； ③全过程物块存储的机械能和电动机消耗的总电能的比值。 三、太空电梯（12分） 4．科幻大片中设想的太空电梯结构如图所示。假设有一太空电梯，连接地球赤道上的固定基地与位于地球同步卫星轨道的空间站。 （1）（多选）设乘客在太空电梯内与电梯保持相对静止，乘客离地心距离为，则乘客( ) A．一定处于超重状态 B．一定处于完全失重状态 C．绕着地球运动的线速度大小随着的增大而增大 D．绕着地球运动的线速度大小随着的增大而减小 E．在等于地球半径时，乘客的线速度大小等于第一宇宙速度 F．在等于地球半径时，乘客的线速度大小小于第一宇宙速度 （2）（多选）若电梯外部某一物体脱落后，物体相对于地球可能做( ) A．匀速圆周运动     B．离心运动     C．向心运动 （3）如图所示，空间站相对地面运动，地面上的观察者测得地面上光源发出的光同时到达空间站的前端和后端，则空间站中的人测得光先到达空间站__________（选填“前端”或“后端”）；这两束闪光相对空间站的速度__________（填“相等”或“不相等”） 四、北斗导航（3+3+3+3+4+8=24分） 北斗卫星导航系统是由中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。如图，a、b、c为北斗系统的三颗卫星，已知它们绕地球做匀速圆周运动的半径分别为ra、rb、rc，且ra = rb > rc。 5．导航卫星的发射速度应______。 A．小于第一宇宙速度 B．大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 C．大于第二宇宙速度 6．运载火箭将卫星从地面发射时，假设在舱内放置一个单摆，此时单摆周期______在地面时的周期。 A．小于 B．大于 C．等于 7．卫星a、b、c的线速度分别为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，则______。 A． B． C． D． 8．若卫星b与卫星c质量相同，则卫星b的机械能______卫星c的机械能。 A．大于 B．等于 C．小于 9．随着科技进步，可利用卫星来感知灌溉信息，智慧助农。一极地卫星在距地面高度为、且通过地球南北两极正上方的圆轨道上运行，监测的农田南北长为，地球的半径为，地球表面重力加速度为，忽略地球自转，该卫星通过农田正上方的时间为（    ） A． B． C． D． 10．“北斗”导航系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成。某一地球同步轨道卫星和一颗中轨道卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动、且绕行方向相同。如图（a）所示。 （1）同步轨道卫星和中轨道卫星绕地球做圆周运动的线速度分别、，则______； A．     B．     C． （2）若这两颗卫星之间的距离随时间t变化的关系如图（b）所示，则中轨道卫星的运行周期______h。 五、验证机械能守恒定律实验（3+3+4+5=15分） 某同学使用如图装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。 11．测量挡光片宽度宜选用（　　） A．厘米刻度尺 B．游标卡尺 C．螺旋测微器 12．用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，推力F与轻质连杆对摆锤的拉力T的变化情况为（　　） A．F增大，T减小 B．F、T都增大 C．F减小，T增大 D．F、T都减小 13．将摆锤从图示位置静止释放，读取并记录各挡光片的对应高度h和摆锤经过各挡光片的挡光时间t，测得各挡光片的宽度均为d。利用实验数据，以h为横坐标，以_________为纵坐标绘制图线，当图线为斜率大小近似为g的倾斜直线时，可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。 14．摆锤以大小为v的速度经过最低点后，在制动装置作用下静止于连杆与竖直方向夹角为位置。已知摆锤质量为m、摆长为L，求刹停过程中制动装置对摆锤做功W。 六、算盘（共3+12=15分） 算盘是中国古代一直延用至今计数工具，它由若干根杆和算珠组成。如图所示，桌面上水平放置一个算盘。算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1。发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。