期末考试模拟测试01-2024-2025学年高一物理阶段性复习讲解与训练（人教版2019必修第二册）

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注意事项：
1．测试范围：人教版（2019）： 必修第二册第5~8章、必修第三册第9章。
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．为避免野外高压输电线遭受雷击，在三条输电线上方往往架设有两条与大地相连的导线。下列选项中，与该措施原理相同的是（ ）
A．静电除尘设备
B．建筑物顶部安装避雷针
C．音、视频等信号线包裹金属网
D．电子点火器的钉尖形放电极
【答案】C
【详解】野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，他们与大地相连，属于静电屏蔽原理。
A．静电除尘器用于粉尘较多的各种场所，用来收集或者去除粉尘，属于静电应用，故A错误；
B．建筑物顶部安装避雷针，属于尖端放电，故B错误；
C．音、视频等信号线包裹金属网，属于静电屏蔽，故C正确；
D．燃气灶点火器的放电电极做成针形，属于尖端放电原理，故D错误。
故选C。
2．电场中有一点P，下列说法中正确的是（ ）
A．若放在P点的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有放电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D．P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同
【答案】C
【详解】AB．场强反映电场本身的性质，只由电场本身决定，与试探电荷无关，则若放在P点的电荷的电荷量减半， P点的场强不变；P点没有放电荷， P点的场强也不变，故AB错误；
C．根据F=Eq知，P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的电场力越大，故C正确；
D．根据场强方向的规定，正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，故D错误。
故选C。
3．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】根据曲线运动的特点可知，汽车合外力指向运动轨迹的凹侧，由于汽车速度减小，则合外力方向与速度方向夹角大于。
故选C。
4．如图所示为一小型起重机，物体P用不可伸长的轻质细绳绕过光滑轻质滑轮A、B，滑轮大小不计，连接C处的固定电动机。滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动，电动机C可改变总绳长，使绳始终保持绷直，且滑轮B的竖直高度不会低于滑轮A。下列说法正确的是（ ）
A．当滑轮A向右移动，滑轮B向下移动，有可能在物体P初始位置的右下侧地面接到物体P
B．当滑轮A、B均不动，电动机匀速收绳的过程中，细绳对物体P拉力的功率会逐渐变大
C．当只将滑轮B向上移动时，物体P的重力做正功
D．保持物体P距地面高度不变，将滑轮A向右匀速移动时，竖直伸缩杆不动，则电动机C需要匀速放绳
【答案】A
【详解】A．当滑轮A向右移动，滑轮B向下移动，AB间的绳长可能会缩短，物体P可能下降到地面，处于物体P初始位置的右下侧地面上，A正确；
B．当滑轮A、B均不动，电动机匀速收绳的过程中，P匀速上升，细绳对物体P拉力恒等于P的重力，根据
P=Fv
拉力的功率不变，B错误；
C．当只将滑轮B向上移动时，绳长不变，物体P被提升，重力做负功，C错误；
D．将滑轮A的速度沿BA方向与垂直BA方向分解，设AB段绳子与水平方向夹角为θ，电动机C放绳的速度为
当只将滑轮A向右匀速移动时，变小，电动机C放绳速度逐渐减小，则电动机C减速放绳，D错误。
故选A。
5．中国天宫号空间站正常绕地运行的轨道可视为圆形，轨道平面与赤道平面夹角为，轨道离地高约400km，每天绕地球约转16圈，绕行方向自西向东。地球半径约为6400km，下列说法正确的是（ ）
A．空间站中的宇航员受地球的引力约为其在地面时的
B．空间站绕地运行的角速度比地面上物体随地球自转的角速度小
C．空间站连续两次经过我国某城市上方的时间间隔约为1.5h
D．空间站绕地运行的速度比月球绕地运行的速度小
【答案】A
【详解】A．在地球表面有
在空间站有
整理有
故A项正确；
B．由于空间站每天绕地球约转16圈，所以其周期约为
而地球上的物体转一圈的周期为24h，由周期与角速度的关系有
由于空间站的周期小，所以空间的角速度大于在地球上物体的角速度，故B项错误；
