2023-2024学年山西省太原市山西大学附中物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

2023-2024学年山西省太原市山西大学附中物理高一第二学期期末综合测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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)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/s2、(本题9分)一个物体从距地面的高度为H处的自由下落，当它的动能与其重力势能相等时，需要下落的时间为（）A．2HgB．C．H2gD．3、一个小孩坐在船内，按图示两种情况，用相同大小的力拉绳，使自己发生相同的位移．甲图中绳的另一端拴在岸上，乙图中绳的另一端拴在同样的小船上，水的阻力不计（船未碰撞）．这两种情况中，小孩所做的功分别为W1、W2，做功期间的平均功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（）A．W1＞W2，P1=P2B．W1=W2，P1=P2C．W1=W2，P1＜P2D．W1＜W2，P1＜P24、(本题9分)如图所示，天花板上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，其下端连接一个小球，小球静止时弹簧伸长量为x0，现用手托住小球上移至弹簧长度为原长时由静止放手，小球开始向下运动，弹簧未超过其弹性限度。已知弹簧弹性势能与伸长量的关系是E=kx2，x是伸长量。忽略空气阻力，则小球向下运动过程中下列说法正确的是（）A．小球处于失重状态 B．小球处于超重状态C．当小球下落到最低点时，弹簧伸长量为2x0 D．当小球下落到最低点时，其加速度为零5、(本题9分)如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹仅在地球引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行并击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h.已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G.则下列结论正确的是()A．导弹在C点的速度大于GMB．导弹在C点的速度等于3C．导弹在c点的加速度等于GMD．导弹在C点的加速度大于GM6、(本题9分)如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向上的拉力F的作用下沿水平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与水平面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中A．摩擦力做的功为fsB．力F做的功为FscosθC．力F做的功为FssinθD．重力做的功为mgs7、(本题9分)如图,竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一档板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A．B．C的质量均为m．给小球一水平向右的瞬时速度V，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，（不计小球与环的摩擦阻力），瞬时速度必须满足A．最小值B．最大值C．最小值D．最大值8、(本题9分)如图所示，在动摩擦因数为0.2的水平面上有一质量为3kg的物体被一个劲度系数为120N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3m才停下来，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A．物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep＝7.8JB．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05mC．物体的离开弹簧时动能为7.8JD．当弹簧恢复原长时物体的速度最大9、如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正、负极相连，两板的中央沿竖直方向各有一个小孔，今有一个带正电的液滴，自小孔的正上方的P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v1.若使a板不动，若保持电键K断开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍然从P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v2，在不计空气阻力的情况下，下列说法正确的是（）A．若电键K保持闭合，向下移动b板，则v2>v1B．若电键K闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2>v1C．若电键K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2=v1D．若电键K闭合一段时间后再断开，无论向上或向下移动b板，则v2<v110、(本题9分)以下说法正确的是（）A．物体受恒定的合外力作用，一定做匀变速直线运动B．物体受恒定的合外力作用，可能做匀变速曲线运动C．物体受变化的合外力作用，加速度大小一定变化D．物体受的合外力为零，可能静止也可能做匀速直线运动11、如图所示，在动摩擦因数为0.2的水平面上有一质量为3kg的物体被一个劲度系数为120N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3m才停下来，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A．物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep＝7.8JB．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05mC．物体的离开弹簧时动能为7.8JD．当弹簧恢复原长时物体的速度最大12、(本题9分)如图所示，两根长度不相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点．设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动．已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（）A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为B．小球m1和m2的角速度大小之比为C．小球m1和m2的向心力大小之比为D．小球m1和m2的线速度大小之比为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在用如图1的实验装置验证“机械能守恒定律”的实验中：(1)下列操作正确且必要的有______A．用秒表测出重物下落的时间B．用弹簧测力计称出重物的重力C．装配好器材，松开纸带让重物自由下落然后接通电源D．在点迹清晰的纸带上，距离起始点适当的位置，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的点并标记，作为测量点(2)某小组的同学，用接有6V、50Hz的交流电的打点计时器打出的一条纸带，如图2，O为重锤下落的起点，选取的测量点为A、B、C、D、E，F，各测量点到O点的距离h已标在测量点下面．打点计时器打C点时，重物下落的速度vC=______m/s

（结果保留三位有效数字）(3)该小组的同学分别求出打其他各点时的速度v；在v2-h坐标纸上描出的点迹如图3，则本地的重力加速度约为______m/s2（结果保留两位有效数字）14、（10分）(本题9分)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，通过电磁铁控制小铁球从A点由静止释放，下列过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束．（当地重力加速度用g表示）（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量有_________；A．A点与地面间的距离HB．小铁球的质量mC．小铁球从A到B的下落时间tABD．小铁球的直径dE．A、B之间的距离h（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=________，如果关系式=_________成立，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒．（用测量的物理量表示）．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）如图所示，一质量m=2×10-4kg，电荷量q=+3×10-9C的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上（A、B均可视为点电荷）。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度g=10ms(1)小球A受到的静电力大小；(2)小球A所在位置的场强大小和方向；(3)小球B的电荷量。16、（12分）(本题9分)一个物体从45m高处自由下落，那么（1）该物体经多长时间落到地面？（2）在最后1s内通过的高度是多少？（g取10m/s2）17、（12分）一质量m＝2kg的物体在竖直向上的恒定拉力F作用下由静止竖直向上运动h＝2m，这时物体的速度大小v＝5m/s忽略空气阻力取g＝10m/s2，求该过程中:(1)物体克服重力做的功WG(2)拉力F对物体做的功WF

