2023-2024学年江苏省扬州市梅岭中学物理高一下期末联考试题含解析

2023-2024学年江苏省扬州市梅岭中学物理高一下期末联考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)()A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，FN＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，FN＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，FN＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，FN＝m(gsinθ＋acosθ)2、(本题9分)图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r.该点电荷的电场在球心的场强大小等于()A．kQr2-k3、(本题9分)如图所示，窗子上、下沿间的高度H＝1.6m，墙的厚度d＝0.4m，某人在离墙壁距离L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.1m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s1．则v的取值范围是()A．v>7m/sB．v<1.3m/sC．3m/s<v<7m/sD．1.3m/s<v<3m/s4、如图所示，圆锥摆的摆长为L，摆角为α，质量为m的摆球在水平面内做匀速圆周运动，则A．摆线的拉力为B．摆球的向心加速度为C．其运动周期为D．其运动周期为5、如图所示，物体在大小为10N、方向与水平地面成角的拉力F作用下，水平向右运动6m，此过程中拉力F对物体做的功是A．20J B．30J C．J D．60J6、(本题9分)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示，我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将小球从弧形轨道上端距地面高度为h处释放，小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动。欲使小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力等于小球的重力，则h与R应满足的关系是（不考虑摩擦阻力和空气阻力）()A．h=2RB．h=2.5RC．h=3RD．h=3.5R7、(本题9分)2019年1月19日，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第42、43颗北斗导航卫星。对于那些在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，下列物理量一定相同的是A．线速度的大小B．向心力的大小C．周期D．向心加速度的大小8、(本题9分)如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是()A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大9、(本题9分)如图所示，小车AB放在光滑的水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车AB总质量为M=3kg，质量为m=1kg的光滑木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，此时弹簧的弹性势能为6J，且小车AB和木块C都静止。当突然烧断细绳时，木块C被释放，使木块C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥迅速粘在一起，忽略一切摩擦力。以下说法正确的是（）A．弹簧伸长过程中木块C向右运动，同时小车AB也向右运动B．木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1C．木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动D．木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s10、如图所示，小车AB放在光滑的水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车AB总质量为M=3kg，质量为m=1kg的光滑木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，此时弹簧的弹性势能为6J，且小车AB和木块C都静止。当突然烧断细绳时，木块C被释放，使木块C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥迅速粘在一起，忽略一切摩擦力。以下说法正确的是（）A．弹簧伸长过程中木块C向右运动，同时小车AB也向右运动B．木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1C．木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动D．木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s11、(本题9分)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出).现用水平向右的力缓慢地将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后让物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零.已知物块的质量为m，AB=b，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.则上述过程中A．经O点时，物块的动能最大B．物块动能最大时，弹簧的弹性势能为零C．物块在A点时，弹簧的弹性势能小于()D．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于()12、如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的重物相连，重物套在固定的粗糙竖直杆上．开始时重物处于A处，此时弹簧水平且处于原长．现将重物从A处由静止开始释放，重物下落过程中经过B处时速度最大，到达C处时速度为零，已知AC的高度差为h．现若在C处给重物一竖直向上的初速度v，则圆环恰好能回到A处．已知弹簧始终在弹性限度内，重物与杆之间动摩擦因数恒定，重力加速度为g，则下列说法中正确的是A．重物下滑到B处时，加速度为零B．重物在下滑过程中所受摩擦力先增大后减小C．重物从A到C的过程中弹簧的弹性势能增加了D．重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失大于上升过程中机械能的损失二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图所示。（1）实验中打点计时器所接的电源是_______（填“A”或“B”）；A．直流电B．交流电C．直流电和交流电都可以（2）为了减小由于阻力带来的实验误差，应选用的重物是________（填“A”或“B”）；A．质量为200g的铁质重锤B．质量为200g的木球C．质量为200g的铁质重锤和质量为200g的木球都可以（3）有下列器材可供选用：重锤，铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压交流电源，导线，电键，天平，刻度尺。其中不必要的器材有______________；（4）下列关于实验误差的说法中，正确的是_____；A．重锤质量的称量不准会造成较大误差B．重锤质量选用得大些，有利于减小误差C．重锤质量选用得较小些，有利于减小误差D．先释放重物，后接通电源会造成较大误差（5）最后的结果发现重力势能的减少量略大于动能的增加量，请说出原因_______（一条即可）。14、(本题9分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。则：（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终与导轨在水平方向上；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图所示；⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。（2）由于打点计时器每隔0.02s打一个点，那么，两滑块相互作用以前滑块1的速度v＝_____m/s。系统的总动量为_____kg•m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_____kg•m/s（结果保留三位有效数字）。（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是_____。15、如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置：（1）下图是实验时平衡摩擦阻力的不同方法，其中正确的是________（选填字母）A．B．C．D．（2）实验中由于存在系统误差，实际上绳对小车的拉力________（选填“大于”、“等于”、“小于”）重物的重力，为减小此误差、实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取，以下四组数据中最合理的一组是________A．，、、、、、B．，、35g、40g、45g、50g、55gC．，、40g、、、、D．，、、、、、（3）某同学改变小车质量进行多次实验，作出小车的加速度a和质量M的如图所示；根据图线可知a与M的关系可能是________A．B．C．D．三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定质量为m的小球A套在圆环上；长为的刚性(既不伸长也不缩短)轻杆一端通过铵链与A连接，另一端通过铰链与滑块B连接；质量为m的滑块B套在固定的光滑水平长杆上，水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上，给B施加一水平向左的力，使小球A静止于轻杆与圆环相切的位置现撒去水平力F，滑块B由静止开始运动，不计一切摩擦AB均视为质点重力加速度为g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)小球A静止时滑块B受到水平力F的大小；(2)小球A滑到与圆心O同高度时的速度大小；(3)小球A由静止下滑至杆与圆环再次相切的过程中，杆对滑块B做的功。17、（10分）(本题9分)如图所示，传送带保持v＝4m/s的速度水平匀速运动，将质量为1kg的物块无初速地放在A端，若物块与皮带间动摩擦因数为1．2，A、B两端相距6m，则物块从A到B的过程中，皮带摩擦力对物块所做的功为多少？产生的摩擦热又是多少？（g取11m/s2）

