山西省朔州市怀仁市2023-2024学年物理高一下期末统考试题含解析

山西省朔州市怀仁市2023-2024学年物理高一下期末统考试题考生须知：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：（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)船在静水中的速度为4m/s，河岸笔直，河宽100m，适当调整船头的方向，使该船运动到河对岸时航程最短为L，最短航行时间T，下列说法中正确的是()A．当水流速度为3m/s时，L为125mB．当水流速度为6m/s时，L为150mC．当水流速度为3m/s时，T为20SD．当水流速度为6m/s时，T为2、(本题9分)物体沿曲线从M点到N点的运动过程中，速度大小逐渐减小.在此过程中物体所受合力的方向可能是（）A． B． C． D．3、(本题9分)如图所示，银河系中某行星有三颗卫星A、B、C，它们在同一平面沿顺时针方向绕行星做匀速圆周运动.不考虑其它星体的影响，下列说法正确的是A．三颗卫星的角速度大小关系是A>B=CB．三颗卫星向心加速度的大小关系是aA>aB=aCC．三颗卫星受到行星的万有引力大小关系是FA<FB=FCD．三颗卫星的线速度大小关系是vA<vB=vC4、(本题9分)设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中()．A．牵引力增大，功率增大B．牵引力不变，功率增大C．牵引力增大，功率不变D．牵引力不变，功率不变5、(本题9分)已知某行星绕太阳运动的轨道半径为r，周期为T，太阳的半径为R，万有引力常量为G，则太阳的质量为（）A．M=4B．M=4C．M=4D．M=26、(本题9分)下列说法正确的是A．功率表示力对物体做功多少B．功的单位可以用C．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律D．牛顿由于测出了万有引力常量而被称为第一个“称量地球的质量”的人7、(本题9分)如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<．在小球从M点运动到N点的过程中A．弹力对小球先做正功后做负功B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能8、(本题9分)探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比A．轨道半径变小B．向心加速度变大C．线速度变小D．角速度变大9、无人机在某段飞行过程中，通过机载传感器描绘出运动的图象，图甲是沿水平方向的x-t图象，图乙是沿竖直方向的v-t图象，在0~3s内（）A．无人机在水平方向做匀加速直线运动B．无人机在竖直方向做匀加速直线运动C．无人机的运动轨迹为抛物线D．t=3s时无人机的速度大小为5m/s10、2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，“北斗二号系统定位精度由10米提升至6米。若在北斗卫星中有a、b两卫星，它们均环绕地球做匀速圆周运动，且a的轨迹半径比b的轨迹半径小，则A．a的周期小于b的周期B．a的线速度小于b的线速度C．a的加速度小于b的加速度D．a的角速度大于b的角速度11、(本题9分)如图所示，质量分别为m和2m的A,B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙壁．用水平力向左推B，将弹簧压缩，推到某位置静止时推力大小为F，弹簧的弹性势能为E.在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是A．撤去推力的瞬间，B的加速度大小为B．从撤去推力到A离开竖直墙壁前，A,B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒C．A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为D．A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为E12、(本题9分)关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是A．重力对物体做正功，物体的重力势能可能增加B．将质量相同的物体由同一位置沿不同方向抛出并下落至同一水平面，物体所减少的重力势能相等C．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功与物体增加的重力势能之和D．物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，，当用2条、3条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由电磁打点计时器所打的纸带测出（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是（）A．不系橡皮筋，放开小车，能够自由下滑即可B．不系橡皮筋，轻推小车，小车能够匀速下滑即可C．不系橡皮筋，放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．不系橡皮筋，轻推拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可（2）若根据多次测量数据画出的v-W草图如图所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出的以下猜想可能正确的是．A．W∝1/vB．W∝vC．W∝v2D．W∝v314、（10分）(本题9分)如图所示为研究平抛运动的实验装置：(1)现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面。这个实验________________A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律C．不能说明上述AB规律中的任何一条D．能同时说明上述AB两条规律(2)若把该装置进行改装，可以验证动量守恒定律，改装后的装置如图。实验原理和简要步骤如下：A．用天平测出直径相同的入射小球与被碰小球的质量m1、m2相比较，应是m1大于m2B．在地面上依次铺白纸和复写纸。C．调整斜槽，使斜槽末端平直部分水平，并用重锤确定小球抛出点（斜槽末端口）在地面上的竖直投影点O。D．不放被碰球m2，先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。E．把被碰球m2放在斜槽末端口上，让入射球m1从倾斜轨道上S位置静止滑下，与球正碰后，记下落点，重复多次，确定出入射球m1和被碰球m2的平均落地点位置M和N．用刻度尺量OM、OP、ON的长度。请按要求完成：①在步骤A中有“m1大于m2”的要求，其原因是为了防止________________，在步骤B中有“斜槽末端平直部分水平“的要求，其原因是为了__________________②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_________（用实验测量的量m1、m2、OM、•ON和•OP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）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=1.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧(长度不计)，其弹性势能为10.0J，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的速度之比是vA︰vB=4︰1。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A与墙壁碰撞前后动能不变且碰撞时间不计。求：(1)弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；(2)物块A、B中有一个停下来时，A与B之间的距离。16、（12分）(本题9分)如图所示，一物体质量为m=2kg，在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离为AB=4m．当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD=3m，挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ(2)物体第一次到达B点时的速度大小(3)弹簧的最大弹性势能17、（12分）(本题9分)下是某同学设计的“鱼龙戏水”景观示意图．鲤鱼的喷水口离水池底面的高度使用效率的水泵从旁边的水池抽水，当水到达喷水口后以不变的速率沿水平方向射出，恰好沿龙首入口的切线方向被“吸入”，然后流入水池中循环利用．已知龙首入口切线方向与水平面成a角，，入口离水池底面的高度，喷水口的横截面积为，水的密度为，若不计空气阻力，（1）水从鲤鱼口喷出的初速度多大？（2）鲤鱼的喷水口与龙首的入口的水平距离应该设计为多少？（3）带动该水泵的电动机的输出功率至少为多少？

