高一物理期末模拟卷（北京专用，必修第二册）-学易金卷：2024-2025学年高中下学期期末模拟考试

2024-2025学年高一物理下学期期末模拟卷 （考试时间：90分钟，分值：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：人教版2019必修第二册。 4．难度系数：0.7。 第Ⅰ卷 选择题 （共42分） 一、选择题（本题共10小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1．下列关于万有引力定律的发现历程，描述正确的是（　　） A．牛顿仅在牛顿运动定律的基础上总结出了万有引力定律，并给出了引力常量G B．卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量G C．第谷通过“月-地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同性质力 D．牛顿通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动 【答案】B 【解析】A．牛顿在牛顿运动定律以及开普勒第三定律的基础上总结出了万有引力定律，但没有给出了引力常量G，选项A错误； B．卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量G，选项B正确； C．牛顿通过“月-地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同性质力，选项C错误； D．开普勒通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动，选项D错误。 故选B。 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】C．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 故C错误； AB．由，可得A、B两点角速度之比为 故A错误，B正确； D．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 故D错误。 故选B。 3．如图所示，重物M放在长木板OP上，将长木板绕O端缓慢转过一个小角度的过程中，重物M相对长木板始终保持静止。关于长木板对重物M的支持力和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．支持力和摩擦力均逐渐增大 B．支持力和摩擦力的合力逐渐增大 C．支持力和摩擦力均对重物做正功 D．支持力对重物做正功，摩擦力不做功 【答案】D 【解析】A．设长木板的倾角为，设重物的质量为，以重物为对象，根据平衡条件可得， 由于逐渐增大，可知支持力逐渐减小，摩擦力逐渐增大，故A错误； B．根据受力平衡可知，持力和摩擦力的合力与重物的重力等大反向，则持力和摩擦力的合力保持不变，故B错误； CD．由于摩擦力与重物的运动方向总是垂直，所以摩擦力对重物不做功；由于支持力与重物的运动方向相同，则支持力对重物做正功，故C错误，D正确。 故选D。 4．飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量的技术。飞轮能储存能量，是因为转动的物体具有动能。如图所示，将飞轮简化为圆盘，可绕通过其圆心且与圆盘平面垂直的转轴转动。可以把圆盘分成很多小块，任取一小块都能根据来计算其动能，将所有小块的动能累加即可以求得飞轮转动的动能。下列说法正确的是（　　） A．飞轮转动时的动能与其转动的角速度成正比 B．飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀无关 C．保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能不变 D．保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小 【答案】D 【解析】圆盘上的各点同轴转动，角速度相等，质量为m距转轴距离为r的点的速度 其动能 其中为转动惯量。 A．圆盘绕垂直于盘面的轴转动时 其中m为圆盘质量，R为圆盘半径，飞轮转动时的动能 则飞轮转动时的动能与其转动角速度的平方成正比，故A错误； B．转动惯量I与飞轮的质量分布是否均匀有关，飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀有关，故B错误； CD．飞轮绕垂直于盘面且过盘心的轴转动时的转动惯量 绕过直径的轴转动时的转动惯量 保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小，故C错误，D正确。 故选D。 5．2021年5月15日，由地球发射的“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度大于 B．“天问一号”探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 C．探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s D．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 【答案】D 【解析】A．探测器在星球表面受到重力等于万有引力 解得星球表面重力加速度 已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，地球的重力加速度，则火星表面的重力加速度 故A错误； B．“天问一号”探测器脱离地球引力的约束，在太阳系中绕火星转动，则“天问一号”探测器的发射速度应介于地球的第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，故B错误； CD．探测器在星球表面，绕星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 可得第一宇宙速度为 探测器在地球表面飞行的速度即第一宇宙速度为7.9km/s，则探测器在火星表面附近的环绕速度即火星表面的第一宇宙速度为 故C错误，D正确。 故选D。 6．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A．各点外行星每年都会出现冲日现象 B．在2015年内一定会出现木星冲日 C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半 D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最长 【答案】B 【解析】A．根据开普勒第三定律，有 解得 则有年=1.84年；年=11.86年；年=29.28年；年=82.82年；年=164.32年 如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有 代入数据，有 解得T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A错误； B．2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确； C．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有 解得 故天王星相邻两次冲日的时间间隔为年 土星相邻两次冲日的时间间隔为年 故C错误； D．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有 解得 故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D错误。 