2023-2024学年山西省孝义市第四中学高一物理第二学期期末统考试题含解析

2023-2024学年山西省孝义市第四中学高一物理第二学期期末统考试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图所示,汽车甲通过定滑轮拉汽车乙前进,甲、乙分别在上下两水平面上运动,某时刻甲的速度为v1,乙的速度为v2,则v1:v2为()A．1:cosβB．sinβ:1C．cosβ:1D．1:sinβ2、(本题9分)汽车由静止开始做匀加速直线运动的过程中，下列说法正确的是（）A．牵引力的功率恒定B．牵引力随速度增大而减小C．牵引力功率与时间成正比D．合外力功率恒定3、(本题9分)下列物理量中，属于矢量的是（）A．功B．功率C．重力势能D．加速度4、(本题9分)如图所示，一质量为m的小圆环，套在一竖直固定的光滑轻杆上，用一跨过光滑定滑轮的细绳拉住，在力F作用下，让小圆环由位置A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点，已知此时细绳BO段长为l，与轻杆的夹角为θ，重力加速度为g，则此过程中力F所做的功为A．-mglcosθ B．-Fl（1-sinθ）C．-Flcos2θ D．无法确定5、(本题9分)某城市雕塑是将光滑的球放置在竖直的挡板AB与竖直的挡板CD之间，两挡板的距离小于球的直径．施工时，由于工人不小心安装两挡板的间距比设计的间距略大．则与设计相比，下列说法中正确的是A．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小B．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大C．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大D．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小6、(本题9分)某人将质量为m的重物由静止举高h，获得的速度为v，以地面为零势能面，则下列说法中错误的是：（）A．物体所受合外力对它做的功等于B．人对物体做的功等于C．重力和人对物体的功之和等于D．物体克服重力做的功等于重力势能增量mgh。7、(本题9分)关于向心力的下列说法中正确的是()A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是恒力C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力D．做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合外力充当向心力8、(本题9分)如图所示，轻质弹簧的一端固定于竖直墙壁，另一端紧靠质量为m的物块（弹簧与物块没有连接），在外力作用下，物块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点，现撤去外力，物块向右运动，离开弹簧后继续滑行，最终停止与B点，已知A、B间距离为x，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是A．压缩弹簧过程中，外力对物体做的功为μmgxB．物块在A点时，弹簧的弹性势能为μmgxC．向右运动过程中，物块先加速，后匀减速D．向右运动过程中，物块加速度先减少后不断增大再不变9、(本题9分)如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质量相等的小物块A和B，它们分别紧贴漏斗的内壁，在不同的水平面上做匀速圆周运动。则以下叙述正确的是（）A．物块A的线速度大于物块B的线速度B．物块A的角速度大于物块B的角速度C．物块A对漏斗内壁的压力大于物块B对漏斗内壁的压力D．物块A的周期大于物块B的周期10、(本题9分)绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方随航天器一起绕地球运行．如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆周运动时（绳长不可忽略）．下列说法正确的是（）A．绳系卫星在航天器的前上方B．绳系卫星在航天器的后上方C．绳系卫星的加速度比航天器的小D．绳系卫星的加速度比航天器的大11、质量为m的小球以某一初速度竖直向上抛出上升过程的加速度大小为1.5g(g为重力加速度)，上升的最大高度为h，则在整个上升过程中以下说法正确的是A．小球动能减少了mghB．小球动能减少了1.5mghC．小球克服阻力做功1.5mghD．小球机械能减少了0.5mgh12、如图所示，将两个等量异种点电荷分别固定于A、B两处，AB为两点电荷的连线，MN为AB连线的中垂线，交AB于O点，M、N距两个点电荷较远，以下说法正确的是（）A．沿直线由A到B,各点的电场强度先减小后增大B．沿直线由A到B,各点的电势升高C．沿中垂线由M到O，电场强度增大D．将一正电荷从M点移到O点，电场力做正功二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，它是早期英国数学家和物理学家阿特伍创制的一种著名的力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示已知重力加速度为g.实验时，该同学进行了如下操作①将质量均为M的重物A、B(A含挡光片及挂钩、B含挂钩)用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h；②在B的下端挂上质量也为M的物块C，让系统(重物A、B以及物块C中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t；③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律。(1)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为___________.(用g、h、d和表示)(2)引起该实验系统误差的主要原因有___________.(写一条即可)14、（10分）(本题9分)在做“验证动量守恒定律”实验中，装置如图1（1）需要的测量仪器或工具有_____A．秒表B．天平C．刻度尺D．重锤线E．打点计时器F．圆规（2）必须要求的条件是_______A．两小球碰撞时，球心必须在同一高度上B．斜槽轨道末端的切线必须水平C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下（3）某次实验中得出的落点情况如下图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为_________．（4）在做“验证动量守恒定律”实验中，对产生误差的主要原因表述正确的是_____A．碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上B．倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用C．没有测量高度，算出具体的平抛时间mD．测量长度的误差三、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，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务．某时刻甲、乙都以大小为v0＝2m/s的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点．甲和他的装备总质量为M1＝90kg，乙和他的装备总质量为M2＝135kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m＝45kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后即不再松开，(设甲、乙距离空间站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度)则：乙要至少以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出，才能避免与甲相撞？16、（12分）(本题9分)质量为50kg的杂技演员不慎从7.2m高空落下，由于弹性安全带作用使他悬挂起来，已知弹性安全带的缓冲时间为1s，安全带长3.2m，则安全带对演员的平均作用力是多大？（取g=10m/s2）17、（12分）(本题9分)如图所示，水平传送带以5m/s恒定速率顺时针转动，一质量m=0.5kg的小物块轻轻放在传送带上的A点，随传送带运动到B点，小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道（已知B、C在同一竖直线上），之后沿CD轨道作圆周运动，离开D点后水平抛出，已知圆弧半径R=0.9m，轨道最低点为D，D点距水平面的高度h=0.8m，（，忽略空气阻力），试求：(1)小物块刚进入圆轨道时速度的最小值；(2)若要让小物块从D点水平抛出后能垂直碰击倾斜挡板底端E点，挡板固定放在水平面上，已知挡板倾角θ=60°，传送带长度AB=1.5m，求物块与传送带间的动摩擦因数μ。

