山东省青岛市58中2024届物理高一下期末综合测试试题含解析

山东省青岛市58中2024届物理高一下期末综合测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F.则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为A．0 B．-Fh C．Fh D．-2Fh2、(本题9分)人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A．半径越大，速度越小，周期越大。B．半径越大，速度越小，周期越小。C．所有卫星的速度均是相同的，与半径无关。D．所有卫星角速度都相同，与半径无关。3、下列有关曲线运动的说法中正确的是()A．物体的运动方向不断改变 B．物体运动速度的大小不断改变C．物体运动的加速度大小不断改变 D．物体运动的加速度方向不断改变4、(本题9分).如图所示，有一半径为r=0.5m的粗糙半圆轨道，A与圆心O等高，有一质量为m=0.2kg的物块（可视为质点），从A点静止滑下，滑至最低点B时的速度为v=1m/s，，下列说法正确的是A．物块过B点时，对轨道的压力大小是0.4NB．物块过B点时，对轨道的压力大小是2.0NC．A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.9JD．A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.1J5、如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F突然消失，关于小球运动情况的说法正确的是（）A．小球将沿轨迹Pa做离心运动B．小球将沿轨迹Pb做离心运动C．小球将沿轨迹Pc做向心运动D．小球将继续做匀速圆周运动6、(本题9分)神舟五号载人飞船在绕地球做匀速圆周运动的过程中，飞船距地面的高度为h，己知地球的质量为M、半径为R，飞船质量为m，万有引力常量为G，则飞船绕地球做匀速圆周运动所需向心力的大小为（）A．GB．GC．GD．GMm7、(本题9分)如图，长为L的水平传送带以速度2v匀速运动.将一质量为m的小物块无初速放到传送带的左端，当物块运动到传送带的右端时，速度刚好为v，物块与传送带摩擦产生的热量为Q，已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.下列表达式正确的是（

）A． B． C． D．8、(本题9分)如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则（）A．B的加速度等于A的加速度B．B的飞行时间比A的长C．B在最高点的速度比A在最高点的速度大D．A、B两球落地时的速度大小相等9、老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度10、(本题9分)如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1=2m/s顺时针运行，质量m=2.0kg的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处以初速度v2=4m/s向左滑上传送带，若传送带足够长，已知物块与传送带间摩擦因数为0.4，，下列判断正确的是A．物体离开传送带速度大小为2m/sB．物体离开传送带速度大小为4m/sC．摩擦力对物块做的功为-12JD．系统共增加了12J的内能11、(本题9分)如图所示，一颗极地卫星从北纬30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响．由以上条件可以求出()A．卫星运行的周期 B．卫星距地面的高度C．卫星的质量 D．地球的质量12、2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，“北斗二号系统定位精度由10米提升至6米。若在北斗卫星中有a、b两卫星，它们均环绕地球做匀速圆周运动，且a的轨迹半径比b的轨迹半径小，则A．a的周期小于b的周期B．a的线速度小于b的线速度C．a的加速度小于b的加速度D．a的角速度大于b的角速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图甲所示，是用电火花计时器验证机械能守恒定律的实验装置。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，电火花计时器所用电源频率为50Hz，重物质量为0.2kg.(1)下列操作中正确的是___________.A．电火花计时器应接6V交流电源B．应先释放纸带，后接通电源打点C．需使用秒表测出重物下落的时间D．测出纸带上两点间的距离，可知重物相应的下落高度(2)某同学按照正确的操作，得到一条符合实验要求的纸带，如图乙所示.如果打O点时重物速度为0，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，计算B点对应的速度时，甲同学用，乙同学用vB=，你赞成___________(选填“甲”或“乙”)同学的计算方法.(3)该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C的距离，并记录在图乙中(单位cm).打点计时器打B点时重物的动能为___________J，从O到B过程中重物重力势能的减少量为___________J(计算结果均保留3位有效数字).14、（10分）如图所示是某同学用水平气垫导轨“验证系统机械能守恒”的实验装置，该同学将光电门固定在导轨上的B点，吊盘通过细线与滑块相连，滑块上固定一遮光条，实验中滑块从导轨上的位置A由静止释放。（1）该同学测得遮光条的宽度为d，若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度v=___(用题中所给物理量的符号表示)。（2）若用天平测得滑块(含遮光条)的质量为M，吊盘的质量为m，用刻度尺测得位置A到位置B的距离为L，已知重力加速度大小为g，则需要验证的关系式为_______(用题中所给物理量的符号表示)。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。16、（12分）(本题9分)光滑水平面上静止地放置两个完全相同的质量为M=6kg、半径为R=0.60m的14(1)小球滑离甲轨道时，小球与甲轨道的速度多大?(2)小球在乙轨道上，上升的最大高度?(保留两位有效数字)17、（12分）(本题9分)如图所示，用轻绳系住质量为m的小球，使小球在竖直平面内绕点O做园周运动。小球做圆周运动的半径为L。小球在最高点A的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)小球在最高点A时，绳子上的拉力大小；(2)小球在最低点B时，绳子上的拉力大小。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解题分析】上升过程空气阻力对小球做的功为－Fh，下落过程空气阻力对小球做的功为－Fh，从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为－2Fh，选项D正确。2、A【解题分析】

