2024届吉林市普通高中物理高一下期末学业水平测试试题含解析

2024届吉林市普通高中物理高一下期末学业水平测试试题注意事项：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（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)如图所示是两种不同的过山车过最高点时的情形，图甲情形中，乘客经过轨道最高点时头朝上，图乙情形中，乘客经过轨道最高点时头朝下，假设两种圆轨道的半径均为，下列说法正确的是（）A．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下B．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上2、(本题9分)如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为g．在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法正确的是()A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员获得的动能为mghC．运动员克服摩擦力做功为mghD．下滑过程中系统减少的机械能为mgh3、(本题9分)如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大C．c加速可以追上同一轨道上的b，b减速可以等候同一轨道上的cD．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度4、(本题9分)在蹦床比赛中，从运动员接触蹦床面到运动至最低点的过程中（忽略空气阻力的影响），以下说法正确的是A．运动员重力势能的改变与零势能参考面的选取有关B．蹦床的弹力做负功，弹性势能增加C．运动员的动能始终减小D．运动员机械能守恒5、(本题9分)若已知物体运动的初速度v0的方向及它所受到的恒定的合外力F的方向，则下列各图中可能的轨迹是：（）A． B．C． D．6、(本题9分)下列描述各种物体的运动过程中，不满足机械能守恒的是（）A．做平抛运动的物体B．匀速下落的跳伞运动员C．光滑曲面上滑下的物体D．椭圆轨道上运行的卫星7、人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼晴的情况,若手机质量为150g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经0.1s手机停止运动，取重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是A．手机对眼睛的作用力大小约为4.5NB．手机对眼睛的作用力大小约为3.0NC．全过程手机重力的冲量大小约为0.15N·sD．全过程手机重力的冲量大小约为0.30N·s8、(本题9分)如图所示，圆心在O点，半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一段不可伸长的轻绳两端系着质量分别为m和4m的小球A和B（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，B位于c点，从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦，则在B球由c下滑到a的过程中（）A．两球速度大小始终相等B．重力对小球B做功的功率一直不变C．小球A的机械能一直增加D．小球B经过a点时的速度大小为9、从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中其机械能和动能Ek随它离开地面的高度h的变化如图所示。取地面为零势能参考面，重力加速度g取10m/s2。由图中数据可知A．物体的质量为1kgB．物体上升的最大高度6mC．从地面至h＝2m，物体的动能减少30JD．物体运动到最高点的过程中克服阻力做功60J10、(本题9分)如图所示，在摩擦力不计的水平面上，放一辆质量为M的小车，小车左端放一只箱子，其质量为m，水平恒力F把箱子拉到小车的右端；如果第—次小车被固定在地面上，第二次小车没固定，可沿水平面运动，在上述两种情況下（）A．F做的功第二次多B．箱子与小车之间的摩擦力大小相等C．箱子获得的动能一样多D．由摩擦而产生的内能不—样多11、(本题9分)长为l的轻杆一端固定着一个小球A，另一端可绕光滑水平轴O在竖直面内做圆周运动，如图所示，下列叙述符合实际的是()A．小球在最高点的速度至少为B．小球在最高点的速度大于时，受到杆的拉力作用C．当球在直径ab下方时，一定受到杆的拉力D．当球在直径ab上方时，一定受到杆的支持力12、如图所示，长为L的绝缘细线一端系一质量为m、带电量为q的小球，另一端固定在定点O位置，置于电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中.拉直细线将小球自O点正下方由静止释放，小球向上摆动，最大偏角θ=60°，重力加速度为g，以下说法正确的是A．小球带电量大小q=3B．小球从开始摆至最大摆角的过程中，机械能与电势能之和保持不变C．小球到达最大摆角处时细线上的拉力为T=2mgD．小球在摆动过程中的最大速率v二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道，用于发射小铁球，从轨道射出的小铁球做平抛运动，从轨道射出的小铁球做匀速直线运动．此外，板上还装有三个电磁铁，其中电磁铁可分别沿轨道移动．在轨道出口处有一个碰撞开关，用以控制电磁铁的电源的通断，电磁铁可以沿水平杆移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道射出的小铁球的中心在同一水平线上．(1)实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_________．A．保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小铁球飞出时，初速度水平C．保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D．保证小铁球运动的轨道是一条抛物线(2)若轨道出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度释放，小铁球落在轨道的点，将电磁铁移至点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达点的是___________．(3)若轨道出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做___________运动．14、用如图实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m1从高处由静止开始下落，在m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m1=150g，当地重力加速度g=9.8m/s1．则（1）在纸带上打下计数点5时m1的速度v=____m/s；（1）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=___J，系统势能的减少量△Ep=___J；（3）上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和_____.（写一条）15、某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。A．先松开纸带后接通电源B．用电火花计时器替代电磁打点计时器C．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。(3)在图乙所示纸带上，某同学选取了多个计数点，并测出了各计数点到O点的距离h，算出打点计时器打下各计数点时重锤对应的速度大小v，以v2为纵轴，以h为横轴若图线为直线，且其斜率为___________，则可验证机械能守恒定律。三．计算题(22分)16、（12分）如图是弹簧枪发射钢珠前，测量弹簧的弹性势能的装置，M为半径R＝1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为钢珠接收罩，它是一个与轨道的最低点A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的弹簧枪（枪的水平长度远小于M的半径），可向M轨道发射速度不同的质量均为m＝0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。取g＝10m/s2。（1）某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上；求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep1（2）另一次发射的小钢珠沿轨道从B点水平飞出后落到N上的位置与A点水平距离为s＝4.8m，求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep217、（10分）(本题9分)运动员把质量是0.5kg的足球踢出后，上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s．计算：(1)足球在最高点时的重力势能和动能；(2)运动员踢足球时对足球做的功．

