2024年山西省长治市物理高一下期末考试试题含解析

2024年山西省长治市物理高一下期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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)为了行驶安全，小车进入城区应适当减速，某小车进入城区前功率恒为P，做匀速直线运动，进入城区后仍沿直线行驶，所受阻力不变，但功率立刻变为P2A．小车做匀速直线运动B．小车做匀减速直线运动C．小车先匀速后减速直线运动D．小车先减速后匀速直线运动2、(本题9分)已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为ΔN，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R．则地球的自转周期为()A． B．C． D．3、(本题9分)如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在大的边缘轮上，c点位于小轮上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（）A．a点与c点的角速度大小相等 B．b点与c点的角速度大小相等C．b点与c点的线速度大小相等 D．a点与c点的向心加速度大小相等4、(本题9分)如图所示，两个质量均为0.1kg的小木块a和b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为0.5m，b与转轴OO'的距离为1.5m。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的0.8倍，取重力加速度g=10m/s2，圆盘绕转轴以2rad/s的角速度匀速转动。下列说法正确的是A．a受到的摩擦力大小为0.1NB．b正在远离转轴C．若要使a相对圆盘运动，则圆盘绕转轴转动的角速度应大于4rad/sD．改变圆盘绕转轴转动的角速度，b可能向转轴靠近5、(本题9分)一个人乘电梯从1楼到30楼，在此过程中经历了先加速、再匀速、后减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是：A．始终做正功 B．加速时做正功，匀速和减速时做负功C．加速和匀速时做正功，减速时做负功 D．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功6、(本题9分)关于地球的同步卫星，下列说法正确的是A．同步卫星的轨道可以和宜昌所在纬度圈共面B．所有同步卫星的质量一定相同C．所有同步卫星距离地面的高度不一定相同D．同步卫星的轨道必须和地球赤道共面7、(本题9分)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长也为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g，不计一切摩擦，则（）A．小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小B．A球刚滑至水平面时，速度大小为C．小球B升高至斜面右侧L/2处时，小球A所受重力的瞬时功率大于小球B所受重力的瞬时功率D．小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B做功为8、(本题9分)如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3……N．现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是A．N个小球在运动过程中始终不会散开B．第1个小球到达最低点的速度C．第N个小球在斜面上向上运动时机械能增大D．N个小球构成的系统在运动过程中机械能守恒，且总机械能9、(本题9分)如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A点。质量为m的物体从斜面上的B点由静止开始下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上。下列说法正确的是（）A．物体最终将停在A点B．整个过程中物体第一次到达A点时动能最大C．物体第一次反弹后不可能到达B点D．整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功10、(本题9分)如图，两小木块a和b（可视为质点放在水平圆盘上，a与转轴的距离为l，质量为m，b与转轴的距离为2l，质量为m，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A．a一定比b先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．是a开始滑动的临界角速度D．当b即将滑动时，a所受摩擦力的大小为11、(本题9分)如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。下列说法中正确的是()A．卫星在A点的速度最大B．卫星在C点的速度最大C．卫星在A点的加速度最大D．卫星在C点的加速度最大12、在光滑的冰面上，质量为80kg的冰球运动员甲以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞，碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，下列说法正确的是（）A．碰后乙的速度的大小是1.5m/s B．碰后乙的速度的大小是1.0m/sC．碰撞中总机械能损失了1500J D．碰撞中总机械能损失了1400J二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某同学利用斜槽和刻度尺测定滑块与水平桌面间的摩擦因数，实验步骤如下：将斜槽固定在水平桌面上，将滑块从斜槽的某一高度处无初速释放，测出滑块在桌面上滑过的距离；将斜槽固定在桌子边缘，将滑块再次从斜槽上无初速释放，测出滑块落地点到斜槽末端的水平距离；槽末端到水平地面的高度h．(1)在步骤②中斜槽固定在桌子边缘，需要调整斜槽末端______________；(2)实验中滑块两次从斜槽上的释放点______________（填“必须”“不一定”）相同；(3)滑块与桌面间的摩擦因数为__________________（用所测物理量符号表示）．14、(本题9分)如图所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置．（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是_________（填写代号）A．重锤选用体积较大且质量较小的B．重锤选用体积较小且质量较大的C．打点计时器应固定在竖直平面内D．应先放手让重锤拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究，他舍去了这条纸带上前面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图所示的测量，已知当地的重力加速度为g，使用的交变电源周期为T，则要验证机械能守恒的表达式为_________（用x1、x2、x3、T、g表示）；（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，本实验中引起误差的主要原因是_____．15、(本题9分)如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外：(1)还需要测量的量是__________________、__________________和____________________．(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为____________________．(忽略小球的大小)三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)宇航员在某星球表面以初速度1.0m/s水平抛出一小球，通过传感器得到如图所示的运动轨迹，图中O为抛出点。若该星球半径为4000km，引力常量G=6.67×10﹣11N•m1•kg﹣1．试求：(1)该行星表面处的重力加速度的大小g行；(1)该行星的第一宇宙速度的大小v；(3)该行星的质量M的大小（保留1位有效数字）。17、（10分）(本题9分)如图所示，一位宇航员站一斜坡上A点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点B，斜坡倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的密度．