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A【解析】当加速度a较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力G、绳子拉力T和斜面的支持力FN，绳子平行于斜面；小球的受力如图：由牛顿第二定律得水平方向上：;竖直方向上，由平衡得：，联立得：，，故A正确，BCD错误．2、D【解析】

本题考查静电平衡和场强公式，难度较小，根据处于静电平衡中的导体内部场强处处为零，感应电荷产生的场强与外部场强等大反向分析解答即可．【详解】处于静电平衡中的导体内部场强处处为零，Q在O点产生的场强与感应电荷在O点产生的场强等大反向，由此可知静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为kQ3、C【解析】

小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大．此时有：L=vmaxt，h=gt1，代入数据解得vmax=7m/s，恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有：L+d=vmint′，H+h=gt′1，代入数据解得vmin=3m/s，故v的取值范围是3m/s＜v＜7m/s，故C正确，ABD错误．4、D【解析】

A.小球的受力如图所示小球受重力mg和绳子的拉力F，因为小球在水平面内做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据平行四边形定则知，拉力为：，故A错误。B.拉力与重力的合力沿水平方向提供向心加速度，根据牛顿第二定律得：，解得：．故B错误；CD.小球做圆周运动根据牛顿第二定律得：小球运动的周期为：故C错误D正确。5、B【解析】

根据做功公式有：J故选B。6、C【解析】试题分析：小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力恰好等于零时重力完全充当向心力，根据牛顿运动定律和机械能守恒定律分析解题小球恰能通过圆轨道最高点时，重力提供向心力，即应满足：mg=v2R，小球运动到最高点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律：mg7、ACD【解析】

根据万有引力等于向心力，则有，解得，，，对于在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，故其线速度大小相同，周期相同，向心加速度的大小相同，由于北斗卫星的质量未知，所以向心力的大小不一定相同，故选项A、C、D正确，B错误。8、CD【解析】

小球刚接触弹簧瞬间具有向下的速度，开始压缩弹簧时，重力大于弹力，合力竖直向下，加速度方向竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，故刚接触弹簧瞬间小球的速度不是最大，故A错误；当小球所受的弹力等于重力时，此时物体的加速度为零，速度达到最大；以后小球继续下落压缩弹簧时，小球所受的弹力大于重力，合力竖直向上，加速度竖直向上，与速度方向相反，小球开始做减速运动，最后停止．从小球接触弹簧到到达最低点，加速度方向先向下后向上，且加速度先减小后增大，小球的速度先增大后减小，故B错误，CD正确．9、BCD【解析】