C．由于空间站的周期为1.5h，地球的周期为24h，但是又由于空间站轨道平面与赤道所在平面不共面，所以每次空间站转16圈，中国某城市相对于空间站回到了出发位置，即空间站连续两次经过我国某城市上方的时间间隔约为24h，故C项错误；
D．由于
整理有
由于空间站距离地心的距离比月球小，故其绕行速度比月球的大，故D项错误。
故选A。
6．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（ ）
A．向心加速度大小之比为8：1
B．角速度大小之比为4：1
C．周期之比为1：8
D．轨道半径之比为1：2
【答案】C
【详解】D．根据
可得
动能减小为原来的，则线速度减为原来的，则轨道半径变为原来的4倍，则轨道半径之比为，故D错误；
ABC．根据
解得
则向心加速度变为原来的，角速度变为原来的，周期变为原来的8倍，故AB错误，C正确。
故选C。
7．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（ ）
①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为
②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为
③滑块A和B在与轮盘相对静止时，线速度的比值为
④转速增加后滑块A先发生滑动
A．①③B．③④C．①②④D．①③④
【答案】A
【详解】两轮边缘的线速度相等，根据
可知两轮的角速度之比为
当滑块A和B在与轮盘相对静止时，有
根据
可知滑块A和B的向心加速度的比值为
根据
可知滑块A和B的线速度的比值为
设滑块与轮盘刚要发生相对滑动时，滑块的向心加速度为，则有
可得
由于相对静止时，有
可知转速增加后，滑块B的向心加速度先达到，则滑块B先发生滑动。
故选A。
8．如图所示，以O为原点在竖直面内建立平面直角坐标系：第Ⅳ象限挡板形状满足方程（单位：m），小球从第Ⅱ象限内一个固定光滑圆弧轨道某处静止释放，通过O点后开始做平抛运动，击中挡板上的P点时动能最小（P点未画出），重力加速度大小取，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A．P点的坐标为
B．小球释放处的纵坐标为
C．小球击中P点时的速度大小为5m/s
D．小球从释放到击中挡板的整个过程机械能不守恒
【答案】A
【详解】C．设小球从O点开始做平抛运动的初速度大小为v0，则有
又
解得小球从O点落到挡板上的时间为
由小球落在挡板上的速度为
联立解得
当且仅当
即
此时，小球击中P点时的速度最小，速度为
故C错误；
A．由小球从O点落到挡板上的时间为
由平抛运动规律，P点的位置为
因此，P点的坐标为，故A正确；
B．设小球在圆弧轨道释放位置距离x轴的竖直距离为y，根据动能定理得
解得
故B错误；
D．小球从释放到击中挡板的整个过程只有重力做功，机械能守恒，故D错误。
故选A。
9．（多选）如图甲、乙所示，分别用长度均为的轻质细绳和轻质细杆的一端拴质量均为的小球A、B，另一端分别固定在O、点，现让A、B两小球分别绕O、点在竖直平面内做圆周运动，小球均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．A球做圆周运动到最高点的最小速度为0
B．B球做圆周运动到最高点的最小速度为0
C．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小分别为2N、5N，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小之比可能为
D．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小分别为2N、5N，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小之比可能为
【答案】BCD
【详解】A．A球与细绳相连，则恰好能到最高点时有
解得
故A错误；
B．B球与杆相连，则恰好能到最高点的速度大小为
故B正确；
CD．对A球在最高点时由牛顿第二定律有
代入数据解得
对B球有两种情况：①杆对小球B为支持力时，则有
代入数据解得
②杆对小球B为拉力时，则有
代入数据解得
则小球A、B在最高点的速度大小之比为
和
故CD正确。
故选BCD。
10．（多选）“北斗系统”的卫星由若干地球静止轨道卫星（如图中A）、倾斜轨道卫星（如图中B）和极地轨道卫星（如图中C）三种轨道卫星组成，若它们都绕地心做匀速圆周运动，轨道半径关系为。则下列说法中正确的是（ ）
A．三种卫星的线速度大小关系为
B．三种卫星的角速度大小关系为
C．三种卫星的周期大小关系为
D．三种卫星的加速度大小关系为
【答案】ABC
【详解】A．根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的线速度大小关系为，A正确；