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、D【解析】

匀速运动时，牵引力等于阻力，即F＝f且功率P＝Fv，当功率减半，速度不突变，则牵引力变为F2＜小车做减速运动，因为速度减小，功率不变，则牵引力由F2A.小车做匀速直线运动.故选项A不符合题意.B.小车做匀减速直线运动.故选项B不符合题意.C.小车先匀速后减速直线运动.故选项C不符合题意.D.小车先减速后匀速直线运动.故选项D符合题意.2、A【解析】试题分析：在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力，在南极支持力等于万有引力．在北极①，在赤道②，根据题意，有③，联立解得，A正确．3、B【解析】

AD.a点与c点用皮带联结，线速度大小相等，但两都的半径不等，由ω=vr可知a点与c点的角速度大小不相等；由a=v2rBC.b点与c点共轴，所以b点与c点的角速度大小相等，但两者的半径不相等，所以b点与c点的线速度大小不相等，故B正确，C错误；4、C【解析】

A、对a和b两木块受力分析可知，沿半径方向的静摩擦力提供向心力，对a有：f=mω2ra=0.1×2×0.52=0.05mN<fmax=0.8mg=0.8【点睛】本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件是静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．5、A【解析】

A.在加速、匀速和减速的过程中，支持力的方向始终竖直向上，从1楼到30楼，支持力的方向与运动方向相同，则支持力始终做正功，A正确。BCD.根据A选项分析可知，BCD错误。6、D【解析】

AD．同步卫星的绕行方向和地球自转方向一致且卫星的轨道圆心必在地心，则同步卫星的轨道必须和地球赤道共面，不可以和宜昌所在纬度圈共面．故A错误，D正确．BC．同步卫星周期一定，据可得，同步卫星的轨道半径一定，则同步卫星距离地面的高度定相同；同步卫星的质量不一定相同．故BC错误．故选D。点睛：同步卫星的绕行方向和地球自转方向一致且卫星的轨道圆心必在地心，则同步卫星的轨道必须和地球赤道共面．7、ABC【解析】

A.小球A下滑过程中，系统只有重力做功，机械能守恒，刚开始，AB球的速度都增大，所以系统动能增大，则重力势能减小，故A项与题意相符；B.A球刚滑至水平面时，对系统用动能定理得：解得：故B项与题意相符；C.小球B升高的过程中，根据动能定理得：解得：此时，重力对小球A做功的功率为：重力对小球B做功的功率为故C项与题意相符；D.B球刚升至斜面顶端时时，对系统用动能定理得：解得：根据动能定理研究B得：解得：故D项与题意不相符。8、AC【解析】在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球要向前压力的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；把N个小球看成整体，若把弧AB的长度上的小球全部放在高度为R的斜面上，通过比较可知，放在斜面上的N个小球的整体的重心位置比较高．而放在斜面上时，整体的重心的高度为：R，选择B点为0势能点，则整体的重力势能小于NmgR，小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得：Nmv2＜Nmg•R；解得：v＜，即第1个小球到达最低点的速度v＜，故B错误，D错误；冲上斜面后，前面的小球在重力沿斜面向下的分力的作用下，要做减速运动，而后面的小球由于惯性想变成匀速运动，所以后面的小球把前面的小球往上推，后面的小球对前面的小球做正功，所以可得第N个小球在斜面上向上运动时机械能增大．故C正确．故选AC．点睛：本题主要考查了机械能守恒定律的应用，要求同学们能正确分析小球得受力情况，能把N个小球看成一个整体处理．9、CD【解析】