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】A、当水流速度为3m/s时，小于船在静水中的速度为4m/s，当船的合速度垂直河岸，则该船的航程最短，最短航程为L=100m，故A错误；B、当水流速度为6

m/s时，因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸，当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最小，渡河航程最短

设此时静水速的方向与河岸的夹角为θ，则有，根据几何关系，则有：，因此最短的航程是，故B正确；C、当水流速度为3m/s时，小于船在静水中的速度为4m/s，那么当船头垂直河岸时，该船渡河时间最短，最短时间为，故C错误；D、当水流速度为6m/s时，小于船在静水中的速度为4m/s，那么当船头垂直河岸时，该船渡河时间最短，最短时间为，故D错误；故选B．【点睛】解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当静水速大于水流速，合速度与河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短．2、B【解析】物体沿曲线从M点向N点运动的过程中做曲线运动，物体所受合力的方向指向轨迹的凹侧，同时物体在运动过程中速度大小逐渐减小，所以物体所受合力的方向与速度方向的夹角要大于，故B正确，A、C、D错误；故选B．3、D【解析】

卫星绕行星做匀速圆周运动，由卫星与行星间的万有引力提供向心力，则，可得.AB.根据，由ra＞rb=rc可知：A<B=C，aA<aB=aC;故A、B均错误.C.由于不知道卫星质量大小关系，所以不能比较万有引力大小；故C错误.D.根据，由ra＞rb=rc可知：vA<vB=vC；故D正确.4、B【解析】试题分析：汽车启动阶段受到牵引力和阻力作用，根据牛顿第二定律，匀加速直线运动加速度不变，阻力不变，所以牵引力不变，汽车的功率，随时间延长功率逐渐增大选项B正确．考点：牛顿第二定律功率5、A【解析】研究行星绕太阳运动作匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为GMmr26、C【解析】