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【解析】

将绳子拉乙车的端点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，在沿绳子方向的分速度等于汽车甲的速度。所以v2cosβ=v1．则v1：v2=cosβ：1，故C正确。2、C【解析】汽车由静止开始做匀加速直线运动的过程中，根据F-f=ma可知，牵引力F是恒定的，根据P=Fv可知，汽车牵引力的功率逐渐变大，选项AB错误；根据P=Fv=Fat可知，牵引力功率与时间成正比，选项C正确；根据P合=mav可知，合外力的功率逐渐变大，选项D错误；故选C.3、D【解析】A、功、功率和重力势能只有大小没有方向，所以它们都是标量，故ABC错误；D、加速度既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的，所以是矢量，故D正确。点睛：矢量与标量有两大区别：一是矢量有方向，标量没有方向；二是运算法则不同，矢量运算遵守平行四边形定则，标量运算遵守代数加减法则。4、A【解析】

小圆环由A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点过程中，应用动能定理可得：，解得：此过程中力F所做的功．A．与计算结果相符，故A项正确．B．与计算结果不符，故B项错误．C．与计算结果不符，故C项错误．D．可以进行计算，故D项错误．5、C【解析】以小球为研究对象，受到重力、AB挡板的支持力，C的支持力，如图所示；

根据平衡条件可得：AB挡板的支持力F=mgtanθ，C端的支持力FC=mg/cosθ；CD挡板的C端略向右偏，θ角增大，则AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大，故C正确、ABD错误；故选C．点睛：本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．本题也可以利用图解法来分析．6、C【解析】

