内蒙古乌兰察布市集宁区2023-2024学年高一物理第二学期期末综合测试试题含解析

内蒙古乌兰察布市集宁区2023-2024学年高一物理第二学期期末综合测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)质量为的铅球从一定高度自由下落后进入足够深的泥潭中之后做减速运动若铅球在泥潭中受到的阻力大小恒为,则铅球在泥潭中下降的过程中（）A．铅球的动能减少B．铅球的机械能减少C．铅球的机械能减少D．铅球的重力势能减少2、一小球以5m/s初速度水平抛出，下落高度为20m时，水平位移大小为（忽略空气阻力，重力加速度取g=10m/s2）：A．5m B．10m C．20m D．25m3、2019年国际乒联总决赛男单决赛中樊振东4：1击败马龙夺得男单冠军。如图所示是樊振东比赛中的某次回球情景，接触球拍前乒乓球的速度是90km/h，樊振东将乒乓球反方向回击后速度大小变为126km/h，已知乒乓球的质量是2.7g，设乒乓球与乒乓球拍的作用时间为0.002s。对于此次回击过程，下列说法正确的是（）A．兵兵球被击打时的加速度大小为5000m/s2 B．乒乓球被击打时的加速度大小为30000m/s2C．乒乓球拍对乒乓球的平均作用力大小为13.5N D．乒乓球拍对乒乓球的平均作用力大小为8.1×104N4、(本题9分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示．卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是A．卫星在轨道

3

上运行的速率大于在轨道

1

上的速率B．卫星在轨道

3

上的机械能小于在轨道

1

上的机械能C．卫星在轨道

2

上经过Q点时的加速度大于它在轨道

1

上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道

2

上由Q点运动至P点的过程中，速度减小，加速度减小，机械能守恒5、(本题9分)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑则（）A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处6、(本题9分)小汽车水平面内转弯，某段轨迹如图中虚线所示．在P点处地面对小汽车的摩擦力方向可能正确的是A．F1 B．F2 C．F3 D．F47、(本题9分)据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”一—沃尔夫(Wolf)1061c.沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星的沃尔夫1061c运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球．设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c的表面运行.已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动．则下列说法正确的是（）A．从地球发射该卫星的速度应该大于第三字宙速度B．若已知围绕沃尔夫1061c的表面运行的探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径C．沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D．卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关8、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为mA和mB的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度6m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得A．在t1、t3时刻两物块达到共同速度2m/s，且弹簧弹性势能相同B．从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C．两物体的质量之比为mA∶mB＝1∶2D．在t2时刻A与B的动能之比为EkA∶EkB＝1∶49、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车。现有一质量也为m的小球以的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去（不计一切摩擦），到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列判断正确的是A．小球在小车上到达最高点时的速度大小为0B．小球离车后，对地将向右做平抛运动C．小球离车后，对地将做自由落体运动D．此过程中小球对车做的功为10、(本题9分)如图所示，水平屋顶高H＝5m，围墙高h＝3.2m，围墙到房子的水平距离L＝3m，围墙外马路宽x＝10m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，小球离开屋顶时的速度v0的大小的可能值为(g取10m/s2)()A．6m/s B．12m/s C．4m/s D．2m/s11、(本题9分)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其v—t图象如图所示。已知汽车的质量为2×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2。则A．汽车在前5s内的加速度为2m/s2 B．汽车在前5s内的牵引力为4×103NC．汽车的额定功率为60kW D．汽车的最大速度为20m/s12、(本题9分)中俄两国海军于2016年9月12日至19日在广东湛江以东海空域举行代号为“海上联合-2016”的联合军事演习.演习期间，一名中国空降兵从悬停在高空的直升飞机上竖直下落，他从离开飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是A．第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末B．0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力C．0~10s内空降兵的速度和加速度都在增大D．在10s~15s时间里空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系．所用交变电流的频率为50Hz．(1)把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是为了______________________．(1)图乙是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据在图中已标注．则纸带的___________(填“左”或“右”)端与小车相连，小车的加速度是___________m/s1．(3)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示．请在图丙的坐标纸中作出a-图像______．根据a-图像可以得到的实验结论是______________________．14、（10分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度，测得所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图2所示．经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm．（1）根据以上数据，计算重物由O点运动到B点，重力势能减少了_______J，动能增加了________J（最后结果要求保留三位有效数字）．（2）假设物体下落做匀加速运动，则物体在下落过程中的实际加速度为____________．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）如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目．为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力．如图所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到Q点的过程中，机械能损失可忽略．弹性绳的弹力大小可以用来计算，其中k为常量，为弹性绳的伸长量．（1）弹性绳的原长为l0，弹性绳对游客的弹力为F，游客相对蹦极平台的位移为x，取竖直向下为正方向，请在如图中画出F随x变化的示意图．（2）借助F﹣x图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（x＞l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm＝4.3×103N，游客下落至最低点与地面的距离d≥3m．已知l0＝10m，k＝100N/m，蹦极平台与地面间的距离D＝55m．取重力加速度g＝10m/s2，试通过计算说明：总质量M＝160kg的游客能否被允许使用该蹦极设施．16、（12分）(本题9分)如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.2kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动．使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大64N，求：（1）线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度；（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌子边线的夹角为，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边线的水平距离.17、（12分）2019年4月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞。假设有一光子（其质量m未知）恰好沿黑洞表面做周期为T的匀速圆周运动，求：(1)若已知此光子速度为v，则此黑洞的半径R为多少？(2)此黑洞的平均密度ρ为多少？（万有引力常量为G）

