2023-2024學年山西省孝義市第四中學高一物理第二學期期末統(tǒng)考試題含解析

2023-2024學年山西省孝義市第四中學高一物理第二學期期末統(tǒng)考試題注意事項1．考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、如圖所示,汽車甲通過定滑輪拉汽車乙前進,甲、乙分別在上下兩水平面上運動,某時刻甲的速度為v1,乙的速度為v2,則v1:v2為()A．1:cosβB．sinβ:1C．cosβ:1D．1:sinβ2、(本題9分)汽車由靜止開始做勻加速直線運動的過程中，下列說法正確的是（）A．牽引力的功率恒定B．牽引力隨速度增大而減小C．牽引力功率與時間成正比D．合外力功率恒定3、(本題9分)下列物理量中，屬于矢量的是（）A．功B．功率C．重力勢能D．加速度4、(本題9分)如圖所示，一質(zhì)量為m的小圓環(huán)，套在一豎直固定的光滑輕桿上，用一跨過光滑定滑輪的細繩拉住，在力F作用下，讓小圓環(huán)由位置A（AO在同一水平面上）緩慢運動到B點，已知此時細繩BO段長為l，與輕桿的夾角為θ，重力加速度為g，則此過程中力F所做的功為A．-mglcosθ B．-Fl（1-sinθ）C．-Flcos2θ D．無法確定5、(本題9分)某城市雕塑是將光滑的球放置在豎直的擋板AB與豎直的擋板CD之間，兩擋板的距離小于球的直徑．施工時，由于工人不小心安裝兩擋板的間距比設計的間距略大．則與設計相比，下列說法中正確的是A．AB擋板的支持力變小，C端的支持力變小B．AB擋板的支持力變小，C端的支持力變大C．AB擋板的支持力變大，C端的支持力變大D．AB擋板的支持力變大，C端的支持力變小6、(本題9分)某人將質(zhì)量為m的重物由靜止舉高h，獲得的速度為v，以地面為零勢能面，則下列說法中錯誤的是：（）A．物體所受合外力對它做的功等于B．人對物體做的功等于C．重力和人對物體的功之和等于D．物體克服重力做的功等于重力勢能增量mgh。7、(本題9分)關于向心力的下列說法中正確的是()A．向心力不改變做圓周運動物體速度的大小B．做勻速圓周運動的物體，其向心力是恒力C．做圓周運動的物體，所受合力一定等于向心力D．做勻速圓周運動的物體，一定是所受的合外力充當向心力8、(本題9分)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定于豎直墻壁，另一端緊靠質(zhì)量為m的物塊（彈簧與物塊沒有連接），在外力作用下，物塊將彈簧壓縮了一段距離后靜止于A點，現(xiàn)撤去外力，物塊向右運動，離開彈簧后繼續(xù)滑行，最終停止與B點，已知A、B間距離為x，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，下列說法正確的是A．壓縮彈簧過程中，外力對物體做的功為μmgxB．物塊在A點時，彈簧的彈性勢能為μmgxC．向右運動過程中，物塊先加速，后勻減速D．向右運動過程中，物塊加速度先減少后不斷增大再不變9、(本題9分)如圖所示，在固定的圓錐形漏斗的光滑內(nèi)壁上，有兩個質(zhì)量相等的小物塊A和B，它們分別緊貼漏斗的內(nèi)壁，在不同的水平面上做勻速圓周運動。則以下敘述正確的是（）A．物塊A的線速度大于物塊B的線速度B．物塊A的角速度大于物塊B的角速度C．物塊A對漏斗內(nèi)壁的壓力大于物塊B對漏斗內(nèi)壁的壓力D．物塊A的周期大于物塊B的周期10、(本題9分)繩系衛(wèi)星是由一根繩索栓在一個航天器上的衛(wèi)星，可以在這個航天器的下方或上方隨航天器一起繞地球運行．如圖所示，繩系衛(wèi)星系在航天器上方，當它們一起在赤道上空繞地球作勻速圓周運動時（繩長不可忽略）．下列說法正確的是（）A．繩系衛(wèi)星在航天器的前上方B．繩系衛(wèi)星在航天器的后上方C．繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的小D．繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的大11、質(zhì)量為m的小球以某一初速度豎直向上拋出上升過程的加速度大小為1.5g(g為重力加速度)，上升的最大高度為h，則在整個上升過程中以下說法正確的是A．小球動能減少了mghB．小球動能減少了1.5mghC．小球克服阻力做功1.5mghD．小球機械能減少了0.5mgh12、如圖所示，將兩個等量異種點電荷分別固定于A、B兩處，AB為兩點電荷的連線，MN為AB連線的中垂線，交AB于O點，M、N距兩個點電荷較遠，以下說法正確的是（）A．沿直線由A到B,各點的電場強度先減小后增大B．沿直線由A到B,各點的電勢升高C．沿中垂線由M到O，電場強度增大D．將一正電荷從M點移到O點，電場力做正功二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）如圖甲所示的裝置叫做“阿特伍德機”，它是早期英國數(shù)學家和物理學家阿特伍創(chuàng)制的一種著名的力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示已知重力加速度為g.實驗時，該同學進行了如下操作①將質(zhì)量均為M的重物A、B(A含擋光片及掛鉤、B含掛鉤)用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態(tài)．測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離h；②在B的下端掛上質(zhì)量也為M的物塊C，讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為△t；③測出擋光片的寬度d，計算有關物理量，驗證機械能守恒定律。(1)如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機械能守恒，應滿足的關系式為___________.(用g、h、d和表示)(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因有___________.(寫一條即可)14、（10分）(本題9分)在做“驗證動量守恒定律”實驗中，裝置如圖1（1）需要的測量儀器或工具有_____A．秒表B．天平C．刻度尺D．重錘線E．打點計時器F．圓規(guī)（2）必須要求的條件是_______A．兩小球碰撞時，球心必須在同一高度上B．斜槽軌道末端的切線必須水平C．入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等，且大小相同D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下（3）某次實驗中得出的落點情況如下圖2所示，假設碰撞過程中動量守恒，則入射小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2之比為_________．（4）在做“驗證動量守恒定律”實驗中，對產(chǎn)生誤差的主要原因表述正確的是_____A．碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后兩小球的速度方向不是在同一直線上B．傾斜部分軌道對入射小球的摩擦力作用C．沒有測量高度，算出具體的平拋時間mD．測量長度的誤差三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，甲、乙兩名宇航員正在離空間站一定距離的地方執(zhí)行太空維修任務．某時刻甲、乙都以大小為v0＝2m/s的速度相向運動，甲、乙和空間站在同一直線上且可當成質(zhì)點．甲和他的裝備總質(zhì)量為M1＝90kg，乙和他的裝備總質(zhì)量為M2＝135kg，為了避免直接相撞，乙從自己的裝備中取出一質(zhì)量為m＝45kg的物體A推向甲，甲迅速接住A后即不再松開，(設甲、乙距離空間站足夠遠，本題中的速度均指相對空間站的速度)則：乙要至少以多大的速度v(相對于空間站)將物體A推出，才能避免與甲相撞？16、（12分）(本題9分)質(zhì)量為50kg的雜技演員不慎從7.2m高空落下，由于彈性安全帶作用使他懸掛起來，已知彈性安全帶的緩沖時間為1s，安全帶長3.2m，則安全帶對演員的平均作用力是多大？（取g=10m/s2）17、（12分）(本題9分)如圖所示，水平傳送帶以5m/s恒定速率順時針轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊輕輕放在傳送帶上的A點，隨傳送帶運動到B點，小物塊從C點沿圓弧切線進入豎直光滑的半圓軌道（已知B、C在同一豎直線上），之后沿CD軌道作圓周運動，離開D點后水平拋出，已知圓弧半徑R=0.9m，軌道最低點為D，D點距水平面的高度h=0.8m，（，忽略空氣阻力），試求：(1)小物塊剛進入圓軌道時速度的最小值；(2)若要讓小物塊從D點水平拋出后能垂直碰擊傾斜擋板底端E點，擋板固定放在水平面上，已知擋板傾角θ=60°，傳送帶長度AB=1.5m，求物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ。