根据动能定理，合外力做功对应着动能转化，物体动能变化为mv2-0，所以物体所受合外力对它做的功等于mv2，故A正确。合外力做功W合=WG+W人=mv2，则W人=mgh+mv2，故B正确。重力和人对物体的功之和等于物体所受合外力对它做的功，等于mv2，故C错误。重力做功对应着重力势能转化，物体克服重力做的功等于重力势能增量mgh，故D正确。本题选错误的，故选C。7、AD【解析】

A．向心力总是指向圆心，而速度总是沿着切线方向，故向心力一定垂直于速度，不改变速度的大小，故A正确；B．做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，方向不断变化，是变力，故B错误；C．物体做变速圆周运动时，合力不总是指向圆心，故合力不一定等于向心力，故C错误；D．做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，提供向心力，不为零，故D正确；故选AD．【点睛】向心力的方向不断变化，一定是变力；变速圆周运动的合外力不一定指向圆心，只有当物体做匀速圆周运动时合力才指向圆心时，合力才完全充当向心力.8、BD【解析】

AB．撤去外力后物块向右运动，最终停止于B点．整个的过程中弹簧的弹力和地面的摩擦力做功，弹簧的弹性势能转化为内能，所以物块在A点时，弹簧的弹性势能为；而压缩弹簧过程中，外力对物块做的功和摩擦力对物体做的功的和转化为弹簧的弹性势能，为，所以外力对物块做的功一定大于，A错误B正确；CD．物块需要一定的过程中，开始时弹簧的弹力大于地面的摩擦力，物块做加速度减小的加速运动；当弹簧的弹力小于摩擦力后物块开始减速，加速度随弹力的减小而增大，做加速度增大的减速运动；当物块离开弹簧后，只受到摩擦力的作用，加速度的大小不再发生变化，C错误D正确．故选BD.9、AD【解析】

AB.对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力．如图所示．设内壁与水平面的夹角为．根据牛顿第二定律有：，解得：，，由图可知，A的半径大，故A的速度大，角速度小，故A错误，B正确；C.由图可知，支持力，故C错误；D.由可知，A的角速度小，则周期大，故D错误；.【点睛】两球在不同的水平面上做半径不同的匀速圆周运动，因为所受的重力与支持力分别相等，即向心力相同，由牛顿第二定律可以解得其线速度间、角速度间、周期间的关系．10、AC【解析】

航天器与绳系卫星都是绕地球做圆周运动，绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳子的拉力共同提供，所以拉力沿万有引力方向，从而可知绳系卫星在航天器的正上方．故AB错误；航天器和绳系卫星的角速度相同，根据公式知绳系卫星的轨道半径大，所以加速度大．故D正确，C错误．11、BD【解析】

AB.小球的合外力大小F合=ma=1.5mg，方向竖直向下，根据动能定理得：小球动能减少量△Ek=F合h=1.5mgh，故A错误，B正确.CD.小球重力势能增加了mgh，动能减少了1.5mgh，所以机械能减少了0.5mgh，根据功能关系知：小球克服阻力做功等于小球机械能减少，因此小球克服阻力做功0.5mgh；故C错误，D正确.12、ABC【解析】

由电场线的分布可知，沿直线由A到B，电场线先变疏后变密，则电场强度先减小后增大。故A正确。电场线方向由B到A，根据顺着电场线方向电势降低可知，沿直线由A到B，各点的电势一直升高。故B正确。沿中垂线由M到O，电场线越来越密，电场强度一直增大，故C正确。MN是一条等势线。将一正电荷从M点移到O点，电场力不做功，故D错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动受到空气阻力【解析】

第一空.重物A经过光电门时的速度，增加量，系统重力势能的减小量为Mgh，系统机械能守恒应满足的关系式为：，化简得.第二空.系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能是：绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动受到空气阻力.14、（1）BCDF（2）ABD（3）19：5（4）AD【解析】

（1）本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，需要中垂线调节轨道末端水平，需要圆规找物体的平均落点，故选BCDF．

（2）A、要保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，故A正确；

B、要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故B正确；

C、入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹，故C错误；

D、为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正确；

故选ABD．

（3）根据动量守恒定律，有：

代入数据，有：m1×0.2550=m1×0.1550+m2×