故选B。 7．如图，倾角为θ的斜面体ABC固定在水平地面上，在A点正上方的P点，以速度v0水平抛出一个小球，小球落在斜面上的Q点(图中未画出)，且落到斜面上时速度方向与斜面垂直，重力加速度为g，不计空气阻力，则Q点离地面的高度为(　　) A． sin θ B． cos θ C． tan θ D． 【答案】D 【解析】当小球落到斜面上时，设竖直方向的分速度为vy，则有 又vy＝gt，x＝v0t 联立解得 则Q点离地面的高度h＝xtan θ＝ 故选D。 8．我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（    ）． A．飞船的发射速度大于 B．飞船在“过渡轨道”上P点加速度小于“停泊轨道”上P点的加速度 C．飞船在“停泊轨道”与“绕月轨道”上的运行速率之比为 D．飞船从P点运动到Q点的时间为 【答案】D 【解析】A．飞船只是从地球轨道转移到绕月轨道，没有脱离地球引力束缚，发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误； B．根据题意，由牛顿第二定律有 解得 可知，飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度，故B错误； C．根据题意，由万有引力提供向心力有 又有 整理可得 则飞船在“停泊轨道”与“绕月轨道”上的运行速率之比为 故C错误； D．飞船在“停泊轨道”的周期为 由开普勒第三定律有 解得 则船从P点运动到Q点的时间为 故D正确。 故选D。 9．如图所示，一物体在恒力F作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，在物体移动距离x的过程中，下列说法正确的是（　　） A．斜面对物体的摩擦力大小为 B．斜面对物体作用力的大小为 C．斜面对物体的摩擦力做功为 D．物体动能增加了 【答案】D 【解析】AB．根据题意，对物体受力分析，如图所示 垂直斜面方向，由平衡条件有 沿斜面方向，由牛顿第二定律有 则摩擦力 斜面对物体作用力的大小为 故AB错误； C．由做功公式可得，斜面对物体的摩擦力做功为 故C错误； D．由动能定理有 由牛顿第二定律有 又有 联立可得物体动能增加了 故D正确。 故选D。 10．如图所示，一个质量为m的小球，用轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ；第二次小球在水平恒力F2的作用下，从P点开始运动恰好能到达Q点。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．第二次水平恒力的大小为 B．第二次到达Q点时绳的拉力比第一次小 C．第二次水平力做的功比第一次多 D．两个过程中绳的拉力均逐渐增大 【答案】B 【解析】AB．第一次小球缓慢移动，小球处于平衡状态，解得 绳中张力 随着的逐渐增大，力F、T逐渐增大，当时，有， 在第二次运动过程中，根据动能定理有 解得 故第一个过程中，拉力F在逐渐变大，且最大值一定大于F′，选项B正确，A错误； C．第一次小球缓慢上升，可认为速度为零；第二次在水平恒力F′作用下，从P点开始运动并恰好能到达Q点，此过程中，小球恰能到达Q点，说明vQ=0，即两次拉力做功都等于小球重力势能的增加量，选项C错误； D．在第二次运动过程中，根据平行四边形定则可知，重力与水平拉力的合力为，恒定不变，方向与竖直方向成角，整个过程中小球先加速后减速，当小球运动至轻绳与竖直方向成角时，速度最大，根据牛顿第二定律和向心力公式 可得 可知此时轻绳中的拉力亦最大，即第二种情况下轻绳的拉力先增加后减小，选项D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。） 11．水平桌面上的甲、乙两物体在水平拉力作用下由静止开始沿直线运动，其加速度a与所受拉力F的关系如图所示。甲、乙两物体的质量分别为，与桌面间的动摩擦因数分别为。下列说法正确的是（　　） A． B． C．若拉力相同，经过相同时间拉力对甲做功少 D．若拉力相同，通过相同位移甲获得的动能小 【答案】BD 【解析】AB．物体运动后，由牛顿第二定律可知 即 由图像的斜率以及截距可知， A错误，B正确； C．由图像可知，若拉力相同，加速度大小无法判断，根据 可知在相同的内无法判断拉力做功的大小，C错误； D．根据结合图像的横截距可知物体滑动过程中甲所受的滑动摩擦力更大，根据可知拉力和距离相同时，甲获得的动能更小，D正确。 故选BD。 12．2025年3月15日，金融界消息，苏州澄富自动化设备有限公司取得“盒体自动包装设备”专利。该设备的电机转动带动转盘做圆周运动，从而将盒体移动至不同工位，实现盒体成型、定型、放料以及扣盖工序的一体化作业。模型简化如图所示，质量均为 m的小物块A、B（可视为质点）与转盘保持相对静止，跟着转盘一起在水平面内做圆周运动。已知小物块 A、B与转轴的距离分别为、，物块与转盘间动摩擦因数相同。转盘由静止开始缓慢加速转动，最终匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．小物块A、B的向心加速度大小之比始终为 B．转盘加速转动的过程中物块受转盘的静摩擦力方向始终指向转盘中心O点 C．转盘转动的最大角速度为 D．转盘转动的最大角速度为 【答案】AD 【解析】A． 小物块A、B(可视为质点与转盘保持相对静止，则二者角速度相等，根据知，小物块A、B的向心加速度大小之比始终为，故A正确； B． 转盘加速转动，物块所受摩擦力沿径向的分力提供向心力，改变速度方向，摩擦力沿切向的分力改变物体速度大小。所以摩擦力的方向并不指向转盘中心O点，故B错误； CD．物块随着转盘匀速转动过程中，静摩擦力提供向心力，则有 因，所以B先滑动，则有 解得转盘转动的最大角速度 故C错误，D正确。 故选AD。 13．如图甲为2022年北京市冬奥会的跳台滑雪场地“滑如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型。斜坡可视为倾角为的斜面，质量为的运动员（可视为质点）从跳台处以速度沿水平方向向左飞出，不计空气阻力。则运动员从飞出至落到斜坡上的过程中，已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．运动员运动的时间为 B．运动员落在斜坡上时，瞬时速度大小为 C．运动员落在斜坡上时，瞬时速度方向与水平方向的夹角为 D．运动员在空中离坡面的最大距离为 【答案】AD 【解析】A．根据平抛运动规律有 解得运动员运动的时间为 故A正确； B．运动员落在斜坡上时，瞬时速度大小为 联立解得 故B错误； C．设运动员落在斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角为，根据平抛运动推论有 数学关系可知 故C错误； D．将v与g在平行斜面方向与垂直斜面方向分解，则运动员在空中离坡面的最大距离为 故D正确。 故选 AD。 14．“天问一号”探测器需要通过转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时转移轨道是一个近日点B和远日点C都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为M，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法中正确的是（　　） A．两次点火时喷气方向都与运动方向相同 B．两次点火之间的时间间隔为 C．两次点火之间的时间间隔大于6个月 D．如果火星运动到A点，地球恰好在B点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹BC运动到C点时，恰好与火星相遇 【答案】BC 【解析】A．