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、D【解析】在铅球减速下降高度为h的过程中，铅球受重力和阻力，运用动能定理得：（mg-F）h=△Ek由于铅球动能是减小的，所以铅球动能减少（F-mg）h，故A错误．根据重力做功与重力势能变化的关系得：WG=-△Ep=mgh，铅球的重力势能减少了mgh，因机械能等于重力势能与动能之和，所以铅球的机械能减少（F-mg）h+mgh=Fh，故BC错误，故D正确．故选D．点睛：解这类问题的关键要熟悉功能关系，也就是什么力做功量度什么能的变化，并能建立定量关系．我们要正确的对物体进行受力分析，能够求出某个力做的功．2、B【解析】

根据平抛运动的竖直方向为自由落体运动，有，可得平抛时间为；平抛的水平分运动为匀速直线运动，可得；故A，C，D错误，B正确.3、B【解析】

AB．以兵乓球为研究对象，由加速度的定义式可得：其中，，解得：所以乒乓球被击打时的加速度大小为，故A错误，B正确；CD．由牛顿第二定律可得：故CD错误；故选B。4、D【解析】

A．根据得卫星在轨道3上的轨道半径大于轨道1上的轨道半径，则卫星在轨道3上运行的速率小于在轨道1上的速率，故A错误．B．卫星从轨道1进入轨道2，需点火加速，在轨道2进入轨道3需在P点点火加速，机械能增加，则卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能，故B错误．C．卫星在轨道2上经过Q点和在轨道1上经过Q点时万有引力相等，根据牛顿第二定律知，加速度相等，故C错误．D．卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，万有引力做负功，速度减小，万有引力减小，加速度减小，因为只有万有引力做功，则机械能守恒，故D正确．故选D．【点睛】根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系，从而比较轨道1和3上的线速度大小；根据变轨的原理分析轨道3和轨道1上的机械能大小；根据牛顿第二定律，结合万有引力的大小比较加速度；从Q到P，根据万有引力做功分析速度的变化，结合万有引力大小比较加速度的大小．5、C【解析】试题分析：由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械能守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点．小球与弹簧接触前，小球和槽组成的系统动量守恒，且有则有．当小球与弹簧接触后，小球受外力，故小球和槽组成的系统所受外力不为零，动量不再守恒，故A错误；下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移不垂直，故两力均做功，故B错误；小球脱离弧形槽后，槽向后做匀速运动，小球向前做速度大小和槽相同的匀速运动，而小球和弹簧作用过程中机械能守恒，故小球被原速率反弹，反弹继续做匀速运动，故C正确；小求被反弹后，因两物体均有向左的速度，且速度大小相等，则两物体不会相遇，小球不会到达最高点，故D错误．故选C．考点：本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律、做功的两个因素．6、D【解析】