根据题图可知，考查弹力作功与弹性势能变化关系，重力做功与重力势能变化的关系，摩擦力做功导致弹簧与物块的机械能在变化。根据重力与重力沿斜面方向分力的关系判断物体最终静止的位置。根据能量守恒判断物体反弹后到达的位置。结合能量守恒，通过重力势能的减小量等于弹性势能的增加量和克服摩擦力做功产生的内能之和，判断重力势能的减小量与克服摩擦力做功的大小关系。【详解】A、由题意可知，物块从静止沿斜面向上运动，说明重力的下滑分力大于最大静摩擦力，因此物体不可能最终停于A点，故A错误；B、物体接触弹簧后，还要继续加速，直到弹力与重力的分力相等时，达到最大速度；故最大速度在A点下方；故B错误；C、由于运动过程中存在摩擦力，导致摩擦力做功，所以物体第一次反弹后不可能到达B点，故C正确；C、根据动能定理可知，从静止到速度为零，则有重力做功等于克服弹簧弹力做功与物块克服摩擦做的功之和，则重力势能的减小量大于物块克服摩擦力做功。故D正确；【点睛】由受力分析来确定运动情况很关键。10、CD【解析】

AB．两个木块的最大静摩擦力相等。木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故AB错误；C．当a刚要滑动时，有kmg=mω2•l，解得：故C正确；D．当b刚要滑动时，有kmg=mω2•2l，解得：以a为研究对象，当时，由牛顿第二定律得：f=mω2l，可解得：故D正确。故选CD。11、AC【解析】

AB．A点为近地点，C点为远地点，所以A点速度最大，A正确B错误CD．A点为近地点，C点为远地点，根据万有引力定律可知，卫星在A点的加速度最大，C正确D错误12、BD【解析】

AB.设运动员甲、乙的质量分别为m、M，碰前速度大小分别为v1、v2，碰后乙的速度大小为v′2，规定碰撞前甲的运动方向为正方向，由动量守恒定律有：mv1-Mv2=Mv′2，解得：，故A错误，B正确。CD.根据能量守恒定律可知，碰撞中总机械能的损失为：△E=mv12+Mv22-Mv′2，代入数据解得：△E=1400J，故C错误，D正确。二．填空题(每小题6分，共18分)13、水平必须【解析】(1)在步骤②中斜槽固定在桌子边缘，需要调整斜槽末端水平，以保证滑块做平抛运动；(2)实验中滑块两次从斜槽上的释放点必须相同，以保证滑块到达斜槽底端的速度相同；(3)根据动能定理；，解得滑块与桌面间的摩擦因数为．点睛：本题考查了求动摩擦因数实验，认真审题、理解题意，知道实验原理是解题的前提与关键，明确实验原理后应用动能定理以及平抛运动的规律可以分析答题．14、BC；存在空气阻力和摩擦阻力【解析】

(1)A项：如果体积较大而质量较小，空气阻力较大，实验误差大，故A错误；B项：实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少阻力的影响，故B正确；C项：当打点计时器固定在竖直平面内时，纸带才能被重物带着竖直下落，减小摩擦，故C正确；D项：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．(2)2点的瞬间速度，5点的瞬时速度，，重力势能的减小量为，要验证机械能守恒的表达式为；(3)由于纸带通过限位孔时不可