卫星第一次从地球轨道转移到转移轨道时，需反向喷气加速，万有引力不足提供向心力，故卫星将做离心运动，从而进入转移轨道。 在转移轨道上运动时，做曲线运动，且万有引力方向与运动方向夹角大于90度，卫星将逐渐减速，直至运动到C点时，万有引力方向与卫星运动方向垂直，此时卫星速度最小。 要从转移轨道C点进入火星轨道时，需反向喷气加速，因为若未加速或减速，则卫星在C点所受万有引力大于所需向心力，卫星将做近心运动，无法进入火星轨道，所以应加速才可以保证卫星进入火星轨道。则两次变轨均需要加速，且两次点火时喷气方向都应与运动方向相反，故A错误； B．对地球，根据万有引力提供向心力有 求得 设“天问一号”在转移轨道上的运行周期为，根据开普勒第三定律有 联立得 所以，两次点火之间的时间间隔为 故B正确； C．因“天问一号”在转移轨道上运行的轨道半长轴大于r，所以 年 即 个月 故C正确； D．因“天问一号”在转移轨道上运行的轨道半长轴小于R，所以设“天问一号”在转移轨道上的运行周期小于火星的运行周期，“天问一号”由B点运动到C点、火星由A点运动到C点所需时间均为各自周期的一半，所以，如果火星运动到A点，地球恰好在B点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹BC运动到C点时，不会与火星相遇，故D错误。 故选BC。 第二部分（实验和计算题 共58分） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 (1)关于实验，下列做法正确的是________(填选项前的字母)。 A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向 C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球 (2)图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做________运动；根据________________________________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。 (3)某同学使小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次)，最多可以得到小球在空中运动的________个位置。 (4)某同学实验时忘了标记重垂线方向。为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个位置的坐标值(x1，y1)、(x2，y2)，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为________。 【答案】(1)ABD (2)自由落体 A球相邻两位置水平距离相等 (3)10 (4) 【解析】（1）AD．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选择体积小、质量大的小球可以减小空气阻力的影响，且小球必须水平抛出，A、D正确； B．本实验需要借助重垂线确定竖直方向，B正确； C．小球下落时间比较短，为记录小球更多的位置信息，应先打开频闪仪，再水平抛出小球，C错误。 故选ABD。 （2）[1]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A球竖直方向的分运动与B球运动相同，即都做自由落体运动； [2]根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。 （3）小球从高度为h＝0.8 m的桌面水平飞出，根据h＝gt2 解得小球下落时间t＝0.40 s 频闪仪每秒频闪25次，相邻两次闪光的时间间隔T＝s＝0.04 s 所以最多可以得到小球在空中运动的＝10个位置。 （4）设重垂线方向与y轴间的夹角为θ，若重垂线在y轴左侧，如图甲所示，将重力沿x轴、y轴分解，由牛顿第二定律得：－mgsinθ＝max1，mgcosθ＝may1 解得ax1＝－gsinθ，ay1＝gcosθ 则小球在x轴方向和y轴方向上均做匀变速直线运动，由匀变速直线运动规律得：(x2－x1)－x1＝－gsinθ(2T)2，(y2－y1)－y1＝gcosθ(2T)2 两式相比得tanθ＝ 若重垂线在y轴右侧，如图乙所示，将重力沿x轴、y轴分解，由牛顿第二定律得：mgsinθ＝max2，mgcosθ＝may2 解得ax2＝gsinθ，ay2＝gcosθ 小球在x轴方向和y轴方向上均做匀变速直线运动，由匀变速直线运动规律得：(x2－x1)－x1＝gsinθ(2T)2，(y2－y1)－y1＝gcosθ(2T)2 两式相比得tanθ＝ 综上所述，重垂线方向与y轴间夹角的正切值为。 16．如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g）。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______。 A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，动能增加量ΔEk=______。 (3)该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2-h图像，由图像可求得当地的重力加速度g=______m/s2（保留三位有效数字）。 (4)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内能证明这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是______（用题干中的字母表示）。 【答案】(1)BD (2) (3)9.70 (4) 【解析】（1）A．根据 ，不需要天平及砝码，A不符合题意； B．需要毫米刻度尺测量计数点之间的距离，B符合题意； CD．不需要直流电源，需要交流电源给打点计时器供电，C不符合题意，D符合题意。 故选BD。 （2）动能增加量为 （3）根据机械能守恒定律得，解得 ，根据图像得 ，解得 ； （4）根据机械能守恒定律得 ，整理得。 四、计算题（本题共4小题，共40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。 17．（8分）如图，一个质量为的小球，在左侧平台上运行一段距离后从边缘点以的速度水平飞出，恰能沿圆弧切线从点进入固定在地面上的竖直的圆弧管道，并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径与竖直方向的夹角是，平台到地面的高度差为。取，，。求： (1)小球从点运动到点所需的时间； (2)P点距地面的高度和圆弧半径； (3)若通过最高点点时小球对管上壁的压力大小，求小球经过点时的速度大小。 【答案】(1) (2)； (3) 【解析】（1）对P点的速度矢量分解可得 解得 （2）竖直方向小球做自由落体运动，由 由几何关系，P点高度有 几何关系 代入数据得 （3）通过最高点点时小球对管上壁的压力大小，由牛顿第三定律得，在最高点点时管上壁对小球的作用力大小为，则在点由牛顿第二定律可得 代入数据得 18．（10分）如图所示，一质量的物块静止在水平地面上，现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力，使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数，，，取重力加速度。 (1)画出物块受力的示意图； (2)求物块加速度的大小； (3)求2.0s内拉力对物块做的功及2.0s末拉力对物块做功的瞬时功率。 