现将算珠A拨出，离手时vA0＝0.4 m/s，A、B相隔s1＝3.5 cm，B与上边框相隔s2＝2 cm。每颗算珠质量为10 g，重力加速度g取10 m/s2。 15．A被拨出后碰到B之前，其加速度大小a＝__________m/s2。 16．A、B在碰撞前后的v – t图像如图所示。（A、B碰撞的时间极短）。 （1）（计算）碰撞过程中A受到的合外力冲量I。 （2）（简答）通过计算、分析，说明A与B的碰撞是否为完全弹性碰撞。 （3）若要使A、B都回到自己的归零位，在拨出A时需要对A做的功为________。 A.等于2×10-4 J B介于2×10-4 J与7.5×10-4 J之间 C.等于7.5×10-4 J D.大于7.5×10-4 J 试卷第6页，共6页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度高一下学期期末物理模拟卷 （考试时间：70分钟：满分：100分） 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：沪科版2020必修第二册 第6、7、8章，选必一 第1章 4．难度系数：0.7 一、“复兴号”高铁（6+10=16分） 1．“复兴号”列车在某段长为1000m的平直轨道上行驶，其速度的平方与位移x的关系，如图所示。 （1）乘客将一水杯放置在车厢水平桌面上，在此过程中水杯里水面的形状可能是______； （2）列车通过此路段所用的时间为______s。 2．如图，“复兴号”动车组共8节车厢。每节车厢的质量均为m，每节动力车厢能提供的最大驱动功率相同，重力加速度为g。 （1）（计算）动车组采用4动4拖模式，依靠前面的4节动力车厢来带动整个列车运行。动车组在平直轨道上匀加速启时，若每节车厢所受阻力均为车厢所受重力的k倍，每节动力车厢提供的牵引力大小为F，求第4节车厢对第5节车厢的作用力大小； （2）若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则改为采用1动7拖模式后，求动车组的最高时速为多少km/h。 【答案】1. （1）B （2）25s 2.（1）2F （2）175km/h 【解析】12．（1）[1]根据图像可知，列车做匀加速直线运动，加速度大小为 乘客将一水杯放置在车厢水平桌面上，设水面与水平方向的夹角为，则有 可得 可知此过程中水杯里水面的形状是一倾斜直线，且水的加速度方向与行驶方向相同。 故选B。 （2）[2]由题图可知，， 则列车通过此路段所用的时间为 2．（1）[1]以8节车厢为整体，根据牛顿第二定律可得 以后面4节车厢为整体，根据牛顿第二定律可得 联立解得第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为 （2）[2]若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则有 则改为采用1动7拖模式后，则 可得动车组的最高时速为 二、能量守恒（3+3+12=18分） 能量守恒定律是19世纪的重大发现之一。生活中有很多不同形式的能量，它们之间可以通过不同的方式进行转化或转移，但总的能量总是守恒的。 3． 如图，若质量为m的小球从离地高为的点以大小为的速度斜向上飞出，球能到达的最高点离地高度为。（以点所在水平面为零势能面，不计空气阻力） (1)球在点时的机械能为_______。 A． B． C． D． (2)球从点运动到点的过程中，其动能的变化量为_______。 (3)如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为，倾角为，斜面长为L。一个质量为的物块（可视为质点）在电动机作用下，从斜面底端点由静止加速至点时达到最大速度v，之后做匀速运动至点，关闭电动机，物块恰好到达最高点。重力加速度为，不计电动机消耗的电热。求： ①段长x； ②段电动机的输出功率； ③全过程物块存储的机械能和电动机消耗的总电能的比值。 【答案】3. (1)B (2) (3)①；②；③ 【详解】3.（1）不计空气阻力，小球在空中运动过程中机械能守恒，所以 故选B。 （2）球从P点运动到Q点的过程中，根据动能定理 解得 （3）①物块在CD段运动过程中，由牛顿第二定律得 由运动学公式 联立解得 ②物块在BC段匀速运动，得电动机的牵引力为 由可得 ③全过程物块增加的机械能为 整个过程由能量守恒得电动机消耗的总电能转化为物块增加的机械能和摩擦产生的内能， 故可知 故可得 三、太空电梯（12分） 4．科幻大片中设想的太空电梯结构如图所示。