河南省三门峡市2024届物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

河南省三门峡市2024届物理高一第二学期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)如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是A．B．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内C．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外D．无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力2、(本题9分)长度不同的两根细绳悬于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在同一水平面内作圆锥摆运动，如图所示，则两个圆锥摆相同的物理量是（）A．周期B．线速度的大小C．向心力D．绳的拉力3、船在静水中的航速为，水流的速度为．为使船行驶到河正对岸的码头，则相对的方向应为（）A． B． C． D．4、(本题9分)2018年12月25日10点30分，从杭州东站出发的D9551次复兴号列车，历时2小时，准点到达终点站——黄山北站，这标志着杭黄高铁正式开通运营．杭黄高铁历时4年多的建设，设计时速250km，全长265公里，被誉为“中国最美高铁线”，下列说法正确的是A．历时4年多指的是时刻B．D9551从杭州到黄山的位移为265kmC．设计时速250km指列车的平均速度D．研究列车从杭州到黄山的运行时间时可将列车视作质点5、如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，A、B物块与轻质弹簧相连，A、C物块由跨过光滑轻质小滑轮的轻绳连接。初始时刻，C在外力作用下静止，绳中恰好无拉力，B静置在水平面上，A静止，现撤去外力，物块C沿斜面向下运动，当C运动到最低点时，B刚好离开地面.已知A、B的质量均为m,弹簧始终处于弹性限度内，则上述过程中A．物块C的质量mc可能等于物块A的质量mB．物块C运动到最低点时，物块A的加速度为gC．物块C的速度最大时，弹簧弹性势能为零D．物块A、B、C系统的机械能先变小后变大6、某同学在探究实验室做“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验．得到两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线如图所示．图中两条图线具有对称性，通过图象不能得到的实验结论（）A．两个相互作用力大小始终相等 B．两个相互作用力方向始终相反C．两个相互作用力同时变化 D．两个相互作用力作用在同一个物体上7、(本题9分)在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力的作用下．经过时间、通过位移后，动量变为，动能变为，以下说法正确的是（）A．在作用下，这个物体经过位移，其动量等于B．在作用下，这个物体经过时间，其动量等于C．在作用下，这个物体经过时间，其动能等于D．在作用下，这个物体经过位移，其动能等于8、(本题9分)如图所示为人造地球卫星的轨道示意图，其中1为近地圆周轨道，2为椭圆轨道，3为地球同步轨道，其中P、Q为轨道的切点，则下列说法中正确的是A．卫星在1轨道上运行可经过一次加速转移到3轨道上运行B．卫星由1轨道进入2轨道机械能增大C．卫星在轨道1上的运行周期最短D．在轨道2上由Q点运行到P点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减少，机械能增加9、在地球表面，用弹簧测力计测得质量为m0的物体的重力为P，已知地球的半径为R，万有引力常量为G，地球同步通讯卫星的轨道离地面的高度为hA．地球的第一宇宙速度为RPB．地球的质量为RC．地球的近地卫星环绕地球运动的向心加速度大小等于RD．地球的自转周期等于2π(R+h)10、如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度使它在竖直面内做圆周运动，图中a、b分别表示小球在轨道的最低点和最高点，则细杆对小球的作用力可能是A．a处为拉力，b处为拉力B．a处为拉力，b处为推力C．a处为推力，b处为拉力D．a处为推力，b处为推力11、(本题9分)“复兴号”是我国具有完全自主知识产权的中国标准动车组，它的成功研制生产，标志着铁路成套技术装备特别是高速动车组已经走在世界先进行列．若一辆质量为M的高铁，以额定功率P启动，高铁在铁轨上行驶时受到的阻力恒为车重的k倍，则()A．高铁起动时，做匀加速直线运动B．在时间