【答案】(1)见解析 (2) (3)， 【解析】（1）物体受力情况如图所示 （2）根据物体的受力情况，由牛顿第二定律可得 又因为 联立解得 （3）2.0s内物块位移 故2.0s内拉力对物块做的功 2．0s末物块的速度 所以拉力对物块做功的瞬时功率 19．（10分）如图所示，光滑水平面与粗糙的竖直半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径，D是半圆轨道的最高点。将一质量的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。取重力加速度。求： (1)弹簧被压缩至A点时的弹性势能。 (2)物体通过D点时的速度大小。 (3)物体沿半圆轨道运动过程中克服阻力所做的功W。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）由能量守恒可知，弹簧弹性势能完全转化为物体的动能 可得弹簧被压缩至A点时的弹性势能 （2）物体恰好能通过D点，则根据牛顿运动定律有 解得 （3）物体沿半圆轨道运动过程中由动能定理有 解得 20．（12分）科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图1所示，以某一点O为观测点，以质量为m的星系P为观测对象，以P到O点的距离r为半径建立球面。已知星系P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有引力的合力为零，引力常量为G。 (1)设星系P到O点的距离为时，宇宙的密度为。 a．求此时星系P受到的引力大小。 b．请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小随距离r变化的关系式。 (2)根据最新天文观测，科学家推测星系不仅受引力作用，而且受到斥力影响，斥力作用来源于“暗能量”。我们将其简化如下：科学家所说的“暗能量”是一种均匀分布在整个宇宙空间中的能量，它具有恒定的能量密度（单位体积内所含的能量），且不随宇宙的膨胀而变化，暗能量会产生等效的“排斥力”。某同学对此“排斥力”做了如下猜想：其作用效果可视为球面内某种密度均匀且恒为的“未知物质”产生与万有引力方向相反的排斥力，排斥力的大小与万有引力大小的规律相似，“排斥力常量”为。请基于上述简化模型和猜想，推导宇宙膨胀过程星系P受到的斥力大小随距离r变化的关系式。 (3)根据（1）（2）中的简化模型和猜想，星系P同时受到引力与斥力的作用。 a．以星系P受到斥力的方向为正方向，在图2中定性画出合力F随距离r变化的图线。 b．若某时测得星系P在做远离O点的加速度减小的减速运动，推测此后P可能的运动情况。 【答案】(1)a．，b． (2) (3)见解析 【解析】（1）a．由题可知，球体内包含的质量大小为 根据万有引力定律可得，星系P受到引力的大小为 b．宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小 结合 解得随距离r变化的关系式 （2）当P到O的距离为r时，球体内包含的“未知物质”的质量为 星系P受到的斥力为 （3）a．根据上述分析可知，， 故其大致图像如下 b．此后P的运动情况可能为：P做远离O点的加速度增加的加速运动；P做靠近O点的加速度增加的加速运动；P处于静止状态。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2024-2025学年高一物理下学期期末模拟卷 （考试时间：90分钟，分值：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：人教版2019必修第二册。 4．难度系数：0.7。 第Ⅰ卷 选择题 （共42分） 一、选择题（本题共10小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1．下列关于万有引力定律的发现历程，描述正确的是（　　） A．牛顿仅在牛顿运动定律的基础上总结出了万有引力定律，并给出了引力常量G B．卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量G C．第谷通过“月-地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同性质力 D．牛顿通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动 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 3．如图所示，重物M放在长木板OP上，将长木板绕O端缓慢转过一个小角度的过程中，重物M相对长木板始终保持静止。关于长木板对重物M的支持力和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．支持力和摩擦力均逐渐增大 B．支持力和摩擦力的合力逐渐增大 C．支持力和摩擦力均对重物做正功 D．支持力对重物做正功，摩擦力不做功 4．飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量的技术。飞轮能储存能量，是因为转动的物体具有动能。如图所示，将飞轮简化为圆盘，可绕通过其圆心且与圆盘平面垂直的转轴转动。可以把圆盘分成很多小块，任取一小块都能根据来计算其动能，将所有小块的动能累加即可以求得飞轮转动的动能。下列说法正确的是（　　） A．飞轮转动时的动能与其转动的角速度成正比 B．飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀无关 C．保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能不变 D．保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小 5．2021年5月15日，由地球发射的“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度大于 B．“天问一号”探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 C．探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s D．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 6．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A．各点外行星每年都会出现冲日现象 B．在2015年内一定会出现木星冲日 C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半 D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最长 7．如图，倾角为θ的斜面体ABC固定在水平地面上，在A点正上方的P点，以速度v0水平抛出一个小球，小球落在斜面上的Q点(图中未画出)，且落到斜面上时速度方向与斜面垂直，重力加速度为g，不计空气阻力，则Q点离地面的高度为(　　) A． sin θ B． cos θ C． tan θ D． 8．我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（    ）． A．飞船的发射速度大于 B．飞船在“过渡轨道”上P点加速度小于“停泊轨道”上P点的加速度 C．飞船在“停泊轨道”与“绕月轨道”上的运行速率之比为 D．飞船从P点运动到Q点的时间为 9．如图所示，一物体在恒力F作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，在物体移动距离x的过程中，下列说法正确的是（　　） A．