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、B【解析】

AB．图甲中，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，若，则合力小于重力，所以人受到向上的支持力，故A错，B对；C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，此时座椅对人没有作用力，故C错；D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，则合力大于重力，所以人受到的座椅施加的向下的压力，故D错。故选B。2、D【解析】试题分析：由牛顿第二定律可求得合外力和摩擦力，由能量守恒定律分析能量是如何转化的．由动能定理可求得动能的增加量，由摩擦力做功可求得机械能的变化量．由于，所以人在下滑中受重力、支持力及摩擦力的作用，则运动员减少的重力势能转化为动能和摩擦内能，故A错误；由牛顿第二定律，人受到的合外力，故合外力做的功，由动能定理可知，物体动能的增加量等于合外力做的功，所以运动员增加的动能为，B错误；合外力，故摩擦力大小为，运动员克服摩擦力所做的功，根据功能关系知，减少的机械能等于克服摩擦力做功，为，故C错误D正确．3、B【解析】

A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有GmMr2=mv解得卫星线速度v=GM由图可知，ra＜rb=rc，则b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故选项A不合题意；B.由v=GMr知，aC.c加速要做离心运动，不可以追上同一轨道上的b；b减速要做向心运动，不可以等候同一轨道上的c，故选项C不合题意；

D.由向心加速度a=GMr2知，b、c的向心加速度大小相等，且小于4、B【解析】

A.重力势能的改变取决于位置的变化，和零势能面的选取无关，故A错误；B.蹦床的弹力向上，对人做负功，弹性势能增加，选项B正确；C.运动员在刚接触蹦床时，重力大于弹力，运动员继续加速；因弹力增加，故加速度减小，但运动员的速度增加，直到弹力等于重力为止，此后做减速运动，故动能先增大后减小，故C错误；D.运动员和蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，选项D错误。5、B【解析】

AD.物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，选项AD错误；BC.曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，选项C错误，B正确。故选B。6、B【解析】物体做平抛运动，只受重力，机械能守恒，故A不符合题意；跳伞运动员从空中匀速下落过程，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小．故B符合题意；沿光滑斜面下滑的物体只有重力做功，机械能守恒，选项C不符合题意；在轨道上运行的卫星只有地球的引力做功，机械能守恒，选项D不符合题意；故选B.7、AC【解析】