假设有一太空电梯，连接地球赤道上的固定基地与位于地球同步卫星轨道的空间站。 （1）（多选）设乘客在太空电梯内与电梯保持相对静止，乘客离地心距离为，则乘客( ) A．一定处于超重状态 B．一定处于完全失重状态 C．绕着地球运动的线速度大小随着的增大而增大 D．绕着地球运动的线速度大小随着的增大而减小 E．在等于地球半径时，乘客的线速度大小等于第一宇宙速度 F．在等于地球半径时，乘客的线速度大小小于第一宇宙速度 （2）（多选）若电梯外部某一物体脱落后，物体相对于地球可能做( ) A．匀速圆周运动     B．离心运动     C．向心运动 （3）如图所示，空间站相对地面运动，地面上的观察者测得地面上光源发出的光同时到达空间站的前端和后端，则空间站中的人测得光先到达空间站__________（选填“前端”或“后端”）；这两束闪光相对空间站的速度__________（填“相等”或“不相等”） 【答案】4．（1）CF （2）C （3）前端 相等 【解析】4．（1）AB．对空间站A，有 依题意，乘客所在位置的运行半径小于同步轨道上空间站A的半径，由 可知乘客所受万有引力大于做圆周运动的向心力，所以乘客一定处于失重状态，而不是完全失重状态，故AB错误； CD．根据 可知绕着地球运动的线速度大小随着的增大而增大，故C正确；D错误； EF．根据CD选项分析可知，在等于地球半径时，乘客的线速度大小小于空间站A的线速度， 第一宇宙速度是最大的环绕速度，大于同步轨道上空间站A的线速度，所以在等于地球半径时， 乘客的线速度大小小于第一宇宙速度，故E错误；F正确。 故选CF。 （2）根据第一（1）分析可知，如果电梯在中间，外部某一物体所受万有引力大于其做匀速圆周运动的向心力，则脱落后，物体相对于地球可能做向心运动。 故C正确。 电梯在顶端，则和同步卫星一样做匀速圆周运动，故A正确，所以选AC。 （3）地面上的人以地面为参考系，光向前向后传播的速度相等，某光源发出的闪光同时到达空间站的前端和后端，向前传播的路程与向后传播的路程相同。由于空间站向前运动，所以点光源的到空间站的前端的距离小。空间站中的人认为，空间站是个惯性系，光向前、向后传播的速度相等，点光源的到空间站的前端的距离小，闪光先到达前端。 四、北斗导航（3+3+3+3+4+8=24分） 北斗卫星导航系统是由中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。如图，a、b、c为北斗系统的三颗卫星，已知它们绕地球做匀速圆周运动的半径分别为ra、rb、rc，且ra = rb > rc。 5．导航卫星的发射速度应______。 A．小于第一宇宙速度 B．大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 C．大于第二宇宙速度 6．运载火箭将卫星从地面发射时，假设在舱内放置一个单摆，此时单摆周期______在地面时的周期。 A．小于 B．大于 C．等于 7．卫星a、b、c的线速度分别为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，则______。 A． B． C． D． 8．若卫星b与卫星c质量相同，则卫星b的机械能______卫星c的机械能。 A．大于 B．等于 C．小于 9．随着科技进步，可利用卫星来感知灌溉信息，智慧助农。一极地卫星在距地面高度为、且通过地球南北两极正上方的圆轨道上运行，监测的农田南北长为，地球的半径为，地球表面重力加速度为，忽略地球自转，该卫星通过农田正上方的时间为（    ） A． B． C． D． 10．“北斗”导航系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成。某一地球同步轨道卫星和一颗中轨道卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动、且绕行方向相同。如图（a）所示。 （1）同步轨道卫星和中轨道卫星绕地球做圆周运动的线速度分别、，则______； A．     B．     C． （2）若这两颗卫星之间的距离随时间t变化的关系如图（b）所示，则中轨道卫星的运行周期______h。 【答案】5．B 6．A 7．B 8．A 9.C 10.（1）A （2）8h 【解析】5．要将导航卫星送入围绕地球的稳定轨道，其发射速度应大于第一宇宙速度，又必须小于第二宇宙速度，否则会逃逸。 故选B。 6．火箭发射时，舱内单摆所受的等效重力加速度大于重力加速度g， 根据单摆周期公式可得单摆的周期小于在地面时的周期。故选A。 7．