斜面对物体的摩擦力大小为 B．斜面对物体作用力的大小为 C．斜面对物体的摩擦力做功为 D．物体动能增加了 10．如图所示，一个质量为m的小球，用轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ；第二次小球在水平恒力F2的作用下，从P点开始运动恰好能到达Q点。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．第二次水平恒力的大小为 B．第二次到达Q点时绳的拉力比第一次小 C．第二次水平力做的功比第一次多 D．两个过程中绳的拉力均逐渐增大 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。） 11．水平桌面上的甲、乙两物体在水平拉力作用下由静止开始沿直线运动，其加速度a与所受拉力F的关系如图所示。甲、乙两物体的质量分别为，与桌面间的动摩擦因数分别为。下列说法正确的是（　　） A． B． C．若拉力相同，经过相同时间拉力对甲做功少 D．若拉力相同，通过相同位移甲获得的动能小 12．2025年3月15日，金融界消息，苏州澄富自动化设备有限公司取得“盒体自动包装设备”专利。该设备的电机转动带动转盘做圆周运动，从而将盒体移动至不同工位，实现盒体成型、定型、放料以及扣盖工序的一体化作业。模型简化如图所示，质量均为 m的小物块A、B（可视为质点）与转盘保持相对静止，跟着转盘一起在水平面内做圆周运动。已知小物块 A、B与转轴的距离分别为、，物块与转盘间动摩擦因数相同。转盘由静止开始缓慢加速转动，最终匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．小物块A、B的向心加速度大小之比始终为 B．转盘加速转动的过程中物块受转盘的静摩擦力方向始终指向转盘中心O点 C．转盘转动的最大角速度为 D．转盘转动的最大角速度为 13．如图甲为2022年北京市冬奥会的跳台滑雪场地“滑如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型。斜坡可视为倾角为的斜面，质量为的运动员（可视为质点）从跳台处以速度沿水平方向向左飞出，不计空气阻力。则运动员从飞出至落到斜坡上的过程中，已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．运动员运动的时间为 B．运动员落在斜坡上时，瞬时速度大小为 C．运动员落在斜坡上时，瞬时速度方向与水平方向的夹角为 D．运动员在空中离坡面的最大距离为 14．“天问一号”探测器需要通过转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时转移轨道是一个近日点B和远日点C都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为M，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法中正确的是（　　） A．两次点火时喷气方向都与运动方向相同 B．两次点火之间的时间间隔为 C．两次点火之间的时间间隔大于6个月 D．如果火星运动到A点，地球恰好在B点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹BC运动到C点时，恰好与火星相遇 第二部分（实验和计算题 共58分） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 (1)关于实验，下列做法正确的是________(填选项前的字母)。 A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向 C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球 (2)图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做________运动；根据________________________________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。 (3)某同学使小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次)，最多可以得到小球在空中运动的________个位置。 (4)某同学实验时忘了标记重垂线方向。为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个位置的坐标值(x1，y1)、(x2，y2)，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为________。 16．如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g）。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______。 A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，动能增加量ΔEk=______。 (3)该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2-h图像，由图像可求得当地的重力加速度g=______m/s2（保留三位有效数字）。 (4)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内能证明这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是______（用题干中的字母表示）。 四、计算题（本题共4小题，共40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。 17．（8分）如图，一个质量为的小球，在左侧平台上运行一段距离后从边缘点以的速度水平飞出，恰能沿圆弧切线从点进入固定在地面上的竖直的圆弧管道，并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径与竖直方向的夹角是，平台到地面的高度差为。取，，。求： (1)小球从点运动到点所需的时间； (2)P点距地面的高度和圆弧半径； (3)若通过最高点点时小球对管上壁的压力大小，求小球经过点时的速度大小。 18．（10分）如图所示，一质量的物块静止在水平地面上，现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力，使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数，，，取重力加速度。 (1)画出物块受力的示意图； (2)求物块加速度的大小； (3)求2.0s内拉力对物块做的功及2.0s末拉力对物块做功的瞬时功率。 19．（10分）如图所示，光滑水平面与粗糙的竖直半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径，D是半圆轨道的最高点。将一质量的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。取重力加速度。求： (1)弹簧被压缩至A点时的弹性势能。 (2)物体通过D点时的速度大小。 (3)物体沿半圆轨道运动过程中克服阻力所做的功W。 20．（12分）科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图1所示，以某一点O为观测点，以质量为m的星系P为观测对象，以P到O点的距离r为半径建立球面。