B．根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的角速度大小关系，B正确；
C．根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的周期大小关系为，C正确；
D．根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的加速度大小关系为，D错误。
故选ABC。
11．（多选）从同一点水平抛出三个小球分别撞在竖直墙壁上a点、b点、c点，则（ ）
A．落在a点的小球竖直速度最大
B．落在a点的小球飞行时间最短
C．落在a点的小球抛出的初速度最大
D．落在a、b、c三点的小球飞行时间相同
【答案】BC
【详解】A．由图可知落在a点的小球竖直下落高度最小，根据
可知落在a点的小球竖直速度最小，故A错误；
BD．由
可知落在a点的小球飞行时间最短，故B正确，D错误；
C．三个小球水平位移相同，由
可知落在a点的小球抛出的初速度最大，故C正确。
故选BC。
12．（多选）如图所示，两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上，且在同一竖直平面内。用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。现将B球水平向左移动一小段距离，发现A球随之沿斜面向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡。与移动前相比，下列说法正确的是（ ）
A．斜面对A的弹力增大
B．水平面对B的弹力增大
C．推力F变小
D．两球之间的距离变小
【答案】BC
【详解】A．如图所示
对小球A受力分析，由平行四边形定则可知，当A小球到达虚线位置时，斜面对A的弹力减小，A错误；
B．对AB整体受力分析，和的竖直分量之和等于AB的重力之和，减小，则的竖直分量减小，则水平面对B的弹力增大，B正确；
C．对B受力分析，F等于库仑力的水平分量，因为减小且与水平方向的夹角变大，则的水平分量减小，即推力F减小，C正确；
D．由A受力可知，两球之间的库仑力减小，根据库仑定律得，两球之间的距离变大，D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题（共2小题,共20分）
13．某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，他用一张印有小正方格的纸记录小球运动的轨迹，在方格纸上建立如图乙所示的坐标系，小正方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图乙中的所示，，（结果均保留两位有效数字）
(1)小球的初速度为 ；
(2)小球在点的瞬时速度为 ；
(3)小球抛出点的坐标是否为坐标原点 （选填“是”或“否”）；
(4)该同学做完实验后，提出几项减小实验误差的措施，其中正确的是______。
A．实验中应使斜槽轨道尽可能光滑
B．为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平
C．为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放
D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来
【答案】(1)1.2
(2)1.5
(3)否
(4)BC
【详解】（1）取三点分析，水平位移间隔均为2L，所以小球从a点到b点，从b点到c点所用的时间相同，设时间为T，在竖直方向上有
解得
水平方向上，则有
解得
（2）小球在b点时竖直方向上的速度为
所以小球在b点的瞬时速度为
（3）设从抛出点到b点的时间为t，则
解得
所以小球抛出点的横坐标为
纵坐标为
小球抛出点的坐标故不是坐标原点。
（4）AB．实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，且只受重力作用，所以斜槽轨道末端切线必须要水平，至于是否光滑没有影响，只要能抛出就行，故A错误，B正确；
C．为使小球每次运动的轨迹相同，则要确保小球有相同的水平初速度，所以要求小球每次应从同一位置无初速度释放，故C正确；
D．为比较准确地描出小球的运动轨迹，应用平滑的曲线将点连接起来，偏差太大的点舍去，从而能减小实验误差，故D错误。
故选BC。
14．为了探究“重力势能转化为动能过程机械能守恒”。提供可使用的实验器材有：
光滑带凹槽导轨（两段）、钢球、电子秤、毫米刻度尺、停表、木块等。
实验步骤如下：