根据无力不拐弯，拐弯必有力的性质，可知小汽车水平面内转弯需要合外力指向凹侧，则地面对小汽车的摩擦力方向指向轨迹的内侧.A．F1不满足指向曲线的凹侧；故A错误.B．F2不满足指向曲线的凹侧；故B错误.C．F3不满足指向曲线的凹侧；故C错误.D．F4满足指向曲线的凹侧；故D正确.7、AB【解析】从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，A正确；已知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c的质量，根据可以求出沃尔夫1061c的半径，B正确；沃尔夫1061c和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知公转半径的三次方之比不等于，C错误；根据可得，与卫星的密度无关，D错误．8、AC【解析】

从图象可以看出，从0到t1的过程中弹簧被压缩，所以t1时刻两物块达到共同速度2m/s，此时弹簧处于压缩状态，t3时刻两物块达到共同速度2m/s，且弹簧处于伸长状态，根据能量守恒可知弹簧弹性势能相同，故A正确；t3时刻两物块达到共同速度2m/s，且弹簧被拉伸到最长，则从t3到t4时间弹簧由伸长状态恢复到原长，故B错误；根据动量守恒定律，t=0时刻和t=t1时刻系统总动量相等，有：m1v1=（m1+m2）v2，代入数据解得：m1：m2=1：2，故C正确；由图可得：v1=-2m/s，v2=4m/s根据动能的计算式：EK=12mv2，可得在t2时刻A与B9、CD【解析】

当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则：mv0=2mv，解得：，故A错误；设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，得：mv0=mv1+mv2，由动能守恒得：，联立解得：v1=0，v2=v0，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，故B错误，C正确；对小车运用动能定理得，小球对小车做功：，故D正确。所以CD正确，AB错误。10、AB【解析】

刚好能过围墙时水平方向：竖直方向：解得刚好运动到马路边时水平方向：竖直方向：解得，所以为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上速度的取值故AB对；CD错11、AC【解析】

AB.汽车在前5s内做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得：F-F阻=ma，F阻=0.1mg，解得F=6×103N．故A正确，B错误。CD.汽车在5s末功率达到额定功率，P=Fv=6×103×10W=60kW．当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=F阻，最大速度vm==30m/s，故C正确，D错误；12、BD【解析】

打开降落伞后空降兵将做减速运动，故第10s末空降兵打开降落伞，根据v-t图象的斜率表示加速度，可知10s～15s空降兵做加速度不断减小的减速运动至15s末，10s～15s过程中速度向下，做减速运动，故加速度向上，A错误D正确；0～10s内空降兵空降兵向下做加速度不断减小的加速运动，受重力和空气阻力，根据牛顿第二定律，知合力向下，重力大于空气阻力，B正确C错误．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、平衡阻力左0.51图像见解析；在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比【解析】

第一空.探究小车的加速度a与质量m的关系实验，由于导轨阻力的存在，实验之前要平衡阻力；

第二空.由于小车做加速运动，则纸带打出的点迹越来越稀，故左端是跟小车相连的；第三空.由运动学公式求加速度，；第四空.根据表格中数据先描点，再画图象如图所示；第五空.从图象可以看出图象是一条过原点的直线，由此得出：在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比．14、8.438.009.00【解析】试题分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值，根据根据求解加速度