已知星系P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有引力的合力为零，引力常量为G。 (1)设星系P到O点的距离为时，宇宙的密度为。 a．求此时星系P受到的引力大小。 b．请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小随距离r变化的关系式。 (2)根据最新天文观测，科学家推测星系不仅受引力作用，而且受到斥力影响，斥力作用来源于“暗能量”。我们将其简化如下：科学家所说的“暗能量”是一种均匀分布在整个宇宙空间中的能量，它具有恒定的能量密度（单位体积内所含的能量），且不随宇宙的膨胀而变化，暗能量会产生等效的“排斥力”。某同学对此“排斥力”做了如下猜想：其作用效果可视为球面内某种密度均匀且恒为的“未知物质”产生与万有引力方向相反的排斥力，排斥力的大小与万有引力大小的规律相似，“排斥力常量”为。请基于上述简化模型和猜想，推导宇宙膨胀过程星系P受到的斥力大小随距离r变化的关系式。 (3)根据（1）（2）中的简化模型和猜想，星系P同时受到引力与斥力的作用。 a．以星系P受到斥力的方向为正方向，在图2中定性画出合力F随距离r变化的图线。 b．若某时测得星系P在做远离O点的加速度减小的减速运动，推测此后P可能的运动情况。 试题 第11页（共12页） 试题 第12页（共12页） 试题 第9页（共12页） 试题 第10页（共12页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高一物理下学期期末模拟卷 （考试时间：90分钟，分值：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：人教版2019必修第二册。 4．难度系数：0.7。 第Ⅰ卷 选择题 （共42分） 一、选择题（本题共10小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1．下列关于万有引力定律的发现历程，描述正确的是（　　） A．牛顿仅在牛顿运动定律的基础上总结出了万有引力定律，并给出了引力常量G B．卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量G C．第谷通过“月-地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同性质力 D．牛顿通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动 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 3．如图所示，重物M放在长木板OP上，将长木板绕O端缓慢转过一个小角度的过程中，重物M相对长木板始终保持静止。关于长木板对重物M的支持力和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．支持力和摩擦力均逐渐增大 B．支持力和摩擦力的合力逐渐增大 C．支持力和摩擦力均对重物做正功 D．支持力对重物做正功，摩擦力不做功 4．飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量的技术。飞轮能储存能量，是因为转动的物体具有动能。如图所示，将飞轮简化为圆盘，可绕通过其圆心且与圆盘平面垂直的转轴转动。可以把圆盘分成很多小块，任取一小块都能根据来计算其动能，将所有小块的动能累加即可以求得飞轮转动的动能。下列说法正确的是（　　） A．飞轮转动时的动能与其转动的角速度成正比 B．飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀无关 C．保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能不变 D．保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小 5．2021年5月15日，由地球发射的“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度大于 B．“天问一号”探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 C．探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s D．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 6．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A．各点外行星每年都会出现冲日现象 B．在2015年内一定会出现木星冲日 C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半 D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最长 7．如图，倾角为θ的斜面体ABC固定在水平地面上，在A点正上方的P点，以速度v0水平抛出一个小球，小球落在斜面上的Q点(图中未画出)，且落到斜面上时速度方向与斜面垂直，重力加速度为g，不计空气阻力，则Q点离地面的高度为(　　) A． sin θ B． cos θ C． tan θ D． 8．我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（    ）． A．飞船的发射速度大于 B．飞船在“过渡轨道”上P点加速度小于“停泊轨道”上P点的加速度 C．飞船在“停泊轨道”与“绕月轨道”上的运行速率之比为 D．飞船从P点运动到Q点的时间为 9．如图所示，一物体在恒力F作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，在物体移动距离x的过程中，下列说法正确的是（　　） A．斜面对物体的摩擦力大小为 B．斜面对物体作用力的大小为 C．斜面对物体的摩擦力做功为 D．物体动能增加了 10．如图所示，一个质量为m的小球，用轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ；第二次小球在水平恒力F2的作用下，从P点开始运动恰好能到达Q点。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．第二次水平恒力的大小为 B．第二次到达Q点时绳的拉力比第一次小 C．第二次水平力做的功比第一次多 D．两个过程中绳的拉力均逐渐增大 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。） 11．水平桌面上的甲、乙两物体在水平拉力作用下由静止开始沿直线运动，其加速度a与所受拉力F的关系如图所示。甲、乙两物体的质量分别为，与桌面间的动摩擦因数分别为。下列说法正确的是（　　） A． B． C．若拉力相同，经过相同时间拉力对甲做功少 D．若拉力相同，通过相同位移甲获得的动能小 12．2025年3月15日，金融界消息，苏州澄富自动化设备有限公司取得“盒体自动包装设备”专利。该设备的电机转动带动转盘做圆周运动，从而将盒体移动至不同工位，实现盒体成型、定型、放料以及扣盖工序的一体化作业。模型简化如图所示，质量均为 m的小物块A、B（可视为质点）与转盘保持相对静止，跟着转盘一起在水平面内做圆周运动。已知小物块 A、B与转轴的距离分别为、，物块与转盘间动摩擦因数相同。转盘由静止开始缓慢加速转动，最终匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．小物块A、B的向心加速度大小之比始终为 B．转盘加速转动的过程中物块受转盘的静摩擦力方向始终指向转盘中心O点 C．