重庆市南开中学2024届物理高一第二学期期末统考试题含解析

重庆市南开中学2024届物理高一第二学期期末统考试题请考生注意：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)如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()A．等于零，对人不做功B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功D．沿斜面向上，对人做正功2、(本题9分)2019年初，中国科幻电影《流浪地球》热播.影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作.地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入椭圆轨道Ⅱ.在椭圆轨道Ⅱ上运行到B点，……，最终摆脱太阳束缚.对于该逃离过程，下列轨道示意图可能正确的是A． B．C． D．3、(本题9分)如图所示，A、B两物体质量分别为mA、mB，且mA＞mB，置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将（）A．停止运动 B．向左运动 C．向右运动 D．运动方向不能确定4、(本题9分)如图所示，相同的两木块M、N，中间固定一轻弹簧，放在粗糙的水平面上，用力将两木块靠近使弹簧压缩，当松手后两木块被弹开的过程中，不计空气阻力，则对两木块和弹簧组成的系统有()A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒C．动量不守恒，机械能守恒D．动量、机械能都不守恒5、2016年12月11日，风云四号同步气象卫星在西昌成功发射，实现了中国静止轨道气象卫星升级换代和技术跨越，大幅提高天气预报和气候预测能力。下列关于该卫星的说法正确的是（）A．运行速度大于7.9km/sB．可以在永春的正上方相对静止C．向心加速度大于地球表面的重力加速度D．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大6、(本题9分)做平抛运动的物体初速度大小为v0，末速度大小为v，则物体飞行的时间为()A． B．C． D．7、(本题9分)根据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置，又称“人造太阳”，已完成了首次工程调试，下列关于“人造太阳”的说法正确的是()A．“人造太阳”的核反应方程是1B．“人造太阳”的核反应方程是92C．“人造太阳”释放的能量大小计算公式是ΔE=ΔmD．“人造太阳”核能大小计算公式是E=8、(本题9分)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b，（可视为质点）放在水平圆盘上，之间用轻质细线连接，且a，b之间的距离恰等于线长，a与转轴OO’的距离为L，b与转轴的距离为2L，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是A．b一定比a先开始滑动B．当ω=2kgC．当ω=2kgD．当ω=kg9、(本题9分)汽车发动机的额定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（）A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB．汽车匀加速的运动时间为10sC．当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s10、一质量为2kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的s-t图象和y方向的v-t图象分别如图所示.则该质点A．初速度大小为3m/sB．所受的合外力为3NC．做匀变速曲线运动D．初速度方向与合外力方向垂直11、(本题9分)如图所示，质量为m的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为3m的物块B，由静止释放物块、B后(重力加速度大小为g)()A．相同时间内，A、B运动的路程之比为2：1B．物块A、B的加速度之比为1:1C．细绳的拉力为35D．当B下落高度h时，速度为6gh12、某同学玩飞镖游戏，先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，两支飞镖插在竖直墙上的状态（侧视图）如图所示，不计空气阻力，则（）A．两只飞镖投出的初速度 B．两只飞镖投出的初速度C．两只飞镖飞行的时间 D．两只飞镖飞行的时间二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON，并多次重复．③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________(用②中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________(用②中测量的量表示)．④经测定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．相当于碰撞前的总动量数据为________g.cm，碰撞后的总动量数据为_______g.cm。在误差范围内碰撞前后动量是守恒的。⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件都不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大，请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm.14、（10分）(本题9分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：a．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；b．分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、……；c．作出W-v草图；d．分析W-v图像．如果W-v图像是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系．(1)以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________．A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……．所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……．B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜．C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．(2)在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：_________．(3)对于该实验，下列操作中属于实验要求的是_______．（填写选项前的序号）A．小车每次都应从静止开始释放B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力C．必须测量出小车的质量三、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）蹦床比赛分成预备运动和比赛动作．最初，运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段．把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F="kx"(x为床面下沉的距离，k为常量)．质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在预备运动中，假设运动员所做的总功W全部用于其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl．取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响．（1）求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；（2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；（3）借助F-x图像可以确定弹性做功的规律，在此基础上，求x1和W的值16、（12分）如图所示，装置的左边AB部分是长为L1＝1m的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态。装置的中间BC部分是长为L2＝2m的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以v＝2m/s的速度顺时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m＝1kg的小滑块从其上距水平台面h＝1m的D处由静止释放，滑块向左最远到达O点，OA间距x＝0.1m，并且弹簧始终处在弹性限度内。已知物块与传送带及左边水平面之间的摩擦因数μ＝0.25，取g＝10m/s2。（1）求滑块第一次到达C点时速度大小；（2）求弹簧获得的最大弹性势能；（3）求滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度。17、（12分）(本题9分)图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.8m/s²，测得所用重物的质量为2.0kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：(1)打点计时器打下点B时，物体的速度=________m/s(保留两位有效数字)；(2)从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量ΔEp=________J，此过程中物体动能的增加量△Ek=_________J；(g=9.8m/s²)(以上两空均保留两位有效数字)(3)通过计算发现△Ep≠ΔEk，这是因为_________________________________.

