山东省郯城县美澳学校2024年高一物理第二学期期末综合测试试题含解析

山东省郯城县美澳学校2024年高一物理第二学期期末综合测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，一个质量为m的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个完全相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，开始时圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为l，细杆上的A、B两点到O点的距离都为l，将圆环拉至A点由静止释放，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于gB．圆环与两弹簧组成的系统机械能不守恒C．圆环在O点的速度为D．圆环在B点的速度为22、(本题9分)如图所示，彼此接触的导体A和B被绝缘柱支撑住，起初它们不带电．将带正电的物体C移近导体A，下列说法正确的是A．感应起电创造出了电荷B．A的电势高于B的电势C．先移走C，再把A、B分开，则A带负电D．先把A、B分开，再移走C，则B带正电3、(本题9分)关于动能的理解，下列说法正确的是A．一般情况下，中的v是相对于地面的速度B．动能的大小与物体的运动方向有关C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反D．当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化4、铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则（）A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于D．这时铁轨对火车的支持力大于5、(本题9分)质量为m的物体以初速度v竖直向上抛出，经时间t，达到最高点，以竖直向上为正方向，在这个过程中，物体的动量变化量和重力的冲量分别是A．mv和－mgt B．mv和mgtC．－mv和－mgt D．－mv和mgt6、如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中A．小球动能最大时弹性势能为零B．小球在离开弹簧时动能最大C．小球动能减为零时，重力势能最大D．小球的动能先减小后增大7、(本题9分)质量为m的小球以某一初速度竖直向上抛出上升过程的加速度大小为1.5g(g为重力加速度)，上升的最大高度为h，则在整个上升过程中以下说法正确的是A．小球动能减少了mghB．小球动能减少了1.5mghC．小球克服阻力做功1.5mghD．小球机械能减少了0.5mgh8、已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是A．该卫星距离地面的高度为B．该卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．该卫星运行的线速度大于地球自转的线速度D．该卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度9、如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力10、(本题9分)1019年4月10日11点，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。科学家曾在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，将黑洞视为质点，且两黑洞与圆心始终在一条直线上。若其中一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1，另一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1．根据所学知识，下列选项正确的是（）A．双黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．双黑洞的轨道半径之比r1：r1＝M1：M1C．双黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．两黑洞的周期之比为T1：T1＝l：111、如图所示,长为L的细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方L/2钉一个光滑的钉子A,小球开始时θ=60°的位置摆下.则细绳碰到钉子前后，下列说法正确的是（

）A．绳对小球的拉力之比为2：3 B．小球所受合外力之比为1：2C．小球做圆周运动的线速度之比为2：3 D．小球做圆周运动的角速度之比为1：212、某物体做平抛运动的轨迹的一部分如图所示。在该物体从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是A．物体的动能不断增大B．物体的加速度不断增大C．物体所受重力做功的功率不断增大D．物体的速度方向与竖直方向之间的夹角不断增大二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．（1）实验中必须满足的条件是________．A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差B．斜槽轨道末端的切线必须水平C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D．两球的质量必须相等（2）测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．当所测物理量满足表达式_________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式_______________时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞．（1）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图12所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点．实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′．测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h1．若所测物理量满足表达式_________________时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒．14、(本题9分)某同学利用如图甲所示的气垫导轨验证机械能守恒定律．在处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为．打开气源，调节气垫导轨旋钮，使导轨与水平面的倾斜角为，滑块从处由静止释放，此时遮光条与光电门之间的距离为，宽度为的遮光条经过光电门挡光时间为，重力加速度为．①用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示．其读数为_______________．②滑块由点运动到点的过程中，滑块动能增加量____________，滑块重力势能减少量_______________．（以上结果均用题中所给字母表示）15、用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。如图甲所示，A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端，R1和R2是固定在细绳上的两个标识。现将A端固定，用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉，R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙所示。已知细绳始终处于弹性限度内。(1)分析实验数据可知，弹性细绳的伸长是___________(填“均匀”或“不均匀”)的，在弹性限度内，弹性细绳的伸长量与所受拉力___________。(2)可以推断，当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm的位置时，R1位于刻度尺上___________cm的位置，此时测力计的示数为___________N。(3)手持细绳的A、B两端，使它们沿绳所在直线同时匀速运动，A端向左B端向右。实验中若发现标识R1不动，则A、B两端的速度之比为___________；若发现标识R2不动，则A、B两端的速度之比为___________。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，一个质量M＝50kg的人站在水平地面上，手执一根不可伸缩的轻绳，绳的末端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。已知绳长L＝0.4m，小球质量m＝0.2kg，重力加速度g取10m/s2。求:(1)若小球在最高点的速度v＝4m/s，则此时轻绳的拉力T1大小;(2)若小球恰好能通过最高点，当小球运动到最低点时，水平地面对人的支持力大小。17、（10分）某行星可看作半径为R的均匀球体，一颗卫星做绕该行星做半径为r周期为T的匀速圆周运动。已知万有引力常量G。求：（1）该行星的密度；（2）在该行星表面发射卫星的最小速度。

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】

A.圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误。B.圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，则圆环与两弹簧组成的系统机械能守恒，选项B错误；C.圆环从A到O过程，根据功能关系，2EP+mgl＝mvA2，解得vA大于，故C错误。D.圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能，mg•2l＝mvB2，解得vB＝2，故D正确。2、D【解析】

A．自然界电荷是守恒的，电荷不能够被创造。故A错误；B．金属AB是同一等势体，AB电势相等。故B错误；C．先移走C，A、B中正负电荷中和，再把A、B分开，则A、B都不带电。故C错误；D．还没有移走C前，A带负电点，B带正电，这时把AB分开，则B带正电。故D正确；3、A【解析】