转盘转动的最大角速度为 D．转盘转动的最大角速度为 13．如图甲为2022年北京市冬奥会的跳台滑雪场地“滑如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型。斜坡可视为倾角为的斜面，质量为的运动员（可视为质点）从跳台处以速度沿水平方向向左飞出，不计空气阻力。则运动员从飞出至落到斜坡上的过程中，已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．运动员运动的时间为 B．运动员落在斜坡上时，瞬时速度大小为 C．运动员落在斜坡上时，瞬时速度方向与水平方向的夹角为 D．运动员在空中离坡面的最大距离为 14．“天问一号”探测器需要通过转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时转移轨道是一个近日点B和远日点C都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为M，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法中正确的是（　　） A．两次点火时喷气方向都与运动方向相同 B．两次点火之间的时间间隔为 C．两次点火之间的时间间隔大于6个月 D．如果火星运动到A点，地球恰好在B点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹BC运动到C点时，恰好与火星相遇 第二部分（实验和计算题 共58分） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 (1)关于实验，下列做法正确的是________(填选项前的字母)。 A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向 C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球 (2)图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做________运动；根据________________________________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。 (3)某同学使小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次)，最多可以得到小球在空中运动的________个位置。 (4)某同学实验时忘了标记重垂线方向。为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个位置的坐标值(x1，y1)、(x2，y2)，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为________。 16．如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g）。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______。 A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，动能增加量ΔEk=______。 (3)该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2-h图像，由图像可求得当地的重力加速度g=______m/s2（保留三位有效数字）。 (4)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内能证明这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是______（用题干中的字母表示）。 四、计算题（本题共4小题，共40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。 17．（8分）如图，一个质量为的小球，在左侧平台上运行一段距离后从边缘点以的速度水平飞出，恰能沿圆弧切线从点进入固定在地面上的竖直的圆弧管道，并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径与竖直方向的夹角是，平台到地面的高度差为。取，，。求： (1)小球从点运动到点所需的时间； (2)P点距地面的高度和圆弧半径； (3)若通过最高点点时小球对管上壁的压力大小，求小球经过点时的速度大小。 18．（10分）如图所示，一质量的物块静止在水平地面上，现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力，使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数，，，取重力加速度。 (1)画出物块受力的示意图； (2)求物块加速度的大小； (3)求2.0s内拉力对物块做的功及2.0s末拉力对物块做功的瞬时功率。 19．（10分）如图所示，光滑水平面与粗糙的竖直半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径，D是半圆轨道的最高点。将一质量的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。取重力加速度。求： (1)弹簧被压缩至A点时的弹性势能。 (2)物体通过D点时的速度大小。 (3)物体沿半圆轨道运动过程中克服阻力所做的功W。 20．（12分）科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图1所示，以某一点O为观测点，以质量为m的星系P为观测对象，以P到O点的距离r为半径建立球面。已知星系P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有引力的合力为零，引力常量为G。 (1)设星系P到O点的距离为时，宇宙的密度为。 a．求此时星系P受到的引力大小。 b．请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小随距离r变化的关系式。 (2)根据最新天文观测，科学家推测星系不仅受引力作用，而且受到斥力影响，斥力作用来源于“暗能量”。我们将其简化如下：科学家所说的“暗能量”是一种均匀分布在整个宇宙空间中的能量，它具有恒定的能量密度（单位体积内所含的能量），且不随宇宙的膨胀而变化，暗能量会产生等效的“排斥力”。某同学对此“排斥力”做了如下猜想：其作用效果可视为球面内某种密度均匀且恒为的“未知物质”产生与万有引力方向相反的排斥力，排斥力的大小与万有引力大小的规律相似，“排斥力常量”为。请基于上述简化模型和猜想，推导宇宙膨胀过程星系P受到的斥力大小随距离r变化的关系式。 (3)根据（1）（2）中的简化模型和猜想，星系P同时受到引力与斥力的作用。 a．以星系P受到斥力的方向为正方向，在图2中定性画出合力F随距离r变化的图线。 b．若某时测得星系P在做远离O点的加速度减小的减速运动，推测此后P可能的运动情况。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高一物理下学期期末模拟卷 第Ⅰ卷 选择题 （共42分） 一、选择题（本题共10小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B D D D B D D D B 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。） 