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、C【解析】

將繩子拉乙車的端點的速度分解為沿繩方向和垂直于繩子方向，如圖，在沿繩子方向的分速度等于汽車甲的速度。所以v2cosβ=v1．則v1：v2=cosβ：1，故C正確。2、C【解析】汽車由靜止開始做勻加速直線運動的過程中，根據(jù)F-f=ma可知，牽引力F是恒定的，根據(jù)P=Fv可知，汽車牽引力的功率逐漸變大，選項AB錯誤；根據(jù)P=Fv=Fat可知，牽引力功率與時間成正比，選項C正確；根據(jù)P合=mav可知，合外力的功率逐漸變大，選項D錯誤；故選C.3、D【解析】A、功、功率和重力勢能只有大小沒有方向，所以它們都是標量，故ABC錯誤；D、加速度既有大小又有方向，相加時遵循平行四邊形定則的，所以是矢量，故D正確。點睛：矢量與標量有兩大區(qū)別：一是矢量有方向，標量沒有方向；二是運算法則不同，矢量運算遵守平行四邊形定則，標量運算遵守代數(shù)加減法則。4、A【解析】

小圓環(huán)由A（AO在同一水平面上）緩慢運動到B點過程中，應用動能定理可得：，解得：此過程中力F所做的功．A．與計算結果相符，故A項正確．B．與計算結果不符，故B項錯誤．C．與計算結果不符，故C項錯誤．D．可以進行計算，故D項錯誤．5、C【解析】以小球為研究對象，受到重力、AB擋板的支持力，C的支持力，如圖所示；

根據(jù)平衡條件可得：AB擋板的支持力F=mgtanθ，C端的支持力FC=mg/cosθ；CD擋板的C端略向右偏，θ角增大，則AB擋板的支持力變大，C端的支持力變大，故C正確、ABD錯誤；故選C．點睛：本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答．本題也可以利用圖解法來分析．6、C【解析】