①将两段导轨连接在一起，放在水平桌面上，如图甲所示。抬起一段导轨的一端并在它下面垫一木块。确保装置的稳固性，使小球得以平滑地滚过两段槽轨的连接处。
②用毫米刻度尺测量导轨水平部分的长度为L。把一个小球放在木块支撑点的正上方的导轨上，测得小球离水平面的高度为h，然后静止释放这个小球。当小球到达导轨的水平段时，启动停表，当小球到达导轨水平段的终点时，停下停表，测得运动时间为。
③将支撑木块移动到倾斜导轨的中部下方，如图乙所示。把小球放在木块支撑点的正上方的导轨上。释放小球并测量小球滚过导轨水平部分所用的时间。
④将支撑木块移动到倾斜导轨长度约三分之一处的下方，如图丙所示。把小球放在木块支撑点的正上方的导轨上。释放小球并测量小球滚过导轨水平部分所用的时间。
回答下列问题：
(1)该实验 测量钢球的质量。（填“需要”或“不需要”）
(2)实验过程中，在实验误差范围内，若 （用g、L、表示），则说明钢球沿倾斜导轨下落到水平导轨过程，重力势能转化为动能的过程机械能守恒。
(3)多次重复实验，发现始终是，分析其主要原因可能是 。
【答案】(1)不需要
(2)
(3)小球克服轨道摩擦阻力做功
【详解】（1）由于该实验是“探究重力势能转化为动能过程机械能守恒”，即
该等式两边均有小球的质量，可以约掉，显然不影响实验的探究，所以不需要测量小钢球的质量。
（2）实验过程中，小钢球达到水平轨道时的速度设为，小球在水平轨道上近似做匀速直线运动，则有
在实验误差范围内，若满足
联立求得
则说明钢球沿倾斜导轨下落到水平导轨过程中，重力势能转化为动能的过程机械能守恒。
（3）由于小球在沿斜轨道下滑时，轨道不可能绝对光滑，小球需要克服摩擦阻力做功，设小球与轨道间的动摩擦因数为，小球从斜轨道上距水平轨道为的位置从静止释放，斜轨道与水平面的夹角为，根据功能关系可知
其中，为小球斜面上的位移在水平面上的投影，可得
显然由题意可知逐渐减小，则可得逐渐变大，小球在水平轨道上运动的时间将逐渐减小，所以多次重复实验，发现始终是，因此主要原因可能是小球克服轨道摩擦力做功所引起的。
三．计算题（本题共3小题，共32分）
15．中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次点火进入圆轨道Ⅲ。载人飞船离地球表面的距离为h。地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，忽略地球自转。求：
（1）地球的质量M；
（2）中国空间站绕地球运动的线速度v大小。

【答案】（1）；（2）
【详解】（1）当飞船在近地圆形轨道Ⅰ上时，有
所以
（2）当飞船在圆轨道Ⅲ上运行时，有
所以
16．为竖直转轴，细绳和的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为，当和均拉直时。能绕竖直轴匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动，（g取）求：
（1）小球的线速度增大为何值时，绳才刚好被拉直？
（2）若小球的速率继续增加，哪条绳先断，此时小球的速率多大？
【答案】（1）；（2）绳先断，
【详解】（1）当小球线速度增大时，BC逐渐被拉直，小球线速度增至BC刚被拉直时，对球
BC刚被拉直时
解得小球的线速度大小为
（2）由（1）可知线速度再增大些，增大，不变，为
故BC绳先断。当BC绳刚要断时，拉力为2.25mg，对球有
解得
17．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段光滑的圆弧，水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v0=6m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg，h=2m，H=3m，g取10m/s2。求：
（1）运动员第一次经过B点和C点的速度vB、vC；
（2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ；
（3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。
【答案】（1）8.72m/s ，7.75m/s；（2）0.16；（3）3.75m
【详解】（1）选经过BC的水平面是零势能面，P到B的过程中，机械能守恒，则有
解出
C到Q的过程中，机械能守恒，则有
解出
（2）B到C的过程中，由运动学公式可得
解得
运动员连同滑板，受到三个力的作用，如图所示，在竖直方向受力平衡可得
水平方向由牛顿第二定律可得
联立解出
（3）两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为1.6m/s2，设BC轨道上往返的总路程为s，由运动学公式
得到
推理，因
故运动员最终停下的位置离B点