内高铁牵引力做功为PtC．高铁在轨道上行驶时能达到的最大速度为D．当高铁运行速度为v(小于最大速度)时的加速度为12、如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．现给电容器充电，静电计指针张开一定角度．保持电容器所带电量不变的情况下，下面哪些操作将使静电计指针张角变小A．将M板向下平移B．将M板沿水平向左方向远离N板C．将M板沿水平向右方向靠近N板D．在M、N板之间插入云母板二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：（1）下列释放纸带的操作正确的是__________．（2）打点计时器所接电源的频率为50Hz．某次打出的一条纸带如图所示，当打点计时器打到B点时，重锤的速度vB＝________m/s．（结果保留两位小数)（3）实验发现重物重力势能减少量大于其动能增大量，原因可能是_____________．14、（10分）在利用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清晰，可舍去前面的比较密集的点，在后面取一段打点较为清晰的纸带，同样可以验证；如衅10所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标在纸带上，所用交流电的频率为50Hz，若重物的质量为．（1）打A点时，重物下落速度为=__________，重物动能=__________．（2）打F点时，重物下落速度为=_________，重物动能=__________．（3）打点计时器自打下A点开始到打出F点，重物重力抛能的减少量为_____，动能的增加量为_______．（4）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从打点计时器打出A点到打出F点的过程中，得到的结论是________________________________________．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）设地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．若把一质量为m的物体放在地球表面的不同位置，由于地球自转，它对地面的压力会有所不同．（1）若把物体放在北极的地表，求该物体对地表压力的大小F1；（2）若把物体放在赤道的地表，求该物体对地表压力的大小F2；（3）假设要发射一颗卫星，要求卫星定位于第（2）问所述物体的上方，且与物体间距离始终不变，请说明该卫星的轨道特点并求出卫星距地面的高度h．16、（12分）如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h＝5m处有一个可间断滴水的容器，从t＝0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。(取g＝10m/s2)（1）每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上？（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度ω应为多大？（3）当圆盘的角速度为1.5π时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2m，求容器的加速度a。17、（12分）(本题9分)滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是两段圆弧形轨道，BC是一段长x=7m的水平轨道，其与圆弧AB、CD分别相切于B、C两点。某次一运动员从AB轨道上P点以v0的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道的最大高度H=2.0m。已知运动员和滑板的总质量m=60kg，滑板与BC轨道的动摩擦因数为μ=0.2，h=1.6m，不计圆弧轨道上的摩擦。(计算时，将运动员和滑板简化为质点，g=10m/(1)运动员的初速度大小；(2)运动员在BC轨道上因摩擦产生的热量是多少？在BC轨道上运动的总路程是多少米？

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、C【解题分析】AD、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由图可以得出：（为轨道平面与水平面的夹角合力等于向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故AD错误；B、当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故B错误；C、当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故C正确；故选C【题目点拨】本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析．2、A【解题分析】

对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；

将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ；由向心力公式得到，F=mω2r；设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ；由三式得，，与绳子的长度和转动半径无关；又由，故周期与绳子的长度和转动半径无关，故A正确；由v=ωr，两球转动半径不等，故线速度不同，故B错误；由F=ma=mω2r，两球转动半径不等，故向心力不同，故C错误；绳子拉力：，故绳子拉力不同，故D错误．3、C【解题分析】

由题中的条件知的合速度垂直于河岸，即垂直于，那么，由矢量合成的平行四边形法则知必须与河岸成一定的角度斜着向上才能满足条件．所以，选项C符合条件正确．4、D【解题分析】

位移是指初位置到末位置的有向线段，根据列车运行表先查出成都到西安的路程，由速度平均速率公式求出列车的平均速率，能否把物体看做质点关键是看大小或形状是否影响所研究的问题。【题目详解】历时4年多对应的是一段时间间隔，所以指的是时间，故A错误；D9551从杭州到黄山火车走的曲线，265km指的是路程而不是位移，故B错误；设计时速250km指列车的瞬时速度，故C错误；研究列车从杭州到黄山的运行时间，能忽略大小和形状，所以能看成质点，故D正确。所以D正确，ABC错误。【题目点拨】本题考查了位移与路程、速度与速率、平均速度与平均速率、时间和时刻的区别，能从列车时刻表得出相关信息是本题的关键。5、C【解题分析】

A项：弹簧原来的压缩量，当C运动到最低点时，B对地面的压力刚好为零，弹簧的拉力等于B

的重力，则弹簧此时的伸长量为则x1=x2，弹簧初末状态的弹性势能相等，根据A、B、C和弹簧构成的系统机械能守恒，有，α是斜面的倾角，得mCsinα=m，sinα＜1，所以mC＞m，故A错误；B项：对A、C为一整体受力分析可知且由牛顿第二定律得：，故B错误；C项：当C的速度最大时A的速度达到最大，即ABC与弹簧为一系统，系统的动能最大，则弹性势能最小，则弹簧为原长，即弹簧弹性势能为零，故C正确；D项：由于A、B、C和弹簧构成的系统机械能守恒，而弹簧先复原再拉长，故弹性势能先减小后增加，故A、B、C系统的机械能先变大后变小，故D错误。6、D【解题分析】