AB.20cm=0.20m；150g=0.15kg；根据自由落体速度v=2gh手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向上为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为ΔP=0-(-mv)=0.30kg手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知Ft-mgt=ΔP解得手机对眼睛的作用力大小约为4.5N，故A项与题意相符，B项与题意不相符；CD.全过程中重力的冲量，mgt=0.15N•s，故C项与题意相符，D项与题意不相符。8、CD【解析】

根据速度的分解知识可知，B球的速度沿绳子方向的分速度等于A的速度，则两球速度大小不是始终相等，选项A错误；重力瞬时功率公式为P=mgvcosα，α是重力与速度的夹角．一开始B球是由静止释放的，所以B球在开始时重力的功率为零；B球运动到a点时，α=90°，重力的功率也为零，所以重力对小球B做功的功率先增大后减小，故B错误．在B球由c下滑到a的过程中，绳子的拉力一直对A球做正功，由功能原理可知，A球的机械能一直增加．故C正确．设小球B经过a点时的速度大小为v1，此时A球的速度大小为v1．则有：v1=v1cos30°;由系统的机械能守恒得：4mgR（1-cos60°）=mgR+；联立解得v1=．故D正确．故选CD．【点睛】本题解题的关键是对两个小球运动情况的分析，知道两球沿绳子方向的分速度大小相等以及系统的机械能守恒；能用特殊位置法判断B的重力的瞬时功率．9、AC【解析】

根据能量守恒定律得：Ep=E总-Ek；A.由图知，h=4m时Ep=40J，由Ep=mgh得m=1kg，故A正确。B.由图知，动能随着上升高度线性减小，解得Ek=100-15h，当h=6m时，动能不为0，故B错误。C.h=2m时，Ek=70J，初动能为100J，物体的动能减少30J，故C正确。D.由Ek=100-15h可得动能为0时，h=m；总能量E=100-5h；当h=m时，E=J，初始总能量为100J，损失的能量即为物体运动到最高点的过程中克服阻力做功，有：100J-J=J，故D错误。10、AB【解析】

第二次由于小车也会向右移动，故滑块的对地位移变大了，故拉力做的功变多了，A正确；滑动摩擦力与压力成正比，两次压力相等，都等于mg，动摩擦因数是一定的，故滑动摩擦力一定相等，B正确；根据动能定理，有F-fx=12mv11、BC【解析】试题分析：小球在最高点的速度至少为0，A错误；球在最高点的速度大于时，向心力大于mg，一定受到杆的拉力作用，B正确；当球在直径ab下方时，重力和轻杆的力提供向心力，一定受到杆的拉力，C正确；当球在直径ab上方时，可能受到杆的支持力或拉力，D错误．考点：本题考查了竖直面内的圆周运动问题．12、BD【解析】

AB.如图所示，带电小球受竖直向下的重力、水平向右的恒定电场力和细线的拉力.从最低点到最高点过程中，细线的拉力不做功，根据动能定理得qELsinθ-mgL(l-cosθ)=0，得小球带电量大小q=3mgC.小球到达最大摆角处时速度为零，沿细线方向受力平衡，则线上的拉力为mg，故C错误；D.由重力与电场力合力方向沿与竖直方向成30°角斜向下，当速度方向与合力方向垂直时速度最大，由动能定理得qELsin30°-mgL(1-cos30°)=12mv二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）B（2）小铁球1（3）自由落体【解析】（1）平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，B正确；（2）由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点；（3）发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1做自由落体运动．【点睛】明确该实验的实验目的以及平抛运动的规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动即可正确解答本题．该实验设计的巧妙，有创新性，使复杂问题变得更直观，因此在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要重视学生对实验的创新．14、1.40.5760.588纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）【解析】

第一空.利用匀变速直线运动的推论.第二空.系统动能的增量△Ek=Ek5-0=(m1+m1)v51=0.576J．第三空.系统重力势能减小量△Ep=（m1-m