浙江省杭州市杭州市第四中学2025届物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

浙江省杭州市杭州市第四中学2025届物理高一第二学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)如图所示，甲、乙两个高度相同的固定斜面，倾角分别为α1和α2，且α1<αA．重力所做的功相同B．重力的平均功率相同C．动能的变化量相同D．机械能的变化量相同2、(本题9分)如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F-t图象如图乙所示，两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，规定水平向右为正方向，则下列说法正确的是A．两物体在4s时改变运动方向B．在1s～3s时间内两物体间摩擦力为零C．6s时两物体的速度为零D．B物体所受的摩擦力方向始终与力F的方向相同3、(本题9分)小明乘电梯从商场的顶楼下降到底层地下停车场，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯对小明的支持力做功情况是（）A．加速时做正功，匀速和减速时都做负功B．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功C．始终做负功D．始终做正功4、(本题9分)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是()A．A球的角速度等于B球的角速度B．A球的线速度大于B球的线速度C．A球的运动周期小于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力5、如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()A．h B．1.5hC．2h D．2.5h6、(本题9分)如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情玩耍．在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是()A．先做负功，再做正功 B．先做正功，再做负功C．一直做正功 D．一直做负功7、如图所示，在斜面上有一个物体，在平行于斜面的力F作用下,向上移动了x，斜面倾角为，物体与斜面间的动摩擦因数为,则此过程中A．物体的重力做负功，做功大小为B．推力对物体做正功，物体机械能变化量为C．物体动能的增加量为D．物体克服摩擦力做功为8、(本题9分)关于铁轨转弯处内、外轨间的高度关系，下列说法中正确的是（）A．内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B．因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮对铁轨的挤压D．外轨比内轨略高，列车的重力和轨道对列车支持力的合力沿水平方向指向圆心9、(本题9分)质量为1kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示．外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2.下列分析正确的是()A．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B．物体运动的位移为13mC．物体在前3m运动过程中的加速度为3m/s2D．x＝9m时，物体的速度为3m/s10、关于地球的同步卫星，下列说法正确的是()A．它处于平衡状态，且具有一定的高度B．它的加速度小于9.8m/s2C．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合D．它绕行的速度小于7.9km/s11、(本题9分)如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧到相同位置，然后由静止释放，下列对两滑块说法中正确的有()A．两滑块到达B点的速度相同B．两滑块沿斜面上升的最大高度不相同C．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功不相同D．两滑块上升到最高点过程机械能损失相同12、(本题9分)如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），小球从紧靠左极板处由静止开始释放，小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打在右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中（）A．它们的运动时间的关系为B．它们的电荷量之比为C．它们的动能增量之比为D．它们的电势能减少量之比为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)根据线性力做功的求解方法，某同学证明出来:一劲度系数为k的轻弹簧由形变量为恢复到原长的过程中，弹簧弹力所做的功为。于是该同学设计只用的一根弹簧和一把刻度尺测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验，如图所示，他的实验步骤如下：第一步:将弹簧的左端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时，在桌面上标记出弹簧右端所在的位置B。第二步:让滑块紧靠弹簧压缩弹簧至某一位置静止时，在桌面上标记出滑块的位置A，松手后弹簧将滑块弹开，滑块在水平桌面上运动一段距离停止，在桌面上标记出滑块停止的位置C。第三步:滑块通过水平细绳和光滑的定滑轮竖直悬挂拉伸弹簧，滑块静止时，在桌面上标记出弹簧右端到达的位置D。请回答下列问题：(1)你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并符号、、……表示)________。(2)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数的计算式:=__________。14、（10分）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前，应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平．取g=9.8m/s2，计算结果均保留三位有效数字．(1)实验过程中，每次让小球从同一位置由静止释放，其目的是_____________．(2)图乙是根据实验数据所得的平抛运动的曲线，其中O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小____________m/s．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）(本题9分)如图所示电路，电阻R1＝2Ω，R2＝8Ω，R3＝3Ω，开关k和k1闭合、k2断开时，电压表的示数为U＝1V，电阻R1的电功率为P．开关k和k2闭合、k1断开时，电阻R2的电功率也为P。求：（1）电源的电动势E和内电阻r；（2）开关k和k1闭合、k2断开时，电源的效率。16、（12分）(本题9分)如图所示，一个质量m=4kg的物块以v=2m/s水平速度滑到一静止的平板车上，已知平板车质量M=16kg，物块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.1，其它摩擦不计(取g=10m/s²)，求：(1)当物块与平板车相对静止时，物块的速度及滑行时间；(2)要使物块不能从平板车右端滑落，平板车至少多长．17、（12分）(本题9分)如图所示，在一个倾角为的足够长的固定斜面上，由静止释放一个长度为的木板，木板与斜面之间的动摩擦因数。当长木板沿斜面向下运动的速度达到时，在木板的下端轻轻放上一个质量与木板相同的小煤块，小煤块与木板之间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，，，结果可用根号表示。求：（1）刚放上小煤块时，长木板的加速度的大小和煤块的加速度的大小；（2）小煤块从木板哪一端离开？煤块从放上到离开木板所需时间是多少？