A．一般情况下,我们选到的参考系均为地面,故中的v是相对于地面的速度，以A选项是正确的;B．动能是标量，动能大小与速度方向无关，与速度大小有关;故B错误;C．由动能公式可得,动能的大小由物体的质量和速度大小决定,与物体的运动方向无关;物体以相同的速率向东和向西运动，动能是相同的。故C选项是错误的;D．只要速率不变,则物体的动能就不会改变;故D错误;4、C【解析】

CD.火车在水平面内运动，所以在竖直方向上受力平衡，所以铁轨对火车的支持力FN的竖直分量与重力平衡，即FNcosθ=mg，所以，FN＝，故C正确，D错误；

AB.铁轨对火车的支持力FN的水平分量为FNsinθ=mgtanθ，火车在弯道半径为R的转弯处的速度，所以火车转弯时需要的向心力；支持力的水平分量正好等于向心力，故火车轮缘对内外轨道无挤压，故AB错误；5、C【解析】

以竖直向上为正方向，物体动量的变化：△P=P′-P=0-mv=-mv，重力的冲量：I=-mgt；A.mv和－mgt；与结论不相符，选项A错误；B.mv和mgt；与结论不相符，选项B错误；C.－mv和－mgt；与结论相符，选项C正确；D.－mv和mgt；与结论不相符，选项D错误；6、C【解析】

AB.弹力与重力大小相等时，速度最大，动能最大，此时弹簧仍然被压缩，弹簧的弹力不等于零，弹性势能不等于零，故AB错误；C.小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，这个过程中速度为零时，动能减为0，小球上升的高度最大，重力势能最大，故C正确；D.将力F撤去小球将向上弹起的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球所受的合力先向上后向下，所以小球先做加速运动，后做减速运动，小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故D错误7、BD【解析】

AB.小球的合外力大小F合=ma=1.5mg，方向竖直向下，根据动能定理得：小球动能减少量△Ek=F合h=1.5mgh，故A错误，B正确.CD.小球重力势能增加了mgh，动能减少了1.5mgh，所以机械能减少了0.5mgh，根据功能关系知：小球克服阻力做功等于小球机械能减少，因此小球克服阻力做功0.5mgh；故C错误，D正确.8、BCD【解析】

A.万有引力提供向心力且r=R+h，可得，故A错误；B.第一宇宙速度为，r＞R，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B正确；C.同步卫星与地球自转的角速度相同，则由v=ωr可知，该卫星运行的线速度大于地球自转的线速度，选项C正确；D.卫星运行的向心加速度，地表重力加速度为，卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确；9、BC【解析】

AB.因为管的内壁可以给小球支持力，所以小球沿管上升到最高点的速度可以为零．故选项A错误，B正确C.小球在水平线以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力与小球重力在背离圆心方向的分力的合力提供向心力，即，因此外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧壁无作用力．故选项C正确D.小球在水平线以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，最高的点的速度时，管壁对小球的作用力为1．故选项D错误．10、BCD【解析】

AD.一对相互环绕旋转的超大质量不等的双黑洞系统，在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，绕它们连线上某点做匀速圆周运动，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A项不合题意，D项符合题意；B.根据万有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B项符合题意.C.根据a＝ω1r，因为a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C项符合题意.11、ABD【解析】

A．在最低点由牛顿第二定律得T−mg＝m，则拉力为T＝mg+m，和钉子接触前绳子拉力为T1＝mg+m＝2mg，接触钉子后半径变为原来的一半，绳子对小球的拉力T′＝mg+m＝3mg，所以接触钉子前后绳子的拉力之比为2：3，故A正确；B．线速度大小不变，半径变为原来的一半，向心力（合力）增大为原来的2倍，故B正确；C．小球由初始位置到最低点的过程中，由动能定理得：mgl（1-cos60°）=mv2，则到达最低点的速度为，和钉子接触瞬间速度不突变，故C错误；D．根据ω＝知，线速度不变，半径变为原来的一半，故角速度变为原来的两倍，所以角速度之比为1：2，故D正确；12、AC【解析】

A.根据平行四边形定则知，平抛运动的速度，可知速度不断变化，则物体的动能不断增大，故选项A正确；B.平抛运动的加速度不变，物体做匀变速曲线运动，故选项B错误；C.物体所受重力做功的功率为,则可知物体所受重力做功的功率不断增大，故选项C正确；D.设物体的速度方向与竖直方向之间的夹角为，则有，可知物体的速度方向与竖直方向之间的夹角不断减小，故选项D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、BCmA·OP=mA·OM+mB·ONOP+OM=ON【解析】

①A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；D、为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，故D错误；故选BC．②小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，若两球相碰前后的动量守恒，则mAv0=mAv1+mBv2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：mAOP=mAOM+mBON，若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：mAv02=mAv12+mBv22，将OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2；③小球做平抛运动，在竖直方向上：h=gt2，平抛运动时间：t=，设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度：vA=，vA′=，vB′=，如果碰撞过程动量守恒，则：mAvA=mAvA′+mBvB′，将速度代入动量守恒表达式解得：14、9.4【解析】(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，宽度b的读数为：9mm+4×0.1mm=9.4mm；(2)由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，滑块通过光电门B速度为：；滑块从A处到达B处时，滑块动能增加量：；滑块的重力势能减少量可表示为：；15、均匀成正比3.503.61:22:1【解析】

第一空.第二空.图甲中，弹性细绳长度为6.00cm。

图乙中，弹性细绳长度为9.00cm，伸长了3.00cm，测力计的示数为2.4N，

图丙中，弹性细绳长度为12.00cm，伸长了6.00cm，测力计的示数为4.8N，