以木块和小车为系统，在水平方向不受外力，动量守恒，规定水平向右为正方向，由动量守恒定律得：。由机械能守恒定律得，解得v1=-1m/s；v2=3m/s，弹簧伸长过程中，木块C向右运动，小车AB左运动。A.由上面分析可知，木块C向右运动，小车AB左运动，故A错误；B.因为v1=-1m/s；v2=3m/s，木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1，故B正确；C.木块C与油泥粘在一起后，木块C和小车AB成为一个整体，总动量为0，整体的速度为0。所以木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动，故C正确；D.木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s，与上述计算结果相符，故D正确。10、BCD【解析】

以木块和小车为系统，在水平方向不受外力，动量守恒，规定水平向右为正方向，由动量守恒定律得：。由机械能守恒定律得，解得v1=-1m/s；v2=3m/s，弹簧伸长过程中，木块C向右运动，小车AB左运动。A.由上面分析可知，木块C向右运动，小车AB左运动，故A错误；B.因为v1=-1m/s；v2=3m/s，木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1，故B正确；C.木块C与油泥粘在一起后，木块C和小车AB成为一个整体，总动量为0，整体的速度为0。所以木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动，故C正确；D.木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s，与上述计算结果相符，故D正确。11、CD【解析】

AB、物体从A到O的过程中，弹簧的弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，物体先加速后减速，在弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反的位置速度最大，此时弹簧处于伸长状态，弹性势能不为零，该位置应在O点的右侧，故A、B错误．C、如果没有摩擦力，则O点应该在AB中间，由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故，此过程物体克服摩擦力做功大于，所以物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故C正确．D、由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故D正确．故选CD．【点睛】到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处．弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数μ很小，则动能为最大时时弹簧伸长量较小（此时弹力等于摩擦力μmg），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果μ较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，μ较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能．至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．12、AC【解析】

根据圆环的运动情况分析下滑过程中，分析加速度的变化；研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程和圆环从C处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式，可求弹力做功，从而得到在C处弹簧的弹性势能．【详解】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，A正确；B．设弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的劲度系数为k，受力分析如图所示，则，而，故，减小，故N增大，根据可得摩擦力增大，B错误；C．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得，在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理得，解得，，所圆环从A处到C处的过程中弹簧的弹性势能增加量为，C正确；D．下滑过程和上滑过程经过同一位置时圆环所受的摩擦力大小相等，两个过程位移大小相等，所以摩擦力做功相等，即重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失等于上升过程中机械能的损失，D错误．二．填空题(每小题6分，共18分)13、BA秒表、天平BD由于纸带与计时器间阻力（或空气阻力）带来的影响【解析】

（1）[1]打点计时器的打点频率等于交流电的频率，打点计时器应使用交流电源，故B正确，AC错误。故选B。（2）[2]选重物的密度尽量大一些，体积小些的，可以减小受到的阻力的影响，可减少实验误差，故A正确，BC错误。故选A。（3）[3]实验中借助打点计时器记录物体的运动时间，不需要秒表。实验验证机械能守恒，即验证重力势能的减少mgh与动能增加的关系；质量可以约去，即验证gh与，的关系，所以也不需要天平。（4）[4]A．实验中重物的质量不必要测量，重锤质量的称量不准，不会造成误差，故A错误；BC．为了减小阻力的影响，重锤应选择质量大一些、体积小一些的，故B正确，C错误；D．先释放重物，再接通电源，由于重物下落较快，纸带上得的点迹较少，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D正确。故选BD。（5）[5]重力势能的减少量略大于动能的增加量，是由于纸带与计时器间阻力（或空气阻力）带来的影响。14、2.000.6200.618纸带与限位孔的阻力【解析】

（2）滑块1是向右运动再与滑块2碰撞粘在一起的，所以粘前速度较大，那么碰撞前的速度v=20.0×10-2/（5×0.02）m/s=2.00m/s；系统的总动量为p＝m1v＝0.620kgm/s；与滑块2碰撞后粘在一起速度v′=16.8×10-2/（7×0.02）m/s=1.20m/s，总动量为p′＝（m1+m2）v′＝0.618kgm/s。（3）综合考虑各种因素，结合实验装置分析：造成两个数据不相等的