吉林省吉林市吉化第一高级中学2024届物理高一第二学期期末监测试题含解析

吉林省吉林市吉化第一高级中学2024届物理高一第二学期期末监测试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是（）A． B． C． D．2、(本题9分)子弹以v＝1000m/s的速度斜向上射出，速度方向与水平方向的夹角为60°，如图所示．若将该速度分解到水平方向vx和竖直方向vy，则水平方向vx的大小为（）A．0 B．500m/s C．500m/s D．1000m/s3、一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（）A．60°B．45°C．30°D．75°4、(本题9分)某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移—时间图象．图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移变化关系．已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知()A．碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为7∶2B．碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大C．碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小D．滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的5、两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则A．q由A向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时电势能为零6、把一个小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）A．小球受到的合力为零B．重力、容器壁的支持力和向心力C．重力、向心力D．重力、容器壁的支持力7、(本题9分)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A．从P到M所用的时间等于B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功8、(本题9分)如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力的作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中()A．物块a重力势能减少量等于物块b重力势能的增加量B．物块a机械能的减少量等于物块b机械能的增加量C．摩擦力对物块a做的功等于物块a、b动能增加之和D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等9、质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则A．3t0时刻的瞬时功率为5B．3t0时刻的瞬时功率为15C．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23D．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为2510、(本题9分)如图，一个带电粒子以初速度v0从A处进入某电场，实线表示电场线，虚线表示带电粒子的运动轨迹，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是()A．该粒子一定带负电B．该粒子在A处的加速度大于B处的加速度C．该粒子在A处的动能大于B处的动能D．该粒子在A处的电势能大于B处的电势能11、(本题9分)一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质元的振动图线如图1所示，在处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是（）A．该波的周期为12sB．处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰C．在内处和处的质元通过的路程均为6cmD．该波的波长不可能为8m12、一根轻质弹簧的下端固定在水平地面，上端连接一个小球，静止时小球处于O点，如图所示．将小球向下压至A点位置（未超过弹簧的弹性限度）然后放开，小球将在竖直方向上下往复运动，小球到达的最高位置为B点，忽略空气阻力的影响．则关于小球从A点向上运动至B点的过程中，以下判断正确的是（）A．弹簧的弹力对小球始终做正功B．小球在O点时的动能达到最大C．小球在B点时弹簧的弹性势能最大D．弹簧的弹性势能与小球的动能之和一定减小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图a所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，电火花计时器接在220V、50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，打下一条理想的纸带如图b所示，取g＝9.8m/s2，O为下落起始点，A、B、C为纸带上打出的连续点迹，则：ab(1)打点计时器打B点时，重物下落的速度vB＝________m/s；从起始点O到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J．(结果均保留3位有效数字)(2)分析ΔEk<ΔEp的原因是__________．14、（10分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的交流电荷直流电两种。重锤从高处静止开始下落，重锤上拖着的纸袋打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带E.测量纸带上某些点间的距离F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。答：________________________________________________________________________________________________________（2）某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）。该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为____________，而动能的增加量为____________，（均保留3为有效数字，重锤质量用m表示）。这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量____________动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”）原因是____________；该同学又在纸带上继续选取计数点D、E、F······后，测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘-h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的-h图象是图中的________________。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，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s=100m，子弹从枪口水平射出击中目标靶位置离靶中心高度h=0.2m，不计空气阻力，取重力加速度g为10 m/s2，求：（1）子弹从射出到击中目标靶的时间；（2）子弹射出枪口时的速度大小。16、（12分）(本题9分)如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻的两等势面间的电势差相等，且。一带电量为q=-2.0×10-8C的点电荷，由A点仅在电场力作用下，沿垂直于等势面的方向，以初动能Ek=6.0×10-7J恰能到达D点。求：（1）B、D两点的电势；（2）将一带电量=+2.0×10-8C的点电荷由A点移到C点，电场力做的功WAC。17、（12分）(本题9分)如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=2m，BC是半径为R=0.40m的竖直半圆形光滑轨道，B为两轨道的连接点，C为轨道的最高点．一小物块以vo=6m/s的初速度从A点出发，经过B点滑上半圆形光滑轨道，恰能经过轨道的最高点，之后落回到水平轨道AB上的D点处．g取10m/s2，求：（1）落点D到B点间的距离；（2）小物块经过B点时的速度大小；（3）小物块与水平轨道AB间的动摩擦因数．