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、B【解析】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．2、B【解析】

设地面为零重力势能面，则mgH=EP+Ek，当EP=Ek时，则h=0.5H，则物体下落的高度为0.5H，根据0.5H=12gt2可得t=3、D【解析】

两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相同，故乙图中拉力的功率大；故选D．4、C【解析】

AB．小球向下运动时，弹簧弹力先小于小球重力，小球向下做加速运动；当弹簧伸长量为x0时，弹簧弹力等于小球重力，小球速度最大；小球继续向下时，弹簧弹力大于小球重力，小球向下做减速运动；即小球先处于失重状态后处于超重状态。故AB两项均错误。C.当小球静止时，小球受到的重力和弹力平衡，因此有，小球由原长释放到最低点的过程，重力势能转化为弹性势能，则由，联立可得D．小球下落到最低点时，其加速度方向向上，D项错误。5、C【解析】

AB.对于位于离地高为h的轨道上匀速运动的物体有：GMmR+h2=其速度v=GMR+h，导弹从C点做向心运动，速度应小于GMCD.根据牛顿第二定律在C点有：GMmR+h2导弹在C点的加速度a=GMR+h6、C【解析】试题分析：摩擦力方向水平向左，位移水平向右，故Wf=-fs，A错误；力F所做的功为考点：考查了功的计算7、CD【解析】

考点：牛顿第二定律；向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：当小球恰好到达最高点时，由重力提供向心力，求出小球在最高点时速度，根据机械能守恒定律求出小球经过最低点时速度，即为速度的最小值．当小球经过最高点恰好使环在竖直方向上跳起时，对环的压力等于环和木板B的重力和时，根据牛顿第二定律求出小球在最高点时速度，根据机械能守恒定律求出小球经过最低点时速度，即为速度的最大值．解答：解：当小球恰好到达最高点时，设小球经过最高点时速度为v1，最低点速度为v2，则mg=m①根据机械能守恒定律得mg·2r+m=m②由①②联立得最小速度v2=当小球经过最高点恰好使环在竖直方向上跳起时，小球对环的压力等于环的重力和木板B的重力和．以小球为研究对象，根据牛顿第二定律得mg+2mg=m③根据机械能守恒定律得mg×2r+m=m④解得最大速度v2′=．故应该选CD8、BC【解析】

AC.根据能量的转化与守恒，物体离开弹簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物体离开弹簧时的动能为Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J设弹簧开始的压缩量为x0，则开始运动时弹簧的弹性势能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故选项A不合题意，选项C符合题意；B.当物体速度最大时，物体受的合外力为零，弹簧弹力与摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物体速度最大时弹簧的压缩量x=μmgk=0.2×3×10故选项B符合题意；D.物体在弹簧恢复原长之前，压缩量为x=0.05m时速度最大，故选项D不合题意。9、BC【解析】

由于两极板接在电源两端，若S保持闭合，无论向上还是向下移动b板时，两板间的电压不变，故电场力做功不变，高度也不变，故重力做功不变，故总功不变，由动能定理可得，则，A错误；C正确；若电键S闭合一段时间后再断开，两极板所带电荷量不变，向上移动b板，两板间电势差增大，重力做功不变，克服电场力做功增加，由动能定理可知，液滴速度变小，即；如果向下移动b板，两板间电势差减小，重力做功不变，克服电场力做功变小，由动能定理可知，小球速度变大，即，B正确；D错误；故选BC．【点睛】带正电的液滴在下落过程中受到竖直向下的重力，竖直向上的电场力作用，重力做正功，电场力做负功；由动能定理判断带电液滴速度大小关系．10、BD【解析】

AB．物体受恒定的合外力作用，可能做匀变速直线运动（与速度共线时），也可能做匀变速曲线运动（与速度不共线时），如平抛运动，A错误B正确；C．物体受变化的合外力作用，加速度大小不一定变化，如匀速圆周运动的加速度大小、速度大小都是不变的，C错误；D．物体受的合外力为零，可能静止也可能做匀速直线运动，D正确．故选BD。11、BC【解析】

AC.根据能量的转化与守恒，物体离开弹簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物体离开弹簧时的动能为Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J设弹簧开始的压缩量为x0，则开始运动时弹簧的弹性势能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故选项A不合题意，选项C符合题意；B.当物体速度最大时，物体受的合外力为零，弹簧弹力与摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物体速度最大时弹簧的压缩量x=μmgk=0.2×3×10故选项B符合题意；D.物体在弹簧恢复原长之前，压缩量为x=0.05m时速度最大，故选项D不合题意。12、AC【解析】

A.对任一小球研究．设细线与竖直方向的夹角为θ，竖直方向受力平衡，则：Tcosθ=mg，解得：，所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为：T1：T2=cos30°：cos60°=：1，故A正确；B.小球所受合力的大小为mgtanθ，根据牛顿第二定律得：mgtanθ=mLsinθω2，得：ω=.两小球的角速度之比为：ω1：ω2=，故B错误；C.小球所受合力提供向心力，则向心力为：F=mgtanθ，小球m1和m2的向心力大小之比为：F1：F2=tan60°：tan30°=3：1，故C正确；D.根据v=ωr，小球m1和m2的线速度大小之比为：v1：v2=，故D错误．故选AC.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D1.569.8【解析】试题分析：(1)打点计时器就是记录时间的，故不用秒表测出重物下落的时间，A不必要；在实验中，不需要知道重物的重力，故B也不必要；装配好器材，应该先接通电源再松开纸带让重物自