作用力与反作用力大小相等，方向相反，同时存在，同时消失，同种性质，作用在两个物体上．【题目详解】力是物体对物体的作用，两个物体之间的作用总是相互的，任何物体是施力物体的同时也是受力物体，两个物体问相互作用的这一对力，叫做作用力和反作用力．由F-t图线的对称性可知，作用力与反作用力大小始终相等，方向始终相反，同时发生变化，两个相互作用力是作用在两个物体上的，故A、B、C正确，不能得到的实验结论就是D.故选D7、BD【解题分析】

由题意可知，经过时间t、通过位移L后，动量为p、动能为，由动量定理可知，由动能定理得，设物体质量为m；当位移为2L时，物体的动能，物体的动量，故A错误D正确；当时间为2t时，动量，物体的动能，故B正确C错误．8、BC【解题分析】

A.卫星从1轨道转移到3轨道上运行，需要在P点和Q点加速两次。故A错误；B.卫星由1轨道进入2轨道需要在P点点火加速，所以机械能增大。故B正确；C.根据开普勒第三定律可知，轨道半径最小的1轨道的周期最小。故C正确；D.卫星在椭圆轨道2上自由运行时，只有万有引力对它做功，其机械能守恒，则它在P点的机械能等于在Q点的机械能．故D错误．9、AB【解题分析】

由P=m0g【题目详解】AB．第一宇宙速度即为近地卫星环绕地球运动的线速度，由万有引力提供向心力，得：GMm即：v=GM由P=m0g在地球的表面,由重力等于万有引力得：GMm'联立②③，解得：地球的质量为M=P将④代入①得：v=RPmC．地球的近地卫星环绕地球运动的向心加速度大小为a=vD．对于地球同步卫星，由万有引力提供向心力，得：GMm'联立④⑤得：T=2π即地球自转的周期也为：T=2π【题目点拨】本题主要考查了万有引力定律及其应用，属于中等题型。10、AB【解题分析】

在a处，受重力和杆子的作用力，合力提供向心力，方向竖直向上，所以杆子表现为拉力。在b处，若杆子作用力为零，根据mg得，v，若v，杆子表现为拉力，若，杆子表现为支持力，故AB正确，CD错误。11、BD【解题分析】A项：高铁起动时，由于功率P不变，由公式可知，速度增大，牵引力减小，阻力不变，所以加速度减小，故A错误；B项：根据公式可知，在时间

内高铁牵引力做功为Pt，故B正确；C项：当牵引力等阻力时速度达到最大，即，故C错误；D项：由牛顿第二定律可知，，解得：，故D正确．点晴：解决本题关键处理机车启动问题抓住两个公式：1、，2、，有时综合应用即可解题．12、CD【解题分析】

A．将M板向下平移，正对面积减小，根据，电容减小，根据，Q不变，则电势差增大，张角变大，故A错误；B．将M板沿水平向左方向远离N板，d变大，根据，电容减小，根据，Q不变，则电势差增大，张角变大，故B错误；C．将M板沿水平向右方向靠近N板，d减小，根据，电容增大，根据，Q不变，则电势差减小，张角变小，故C正确；D．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1），根据，电容增大，根据，Q不变，则电势差减小，张角变小，故D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A1.83阻力造成了机械能损失（意思正确即可）【解题分析】

(1)[1]由图中可以看出，B和C图中的纸带发生弯曲，阻力太大，故BC选项错误，而D图有可能造成打出的点迹太少，故选项D错误，故选项A正确；(2)[2]由运动学公式求速度(3)[3]实验发现重物重力势能减少量大于其动能增大量，这是系统误差造成的，阻力造成了机械能损失14、1.30m/s0.85mJ2.28m/s2.60mJ1.75mJ1.75mJ满足机械能守恒【解题分析】

（1）A点的瞬时速度，则重锤的动能．（2）F点的瞬时速度，则重锤的动能．

（3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重