A．功率表示力对物体做功的快慢程度，选项A错误；B．功的单位可以用N∙m=J表示，1N=1kg⋅m/s2是力的单位，选项B错误；C．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律，选项C正确；D．卡文迪许由于测出了万有引力常量而被称为第一个“称量地球的质量”的人，选项D错误；故选C.7、BCD【解析】

牛顿第二定律、能量守恒定律【详解】A．因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<知M处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球选做负功后正功，选项A错误．B．当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，加速度为g；当竖直方向的合外力为mg时，加速度为也g，则有两个时刻的加速度大小等于g，选项B正确；C．弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力与速度垂直，则做功的功率为零，选项C正确；D．由M→N的动能定理，因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，则由弹力作功特点知，即，选项D正确．8、ABD【解析】万有引力充当向心力，故有GMmr2=m4π29、BCD【解析】

A、由水平方向的x-t图象知，无人机在水平方向做匀速直线运动，速度为3m/s，故A错误。B、由竖直方向的v-t图象知，无人机在竖直方向做匀加速直线运动，加速度a=m/s2，故B正确。C、无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，所以无人机的运动轨迹为抛物线，故C正确。D、t=3s时，无人机vx=3m/s，vy=4m/s，无人机的速度v==5m/s，故D正确。10、AD【解析】

北斗卫星绕地球匀速圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力：A.由上可得周期为：a的轨道半径小，所以a的周期小.故选项A符合题意.B.由上可得线速度为：a的轨道半径小，所以其线速度大.故选项B不符合题意.C.由上可得加速度为：a的轨道半径小，所以加速度大.故选项C不符合题意.D.由上可得角速度为：a的轨道半径小，所以角速度大.故选项D符合题意.11、AC【解析】A、撤去F后，B水平方向受到弹簧的弹力F，根据牛顿第二定律：加速度a=，A正确；B、A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒，B正确、C错误；D、A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体相同速度为v，A离开墙时,B的速度为v0，根据动量守恒和机械能守恒得：2mv0=3mv，又联立得到弹簧的弹性势能最大值为EP=E/3，D正确．故选：ABD．【名师点睛】B受两个力作用处于平衡状态，说明B所受弹力的大小等于F，故撤去F时，B的合力大小为弹力大小，根据牛顿第二定律求产生的加速度a，在A离开墙壁前受墙壁对系统的作用力，系统不满足动量守恒条件，又因为墙壁作用力对A不做功，故系统满足机械能守恒条件．A离开墙壁后系统机械能守恒动量也守恒，故系统动能不可以为0，则弹簧弹性势能不可能与系统总机械能相等．12、BD【解析】

A.重力对物体做正功，物体的重力势能减小，故A错误；B.将质量相同的物体由同一位置沿不同方向抛出并下落至同一水平面，初末位置的高度差相同，物体所减少的重力势能相等，故B正确；C.根据动能定理，用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功，故C错误；D.物体克服重力做功就是重力做负功.假设上升高度为H，则重力做负功为mgH，重力势能增加也为mgH,所以相等，所以物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）D（2）CD【解析】试题分析：（1）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦，因此平衡摩擦力时，不系橡皮筋，轻推拖着纸带的小车，如果小车能够匀速下滑，则恰好平衡摩擦力，故选D．（2）根据图象结合数学知识可知，该图象形式和形式，故CD正确．考点：“探究功与物体速度变化的关系”实验14、B两球相碰后反弹保证小球做平抛运动m1·OM＋m1·ON=m1·OPm1·OM1＋m1·ON1=m1·OP1【解析】

(1)[1].两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动的规律相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，该实验不能得出平抛运动在水平方向上的运动规律。A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律，与分析不符，故A项错误；B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律，与分析相符，故B项正确；C．不能说明上述AB规律中的任何一条，与分析不符，故C项错误；D．能同时说明上述AB两条规律，与分析不符，故D项错误。(1)①[1].入射球质量应大于被碰球质量，即：m1＞m1，是为了防止两球碰撞后入射球反弹，保证小球碰后速度方向不变。

[3].斜槽的末端必须水平，是为了使小球抛出时速度方向水平，从而做