根据万有引力提供向心力得出线速度、角速度、周期与半径的关系，从而分析判断；【题目详解】A、根据GMmr2=mv2r【题目点拨】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。3、A【解题分析】

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论．【题目详解】A．曲线运动的轨迹是曲线，物体的速度方向就是该点的切线方向，所以做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变．所以A正确．B．物体运动速度的大小不一定改变，如匀速圆周运动，故B错误．C．物体运动的加速度大小不一定改变，如匀速圆周运动加速度大小不变．故C错误；D．物体运动的加速度方向不一定改变，如平抛运动加速度不变，所以D错误．4、C【解题分析】

在B点，物块受到的重力和轨道给的支持力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律可得，解得，根据牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为2.4N，AB错误；从A到B过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得，解得，即克服摩擦力做功0.9J，C正确D错误．5、A【解题分析】

当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，即沿轨迹Pa做离心运动A.小球将沿轨迹Pa做离心运动与分析相符，故A项与题意相符；B.小球将沿轨迹Pb做离心运动与分析不符，故B项与题意不符；C.小球将沿轨迹Pc做向心运动与分析不符，故C项与题意不符；D.小球将继续做匀速圆周运动与分析不符，故D项与题意不符。6、A【解题分析】神舟五号载人飞船在绕地球做匀速圆周运动的过程中所需的向心力等于地球对飞船的万有引力，其大小为F=GMm7、AD【解题分析】

物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得：摩擦力对物块做的功为：；f=μmg，故：，故A正确；B错误；由于物块与传送带间有相对位移，设物块加速度的时间为t；则；；故，故C错误；D正确；故选AD。8、AC【解题分析】试题分析：由运动的合成与分解规律可知，物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，两球的加速度相同，由竖直高度相同，由运动学公式分析竖直方向的初速度关系，即可知道水平初速度的关系．两球在最高点的速度等于水平初速度．由速度合成分析初速度的关系，即可由机械能守恒知道落地速度的大小关系．不计空气阻力，两球做斜抛运动，只受重力作用，加速度都为重力加速度g，故A错误；两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故B错误；，最大高度h、t相同，则知，竖直方向的初速度大小相等，由于A球的初速度与水平方向的夹角大于B球的竖直方向的初速度，由（是初速度与水平方向的夹角）得知，A球的初速度小于B球的初速度，两球水平方向的分初速度为，由于B球的初速度与水平方向的夹角小，所以B球水平分初速度较大，而两球水平方向都做匀速直线运动，故B在最高点的速度比A在最高点的大，故C错误；根据速度的合成可知，B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大，故D正确．9、AB【解题分析】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。10、AC【解题分析】

AB、小物块先向左匀减速直线运动，然后小物块向右做匀加速运动，当速度增加到与皮带相等时，摩擦力消失，最后以2m/s向右做匀速运动，故A正确，B错误；C、根据动能定理，摩擦力对物块做的功等于木块动能的减少量：，故C正确；D、小物块先向左匀减速直线运动加速度大小为，物块与传送带的相对位移为：，小物块向右做匀加速运动时物块与传送带间的相对位移：，故系统增加的热量为：，故D错误；故选AC．【题目点拨】物体先受到向右的摩擦力，小物块先向左匀减速直线运动，然后向右匀加速，当速度增加到与皮带相等时，一起向右匀速，摩擦力消失．11、ABD【解题分析】卫星从北纬30°的正上方，第一次运行至南纬60°正上方时，刚好为运动周期的1/4，所以卫星运行的周期为4t，故A正确；知道周期、地球的半径，由，可以算出卫星距地面的高度，故B正确；通过上面的公式可以看出，只能算出中心天体的质量，C项错误，D正确．故选ABD.12、AD【解题分析】

北斗卫星绕地球匀速圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力：A.由上可得周期为：a的轨道半径小，所以a的周期小.故选项A符合题意.B.由上可得线速度为：a的轨道半径小，所以其线速度大.故选项B不符合题意.C.由上可得加速度为：a的轨道半径小，所以加速度大.故选项C不符合题意.D.由上可得角速度为：a的轨道半径小，所以角速度大.故选项D符合题意.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D乙0.3690.376【解题分析】

第一空.A.打点计时器应接交流电源，故A错误；B.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；C.我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误；D.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确.故填D.第二空.计算B点瞬时速度时，若按甲同学的方法用，即认为纸带下落的加速度为g，则不需要计算速度vB的值也会有：，故甲的数据处理方法错误，应该选用乙同学的：某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，，故乙同学正确.第三空.B点的瞬时速度为：，那么此时重物的动能.第四空.从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.192J≈0.376J.14、mgL=（M+m）【解题分析】

第一空、由于滑块经过光电门的时间t很短，故可以认为滑块经过光电门时的速度v=。第二空、需要验证的是吊盘减少的重力势能与滑块和