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、A【解析】试题分析：重力做功只与始末位置有关，据此确定重力做功情况，由于重力做功相同，故重力的平均功率与物体下滑时间有关，根据下滑时间确定重力做功功率，同时求得摩擦力做功情况，由动能定理确定物体获得的动能及动能的变化量．重力做功只与始末位置有关，两种轨道上滑下，物体下滑的距离相等，故重力做功相同，A正确；物体沿斜面下滑时由牛顿第二定律有mgsinα-μmgcosα=ma，可得物体下滑时的加速度a=gsinα-μgcosα，因为α1<α2，所以物体下滑时的加速度a2>a1，物体下滑高度相同，可知，沿倾角α1下滑的距离大于沿倾角α2下滑的距离，结合a22、D【解析】试题分析：对整体分析，整体的加速度与F的方向相同，4s时两个物体受到的力最大，但力F方向依然向右，故加速度方向依然向右，速度方向与加速度方向相同，速度继续增大，方向向右，故A错误；在1s～3s时间内两物体间摩擦力的方向与加速度方向相同，根据牛顿第二定律可知：在1s～3s时间内两物体AB受到合外力，故整体向右做匀加速运动，AB保持相对静止，故B在方向向右的摩擦力作用下做匀加速直线运动，故B错误；由图分析可知，物体一直向右做加速运动，在6s末时速度最大，故C错误；在这段时间内两物体AB受到向右的外力，根据牛顿第二定律可知整体向右做加速运动，AB保持相对静止，故B在摩擦力作用下向右做加速直线运动，故两物体间摩擦力方向与外力F方向一致，故D正确；故选D.考点：牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题是牛顿第二定律的综合应用题；解决本题的关键会根据物体的受力情况判断物体的运动情况，由于两个物体始终相对静止，故可以通过对整体加速度的变化，得知B物体加速度的变化，再根据牛顿第二定律得出摩擦力的变化；注意整体法和隔离法的运用．3、C【解析】

根据力对物体做功的定义W=FScosθ（其中公式中θ是力F与位移S间的夹角），可知若，则力F做正功；若θ=，则力F不做功；若，则力F做负功（或者说物体克服力F做了功）．人乘电梯从顶楼下降到底楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向相反，即，所以支持力始终做负功，故C正确．4、B【解析】

小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动.小球在轨道上受力如图所示：因为A和B的质量相同,小球A和B在两处的合力相同,即它们做圆周运动时的向心力是相同的即：因为球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的角速度小，故A错误；再由向心力的计算公式因为球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的线速度就大，故B正确；由周期公式,所以球A的运动周期大于球B的运动周期,故C错误；根据受力可知轨道施加的支持力由于质量和夹角都相等，所以受到的支持力也相等，根据牛顿第三定律可知球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力,故D错误；故选B5、B【解析】

设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒：3mgh=mgh+(3m+m)v2；解得两球的速度都为v=，此时绳子恰好放松，a球开始做初速为v=的竖直上抛运动，根据机械能守恒：mgh+mv2=mgH；解得a球能达到的最大高度H=1.5h．故选B．【点睛】在a球上升的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒．6、D【解析】

在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力方向向上，力的方向与运动方向相反，床面对小朋友的弹力一直做负功．故D项正确，ABC三项错误．7、ACD【解析】