根據(jù)動能定理，合外力做功對應著動能轉(zhuǎn)化，物體動能變化為mv2-0，所以物體所受合外力對它做的功等于mv2，故A正確。合外力做功W合=WG+W人=mv2，則W人=mgh+mv2，故B正確。重力和人對物體的功之和等于物體所受合外力對它做的功，等于mv2，故C錯誤。重力做功對應著重力勢能轉(zhuǎn)化，物體克服重力做的功等于重力勢能增量mgh，故D正確。本題選錯誤的，故選C。7、AD【解析】

A．向心力總是指向圓心，而速度總是沿著切線方向，故向心力一定垂直于速度，不改變速度的大小，故A正確；B．做勻速圓周運動的物體所受的合力總是指向圓心，方向不斷變化，是變力，故B錯誤；C．物體做變速圓周運動時，合力不總是指向圓心，故合力不一定等于向心力，故C錯誤；D．做勻速圓周運動的物體所受的合力總是指向圓心，提供向心力，不為零，故D正確；故選AD．【點睛】向心力的方向不斷變化，一定是變力；變速圓周運動的合外力不一定指向圓心，只有當物體做勻速圓周運動時合力才指向圓心時，合力才完全充當向心力.8、BD【解析】

AB．撤去外力后物塊向右運動，最終停止于B點．整個的過程中彈簧的彈力和地面的摩擦力做功，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以物塊在A點時，彈簧的彈性勢能為；而壓縮彈簧過程中，外力對物塊做的功和摩擦力對物體做的功的和轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，為，所以外力對物塊做的功一定大于，A錯誤B正確；CD．物塊需要一定的過程中，開始時彈簧的彈力大于地面的摩擦力，物塊做加速度減小的加速運動；當彈簧的彈力小于摩擦力后物塊開始減速，加速度隨彈力的減小而增大，做加速度增大的減速運動；當物塊離開彈簧后，只受到摩擦力的作用，加速度的大小不再發(fā)生變化，C錯誤D正確．故選BD.9、AD【解析】

AB.對A、B兩球進行受力分析，兩球均只受重力和漏斗給的支持力．如圖所示．設內(nèi)壁與水平面的夾角為．根據(jù)牛頓第二定律有：，解得：，，由圖可知，A的半徑大，故A的速度大，角速度小，故A錯誤，B正確；C.由圖可知，支持力，故C錯誤；D.由可知，A的角速度小，則周期大，故D錯誤；.【點睛】兩球在不同的水平面上做半徑不同的勻速圓周運動，因為所受的重力與支持力分別相等，即向心力相同，由牛頓第二定律可以解得其線速度間、角速度間、周期間的關系．10、AC【解析】

航天器與繩系衛(wèi)星都是繞地球做圓周運動，繩系衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力和繩子的拉力共同提供，所以拉力沿萬有引力方向，從而可知繩系衛(wèi)星在航天器的正上方．故AB錯誤；航天器和繩系衛(wèi)星的角速度相同，根據(jù)公式知繩系衛(wèi)星的軌道半徑大，所以加速度大．故D正確，C錯誤．11、BD【解析】

AB.小球的合外力大小F合=ma=1.5mg，方向豎直向下，根據(jù)動能定理得：小球動能減少量△Ek=F合h=1.5mgh，故A錯誤，B正確.CD.小球重力勢能增加了mgh，動能減少了1.5mgh，所以機械能減少了0.5mgh，根據(jù)功能關系知：小球克服阻力做功等于小球機械能減少，因此小球克服阻力做功0.5mgh；故C錯誤，D正確.12、ABC【解析】

由電場線的分布可知，沿直線由A到B，電場線先變疏后變密，則電場強度先減小后增大。故A正確。電場線方向由B到A，根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，沿直線由A到B，各點的電勢一直升高。故B正確。沿中垂線由M到O，電場線越來越密，電場強度一直增大，故C正確。MN是一條等勢線。將一正電荷從M點移到O點，電場力不做功，故D錯誤。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與軸之間有摩擦、重物運動受到空氣阻力【解析】

第一空.重物A經(jīng)過光電門時的速度，增加量，系統(tǒng)重力勢能的減小量為Mgh，系統(tǒng)機械能守恒應滿足的關系式為：，化簡得.第二空.系統(tǒng)機械能守恒的條件是只有重力做功，引起實驗誤差的原因可能是：繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與軸之間有摩擦、重物運動受到空氣阻力.14、（1）BCDF（2）ABD（3）19：5（4）AD【解析】

（1）本實驗需要天平稱量物體的質(zhì)量，需要刻度尺測量長度，需要中垂線調(diào)節(jié)軌道末端水平，需要圓規(guī)找物體的平均落點，故選BCDF．

（2）A、要保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運動，故A正確；

B、要保證碰撞后兩個球做平拋運動，故斜槽軌道末端的切線必須水平，故B正確；

C、入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m1＞m2，防止碰后m1被反彈，故C錯誤；

D、為保證碰撞的初速度相同，入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下，故D正確；

故選ABD．

（3）根據(jù)動量守恒定律，有：

代入數(shù)據(jù)，有：m1×0.2550=m1×0.1550+m2×