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】

对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：，解得得：，故A错误，D正确。因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由a1=ω2r，a2=ω2R可得，，故BC错误；故选D。2、B【解题分析】对v向x轴和y轴进行正交分解，在x轴上的分量为：，B正确．3、A【解题分析】小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正确，ABD错误。4、D【解题分析】根据s—t图像的斜率等于速度，可知碰前滑块Ⅰ速度为v1＝－2m/s，滑块Ⅱ的速度为v2＝0.8m/s，则碰前速度大小之比为5：2，故A错误；碰撞前后系统动量守恒，碰撞前，滑块Ⅰ的动量为负，滑块Ⅱ的动量为正，由于碰撞后总动量为正，故碰撞前总动量也为正，故碰撞前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的小，故B错误；碰撞后的共同速度为v＝0.4m/s，根据动量守恒定律，有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得m2＝6m1，由动能的表达式可知，，故C错误，D正确．故选D5、C【解题分析】试题分析：两等量正电荷周围部分电场线如右图所示：其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误；电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确；取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值，故D错误考点：电势能【名师点睛】本题考查静电场的基本概念．关键要熟悉等量同种点电荷电场线的分布情况，根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷q的受力情况，确定其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．6、D【解题分析】

匀速圆周运动的合力总是指向圆心，故又称向心力；小球受重力和支持力，两个力的合力提供圆周运动的向心力；【题目详解】小球沿光滑的球形容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，小球受重力，支持力，合力指向圆心，提供向心力，故ABC错误，D正确．【题目点拨】向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不是重复受力！7、CD【解题分析】

A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误；B．从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误；C．从P到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故C错误；D．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。故选D。8、ACD【解题分析】

A．开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，则有magsinθ=mbg，则masinθ=mb．b上升h，则a下降高度为hsinθ，则a重力势能的减小量为maghsinθ=mbgh．即物块a重力势能减少量等于物块b重力势能的增加量，故A正确．B．由于摩擦力对a做正功，系统机械能增加，所以物块a机械能的减少量小于物块b机械能的增加量，故B错误．C．根据能量守恒得知系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量．所以摩擦力做功大于a的机械能增加．因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加之和．故C正确．D．任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率Pb=mgv，对a有：Pa=magvsinθ=mgv，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等．故D正确．9、BD【解题分析】

AB.3t0时速度v=a1·2t0+a2t0=F0m·2t0+3F0m3t0时刻瞬时功率P=3F0·v=15故A错，B对；CD.0~2t0内，力F0做的功W1=F0·12·F0m·（2t0）2t0~3t0内位移x2=a1·2t0·t0+12·3F0m·t022t0~3t0内水平力3F0做的功W2=3F0x2=210~3t0内平均功率P=W1＋C错，D对。10、AC【解题分析】

A.该带电粒子从A处进入电场后，仅受电场力作用从A点沿虚线运动到B点.由轨迹的弯曲方向可知，它在A点所受电场力的方向必跟A点的场强方向相反，则该粒子带负电，故A正确；B.因A处的电场线比B处的电场线疏，故A处场强比B处的小，带电粒子在A处受到的电场力比在B处受到的电场力小，则该粒子在A处的加速度小于在B处的加速度，B错误CD.带电粒子从A处运动到B处的过程中，电场力做负功，由动能定理可知其动能减小，电势能增加，故C正确，D错误.11、AB【解题分析】

A．由图可知，该波的周期为12s。故A正确；

B．由图可知，t=3s时刻，x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B正确；

C．由图可知，该波的振幅为4cm，圆频率由图1可知，在t=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程4s时刻质元的位置所以x=12m处的质元通过的路程s12=4cm+2cm=6cm据图2知t=0s时，在x=18m处的质元的位移为0cm，正通过平衡位置向上运动，其振动方程为在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程x18＝4cm+(4−2)cm≈4.54cm＜6cm故C错误；

D．由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元可能早振动T，所以两点之间的距离为x＝(n+)λ（n=0、1、2、3…）所以（n=0、1、2、3…）n=0时，波长最大，为故D错误；故选AB。12、BD【解题分析】

A．小球从A点向上运动至B点的过程中，弹簧弹力方向先向上，后向下，所以弹力先做正功，后做负功，故A错误；B．从A到O，弹力大于重力，小球向上做加速运动，在O点，重力等于弹簧弹力，加速度为零，小球速度最大，则动能最大，故B正确；C．对小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，当小球的机械能最小时，弹簧的弹性势能最大，从A到B的过程中，A点小球的机械能最小，则A点弹性势能最大，故C错误；D．系统机械能守恒，从A到B的过程中，小球重力势能增大，则弹簧的弹性势能与小球的动能之和一定减小，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)0.775,0.308,0.300(2)由于纸带和打点计时器之间有摩擦力以及重物受到空气阻力【解题分析】（1）根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有：；根据题意可知，动能的增量为：△Ek=mvB2=×1×0.7752J=0.300J；

重力做功等于重力势能的减小量，因此有：△EP=mghOB=1×9.8×0.0314J=0.308J；

（2）由于小球下落过程中，受到摩擦阻力作用，因此重力势能没有全部转为动能，一部分被克服阻力做功消耗掉了，导致△Ek＜△Ep．因此△Ek＜△Ep的原因是：由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力；

点睛：熟练应用匀变速直线运动的规律、推论以及功能关系解决实验问题，加强基本规律在实验中的应用，掌握某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的速度，