A.物体的重力做负功，做功大小为，选项A正确；B.推力对物体做正功，物体机械能变化量等于推力与阻力功的和，即为，选项B错误；C.物体动能的增加量等于合外力的功：，选项C正确；D.物体克服摩擦力做功为，选项D正确。8、CD【解析】A项：若内外轨道一样高，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力，火车质量太大，靠这种办法得到的向心力，会导致轮缘与外轨间的作用力太大，使铁轨和车轮容易受损，并不能防止列车倾倒或翻车，故A错误；B项：若内轨高于外轨，轨道给火车的支持力斜向弯道外侧，势必导致轮缘和轨道之间的作用力更大，更容使铁轨和车轮受损，故B错误；C、D项：当外轨高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，在修筑铁路时，根据弯道半径和轨道速度行驶，适当选择内外轨道的高度差，可以使火车的向心力完全由火车的支持力和重力的合力提供，使火车行驶更安全，故C、D正确。点晴：火车轨道外高内低的设计是为了减轻轮缘与轨道之间的挤压，这样火车转弯时，轨道给火车的支持力和其重力的合力提供向心力，保证行车安全。9、ACD【解析】

在W-x图中，斜率是力。A．由：Wf＝Ffx对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff＝2N，由Ff＝μmg可得：μ＝0.2A正确；C．由：WF＝Fx对应题图乙可知，前3m内，拉力F1＝5N，3～9m内拉力F2＝2N，物体在前3m内的加速度：a1＝＝3m/s2C正确；D．由动能定理得：WF－Ffx＝mv2可得x＝9m时，物体的速度为v＝3m/sD正确；B．物体的最大位移：xm＝＝13.5mB错误．10、BCD【解析】试题分析：地球同步卫星是指与地球具有相同运动周期的卫星，其相对于地球上的一点来说静止，轨道平面与赤道平面重合，但一直围绕地球在运动，没有处于平衡状态，A选项错误，C选项正确．近地卫星重力完全用来向心力，，此时加速度为9.8m/s2，地球同步卫星半径更大，加速度变小，B正确．近地卫星的绕行速度为7.9km/s，，，地球同步卫星半径更大，速度小，D正确．考点：第一宇宙速度，同步卫星，近地卫星点评：第一宇宙速度即近地卫星的绕行速度，也是发射卫星的最小速度．地球同步卫星与地球有相同的角速度，且轨道平面与赤道平面重合，则可以与地球上的一点保持相对静止．11、BD【解析】

A．两滑块到B点的动能相同，但速度不同，故A错误；

B．两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于速度不同，故上升高度不同，故B正确；

C．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功为mgh，由能量守恒定律得：，所以，，故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同，故C错误；

D．由能量守恒定律得：，其中，，结合C分析得，D正确．【点睛】先是弹性势能转化为动能，冲上斜面运动过程机械能损失变为摩擦生热，由能量守恒定律可得，动能的减少等于重力势能的增加量与摩擦产生的热量之和．12、BD【解析】两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，由公式，可知它们运动时间相同，故A错误．小球在水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移，由，得加速度之比．根据牛顿第二定律得，两球的加速度分别为，，则，故B正确．由场力做功分别为，，由于，，得，故电势能的减小量为，而重力做功相同，则合力做功之比．则动能增加量之比，故C错误，D正确．故选BD.【点睛】两小球在匀强电场中受到电场力和重力作用，都做匀加速直线运动，运用运动的分解可知：两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，运动时间相同．两小球水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移，根据牛顿第二定律和运动学公式研究电荷量之比．根据电场力做功之比，研究电势能减小量之比．根据数学知识分析合力对两球做功的关系，由动能定理分析动能增加量之比．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）AB间的距离x1，AC间的距离x2，BD间的距离x3，（2）【解析】（1）该过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求出弹簧弹力做功的大小，根据W=kx2，需要测量弹簧的形变量，即原长和压缩后的长度的差值，即图中AB间距x1；需要测量弹簧的劲度系数，可以根据弹簧挂物体时弹簧的形变量，即BD间距x3求出劲度系数k；在整个过程中根据功能关系有：kx2=mgμs，所以要测量物体滑行的距离，即AC的距离x2；

（2）根据题意，弹簧水平弹出滑块过程，根据功能关系，有：kx12-μmgx2=