由万有引力提供向心力 可得， 则，，， 故选B。 8．规定无穷远处为零势能点，则卫星的机械能为 因为 所以 所以卫星b的机械能大于卫星c的机械能。 故选A。 9． A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 地面上物体受到的重力等于万有引力，即 设卫星经过农田所用时间为t，则农田所对应圆心角 解得 故选C。 10．（1）[1]卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 由于同步轨道卫星半径大于中轨道卫星半径，则有 故选A。 （2）[2]由题图可知，两卫星每隔相距最近，则有 可得中轨道卫星的运行周期为 五、验证机械能守恒定律实验（3+3+4+5=15分） 某同学使用如图装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。 11．测量挡光片宽度宜选用（　　） A．厘米刻度尺 B．游标卡尺 C．螺旋测微器 12．用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，推力F与轻质连杆对摆锤的拉力T的变化情况为（　　） A．F增大，T减小 B．F、T都增大 C．F减小，T增大 D．F、T都减小 13．将摆锤从图示位置静止释放，读取并记录各挡光片的对应高度h和摆锤经过各挡光片的挡光时间t，测得各挡光片的宽度均为d。利用实验数据，以h为横坐标，以_________为纵坐标绘制图线，当图线为斜率大小近似为g的倾斜直线时，可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。 14．摆锤以大小为v的速度经过最低点后，在制动装置作用下静止于连杆与竖直方向夹角为位置。已知摆锤质量为m、摆长为L，求刹停过程中制动装置对摆锤做功W。 【答案】11．B 12．B 13． 14． 【解析】11．为了方便测量并保证测量的准确度，测量挡光片宽度宜选用游标卡尺。故选B。 12．设轻质连杆与竖直方向的夹角为，摆锤受到竖直向下的重力、水平向右的推力和沿轻质连杆向上的拉力，根据受力平衡可得， 用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，增大，则增大，增大。故选B。 13．摆锤经过挡光片的速度 根据机械能守恒定律 将 代入并整理得 所以以h为横坐标，以为纵坐标绘制图线，当图线为斜率大小近似为g的倾斜直线时， 可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。 14．摆锤从最低点到静止位置的过程，由动能定理得 得 六、算盘（共3+12=15分） 算盘是中国古代一直延用至今计数工具，它由若干根杆和算珠组成。如图所示，桌面上水平放置一个算盘。算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1。发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。现将算珠A拨出，离手时vA0＝0.4 m/s，A、B相隔s1＝3.5 cm，B与上边框相隔s2＝2 cm。每颗算珠质量为10 g，重力加速度g取10 m/s2。 15．A被拨出后碰到B之前，其加速度大小a＝__________m/s2。 16．A、B在碰撞前后的v – t图像如图所示。（A、B碰撞的时间极短）。 （1）（计算）碰撞过程中A受到的合外力冲量I。 （2）（简答）通过计算、分析，说明A与B的碰撞是否为完全弹性碰撞。 （3）若要使A、B都回到自己的归零位，在拨出A时需要对A做的功为________。 A.等于2×10-4 J B介于2×10-4 J与7.5×10-4 J之间 C.等于7.5×10-4 J D.大于7.5×10-4 J 【答案】15. 1 16. ①. -2×10-3 N·s ②. 不是，见详解 ③. D 【解析】15. A被拨出后在碰到B之前，根据牛顿第二定律 加速度大小为 16．（1）根据动量定理，碰撞过程中A受到的合外力冲量 （2）碰撞前后 所以系统动量守恒； 碰撞前后动能变化量 其中，， 解得 所以总动能不守恒，故不是完全弹性碰撞。 （3）若要使A、B都回到自己的归零位，碰后AB 共速到达归零位时速度刚好为零，可知 由于AB发生完全非弹性碰撞，故有动能损失，故在拨出A时需要对A做的功 解得 故选D。 试卷第10页，共10页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$