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】

人的加速度斜向右上方，即加速度有水平向右的分量，可知人的脚所受的静摩擦力水平向右，摩擦力的方向与位移方向成锐角，则静摩擦力做正功。故选Ｃ。2、A【解题分析】

根据开普勒第一定律可得，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，由题意可知B点是椭圆轨道的远日点，地球在做离心运动。A.图与结论相符，选项A正确；B.图与结论不相符，选项B错误；C.图与结论不相符，选项C错误；D.图与结论不相符，选项D错误；3、C【解题分析】

由动能定理：，可知撤去力时二者有相同的动能，两物体发生碰撞前的动量，可得动量，碰撞后（取向右为正方向）由动量守恒定律：，则方向向右．故C正确，ABD错误．故选C．4、B【解题分析】两木块相同，与地面的摩擦力相同，则两木块被弹开时，A、B与弹簧组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，系统动量保持不变；在整个过程中除弹簧弹力做功外，还有摩擦力做功，则物体A、B及弹簧组成的系统机械能不守恒，故B正确，ACD错误；故选B．点睛：本题考查了判断系统动量与机械能是否守恒，知道动量与机械能守恒的条件即可解题，动量守恒的条件是系统合外力为零；机械能守恒的条件是系统只有重力或弹力做功.本题是一道基础题．5、D【解题分析】

A.7.9km/s为第一宇宙速度为人造卫星的最大运行速度，同步卫星的轨道半径大，则其速度小于7.9km/s，则A错误；B.同步卫星只能在赤道上空，则B错误；C.同步卫星的轨道半径大，由则其加速度小于地球表面的重力加速度，则C错误；D.根据万有引力提供向心力，，得：，同步卫星的轨道半径要小于月球的轨道半径，所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大；故D正确6、B【解题分析】物体水平抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，由题意得物体落地时竖直方向分速度为：vy=又vy=gt则得：t=故选B点睛：物体水平抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，已知初速度v0和落地速度v，根据平行四边形定则求得落地时竖直方向分速度，即可由速度公式求出物体在空中飞行的时间．7、AC【解题分析】A、人造太阳的核聚变是氘核和氚核进行的核聚变反应，故A正确；

B、质量较重的铀核通过核反应产生两个中等质量的钡核和氪核，属于重核的核裂变，故B错误；

C、核聚变过程中出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc点睛：本题考查核聚变与核裂变的定义，核聚变的核反应方程，爱因斯坦质能方程，多读课本，掌握了基础知识才能顺利解决此类问题。8、CD【解题分析】两个物体用细线相连，一定是同时开始滑动，故A错误；对于单个木块，静摩擦力提供向心力，恰好不滑动时，有：kmg=mω2r，故ω=kgr；故如果没有细线相连，a、b恰好不滑动的临界角速度分别为：kgL、kg2L；若ω=2kg3L时，细线突然断开，由于2kg3L＜kgL，故a不会做离心运动，故B错误；角速度逐渐增加的过程中，是b物体的静摩擦力先达到最大，临界角速度为kg点睛：本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：单个静摩擦力达到最大、两个物体的静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．9、ABD【解题分析】由题意知，汽车发动机的额定功率P额=40kW=4×104W，阻力f=0.1mg=0.1×2000×10N=2000N，A、当汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力二力平衡，由P额=F牵vm=fvm得，汽车的最大速度：，故A正确；B、若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束，则有：①根据牛顿第二定律有：②，联立①②可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽车匀加速的运动时间t=10s，故B正确；C、当速度v=16m/s时，由P=Fv得，此时汽车的牵引力：，则汽车的加速度：，故C错误；D、设匀加速后的800m过程所用的时间为t′，从静止开始一直运动到最大速度的过程中，根据动能定理得：，解得：t′=47.5s，汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间：t总=t+t′=10s+47.5s=57.5s，故D正确．故选ABD．【题目点拨】解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时速度最大，当功率达到额定功率时，匀加速运动结束．10、BC【解题分析】

A.由图可知，质点在x方向上的初速度为vx=ΔxΔt=BD.质点的加速度方向沿x轴方向，a=ΔvΔt=6-32m/s2=1.5C.质点受到的合外力不变，则质点的加速度不变，所以质点做匀变速曲线运动；故C正确.11、AD【解题分析】

A.根据动滑轮的特点可知B下降s，A需要走动2s，而sAB.因为都是从静止开始运动的，故有2×解得aAC.对A分析有T=m对B分析有3mg-2T=3m解得T=6mg7，对B，加速度为a根据速度位移公式，有v2=2a12、AD【解题分析】

CD．由图可知，飞镖b下落的高度大于飞镖a下落的高度，根据h=gt2得b下降的高度大，则b镖的运动时间长，ta<tb，C错误，D正确；AB．两飞镖的水平位移相等，根据x=vt知b镖的运动时间长，则b镖的初速度小，A正确，B错误。故选AD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、Cm1OM＋m2·ON＝m1·OPm1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP220162001.676.8【解题分析】

①[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故选C．③[2]要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t得：m1OP=m1OM+m2ON实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON；[3]若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有：1即m1④[4]于碰撞前的总动量数据为m1OM=2016g.cm[5]碰撞后的总动量数据为m1OM+m2ON=2001.6g.cm⑤[6]弹性碰撞时，被碰小球m2平抛运动的初速度最大，水平运动射程最远m1v1=m1v2+m2v31解得v3被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为x14、D毫米刻度尺AB【解题分析】

(1)A．当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算；因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故选项A正确；B．小车运动中会受到阻力，使木板适当倾斜，小车阻力补偿的方法是平衡摩擦力，故选项B正确；C．本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小，故选项C正确；D．本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系，这个速度是指橡皮绳做功完毕时的瞬时速度，而不是整个过程的平均速度，故选项D错误；说法中不正确一项是选项D．(2)探究橡皮筋做功与小车的动能变化的关系，则小车的速度是由纸带的点来求出，因此必须要有毫米刻度尺；(3)A．小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功，所以小车必须从同一位置由静止弹出，故选项A正确；B．为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的