11 12 13 14 BD AD AD BC 第二部分（实验和计算题 共58分） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．(1)ABD（2分）；(2)自由落体（2分）；A球相邻两位置水平距离相等（2分）；(3)10（2分）；(4)（2分） 16．(1)BD（2分）；(2)（2分）；(3)9.70（2分）；(4)（2分） 四、计算题（本题共4小题，共40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17．（8分） 解：（1）对P点的速度矢量分解可得 解得（2分） （2）竖直方向小球做自由落体运动，由 由几何关系，P点高度有 几何关系 代入数据得（4分） （3）通过最高点点时小球对管上壁的压力大小，由牛顿第三定律得，在最高点点时管上壁对小球的作用力大小为，则在点由牛顿第二定律可得 代入数据得（2分） 18．（10分） 解：（1）物体受力情况如图所示 （2分） （2）根据物体的受力情况，由牛顿第二定律可得 又因为 联立解得 （4分） （3）2.0s内物块位移 故2.0s内拉力对物块做的功 2．0s末物块的速度 所以拉力对物块做功的瞬时功率 （4分） 19．（10分） 解：（1）由能量守恒可知，弹簧弹性势能完全转化为物体的动能 可得弹簧被压缩至A点时的弹性势能（3分） （2）物体恰好能通过D点，则根据牛顿运动定律有 解得（3分） （3）物体沿半圆轨道运动过程中由动能定理有 解得（4分） 20．（12分） 解：（1）a．由题可知，球体内包含的质量大小为 根据万有引力定律可得，星系P受到引力的大小为（2分） b．宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小 结合 解得随距离r变化的关系式（3分） （2）当P到O的距离为r时，球体内包含的“未知物质”的质量为 星系P受到的斥力为（2分） （3）a．根据上述分析可知，， 故其大致图像如下 （3分） b．此后P的运动情况可能为：P做远离O点的加速度增加的加速运动；P做靠近O点的加速度增加的加速运动；P处于静止状态。（2分） / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高一物理下学期期末模拟卷 ( 贴条形码区 考生禁填 ： 缺考标记 违纪标记 以上标志由监考人员用 2B 铅笔 填涂 选择题填涂样例 ： 正确填涂 错误填 涂 [ × ] [ √ ] [ ／ ] 1 ．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2 ．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑 色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3 ．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4 ．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 ) ( 姓 名： __________________________ 准考证号： )答题卡 ( 一、选择题 （ 本题共10小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意 。 ） 1 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 1 0 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 二、多项选择题 （ 本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得 3 分，选对但不全得 2 分，错选不得分。 ） 1 1 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 12 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 1 3 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 14 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] ) ( 三、实验题 （本题 共 2小题，共1 8分。 ） 1 5 . （ 1 ） _ ___________ ； （ 2 ） _ _________________ ； __ ________ __ _________ ______________ ____________ _______ ； （ 3 ） ____________ ； （ 4 ） ____________ ； 1 6 . （ 1 ） ____________ ； （ 2 ） ____ _____ ________ ； （ 3 ） ____________ ； （ 4 ） __________ __________ _____ __ ； 四、 计算题（本题共4小题，共40分。） 17 . （ 8 分 ） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 18 . （ 10 分） 19 . （ 1 0 分） 20. （ 1 2 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 学科网（北京）股份有限公司 $$2024-2025 学年高一物理下学期期末模拟卷 答题卡 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 一、选择题（本题共 10小题，每小题 3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是 符合题意的，全部选对得 3 分，选对但不全得 2 分，错选不得分。） 11.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 12.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 13.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 14.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标志由监考人员用 2B 铅笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准 条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑色签字笔 答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案 无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 三、实验题（本题共 2小题，共 18分。） 15.（1）____________；（2）__________________；______________________________________________________； （3）____________；（4）____________； 16.（1）____________；（2）_________________；（3）____________；（4）___________________________； 四、计算题（本题共 4小题，共 40分。） 17.（8 分） 18.（10 分） 19.（10 分） 20.（12 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！