河北省承德一中2025屆物理高一第二學期期末綜合測試試題含解析

河北省承德一中2025屆物理高一第二學期期末綜合測試試題注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、(本題9分)如圖所示，半徑為R的大圓環(huán)通過細輕桿固定在豎直平面內，質量為m的小環(huán)（可視為質點）套在大環(huán)上，從大環(huán)的最高處由靜止滑下，不計一切摩擦，以大環(huán)底所在的水平面為參考平面，重力加速度為g，則小環(huán)（）A．在任何位置的機械能為mgRB．在任一直徑兩端的機械能之和為5mgRC．在任一直徑兩端的勢能之和為3mgRD．在任一直徑兩端的動能之和為2mgR2、如圖所示，左端固定的輕質彈簧被物塊壓縮，物塊被釋放后，由靜止開始從A點沿粗糙水平向右運動。離開彈簧后，經過B點的動能為，該過程中，彈簧對物塊做的功為W，則物塊克服摩擦力做的功Wf為A．B．WC．+WD．W-3、(本題9分)2019年4月10日，全球多地同步公布了人類歷史上第一張黑洞照片。黑洞是一種密度極大，引力極大的天體，以至于光都無法逃逸。史瓦西半徑公式R＝是一種估算黑洞大小的方法，公式中萬有引力常量G＝6.67×10—11N?m2/kg，光速c＝3.0×108m/s，天體的質量為M。已知地球的質量約為6.0×1024kg，假如它變成一個黑洞，則該黑洞的半徑約為A．9×10—6m B．9×10—3m C．9m D．9×103m4、(本題9分)關于做功和物體動能變化的關系，不正確的是（）．A．只有動力對物體做功時，物體的動能增加B．只有物體克服阻力做功時，它的動能減少C．外力對物體做功的代數和等于物體的末動能和初動能之差D．動力和阻力都對物體做功，物體的動能一定變化5、關于功和能，下列說法正確的是（）A．功有正負，因此功是矢量B．能量的單位是焦耳，功的單位是瓦特C．能量可以轉化與轉移，但是總量不變D．物體發(fā)生1m位移的過程中，作用在物體上大小為1N的力對物體做的功一定為1J6、(本題9分)下列關于電容器和電容的說法中，正確的是A．根據C＝可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比B．對于確定的電容器，其所帶的電荷量與兩板間的電壓（小于擊穿電壓且不為零）成正比C．對于確定的電容器，無論電容器的電壓如何変化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關7、(本題9分)宇宙中兩個相距較近的天體稱為“雙星”，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，但兩者不會因萬有引力的作用而吸引到一起．設兩者的質量分別為m1和m2，兩者相距為L.兩者的軌道半徑分別為r1和r2，則（）A．雙星軌道半徑之比B．雙星軌道半徑之比C．雙星的線速度之比D．雙星的線速度之比8、(本題9分)額定輸出功率為P的起重機將質量為m的重物從地面由靜止開始加速提起，起重機鋼索對重物的拉力恒為重物重力的2倍，經歷時間t重物上升到距地面的高度H，此時起重機的功率恰好達到額定輸出功率，以下說法中正確的是（）A．在這一過程中，鋼索對重物做的功為2mgHB．重物在高度為H的位置具有的速度大小為P/2mgC．重物在高度為H的位置具有的動能為PtD．在這一過程中，重物受到的合力為2mg9、(本題9分)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數米距離．假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質點，下列說法正確的是（）A．運動員到達最低點前重力勢能始終減小B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負功，彈性勢能增加C．蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D．蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關10、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二、實驗題11、（4分）(本題9分)某同學利用圖示裝置“探究功與動能變化的關系”，圖中氣墊導軌已調至水平．（1）測得兩光電門中心間的距離為L，測得固定在滑塊上的豎直擋光條的寬度為d，記錄擋光條通過光電門1和2的時間分別為t1和t2，則滑塊通過光電門1和2時的速度大小分別為v1=______和v2=________．（2）在（1）中，從力傳感器中讀出滑塊受到的拉力大小為F，滑塊、擋光條和力傳感器的總質量為M，若動能定理成立，則必有FL=_________．（用對應物理量的符號表示）（3）該實驗__________（填“需要”或“不需要”）滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于滑塊、擋光條和力傳感器的總質量．12、（10分）(本題9分)利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。（1）為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的________。A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________。A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)（3）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝____________，動能變化量ΔEk＝__________。（4）大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是________。A．利用公式v＝gt計算重物速度B．利用公式v＝計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實驗取平均值的方法三、計算題：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位13、（9分）(本題9分)如圖所示，豎直平面內的直角坐標系xOy中有一根表面粗糙的粗細均勻的細桿OMN，它的上端固定在坐標原點O處且與x軸相切．OM和MN段分別為彎曲桿和直桿，它們相切于M點，OM段所對應的曲線方程為.一根套在直桿MN上的輕彈簧下端固定在N點，其原長比桿MN的長度短．可視為質點的開孔小球(孔的直徑略大于桿的直徑)套在細桿上．現將小球從O處以v0＝3m/s的初速度沿x軸的正方向拋出，過M點后沿桿MN運動壓縮彈簧，再經彈簧反彈后恰好到達M點．已知小球的質量0.1kg，M點的縱坐標為0.8m，小球與桿間的動摩擦因數μ＝，g取10m/s2.求：(1)上述整個過程中摩擦力對小球所做的功Wf；(2)小球初次運動至M點時的速度vM的大小和方向；(3)輕質彈簧被壓縮至最短時的彈性勢能Epm.14、（14分）如圖所示，長木板質量M=3kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，質量為m=1kg的物塊A，右端放著一個質量也為m=1kg的物塊B，兩物塊與木板間的動摩擦因數均為μ=0.4，AB之間的距離L=6m，開始時物塊與木板都處于靜止狀態(tài)，現對物塊A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10m/s1．（1）.為使物塊A與木板發(fā)生相對滑動，F至少為多少？（1）.若F=8N，求物塊A經過多長時間與B相撞，假如碰撞過程時間極短且沒有機械能損失，則碰后瞬間A、B的速度分別是多少？15、（13分）(本題9分)如圖所示，在一個傾角為的足夠長的固定斜面上，由靜止釋放一個長度為的木板，木板與斜面之間的動摩擦因數。當長木板沿斜面向下運動的速度達到時，在木板的下端輕輕放上一個質量與木板相同的小煤塊，小煤塊與木板之間的動摩擦因數。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度的大小，，，結果可用根號表示。求：（1）剛放上小煤塊時，長木板的加速度的大小和煤塊的加速度的大小；（2）小煤塊從木板哪一端離開？煤塊從放上到離開木板所需時間是多少？

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、D【解析】

質量為m的小環(huán)從大環(huán)的最高處由靜止滑下過程中，以大環(huán)底所在的水平面為參考平面，小環(huán)在任何位置機械能守恒為2mgR，在任一直徑兩端的機械能之和為4mgR，在任一直徑兩端的勢能之和為2mgR，在任一直徑兩端的動能之和為2mgR，故ABC錯誤，D正確。2、D【解析】

從A到B的過程由動能定理可得：，解得；A.，與結論不相符，選項A錯誤；B.W，與結論不相符，選項B錯誤；C.，與結論不相符，選項C錯誤；D.，與結論相符，選項D正確。3、B【解析】

根據題意知，萬有引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，天體的質量為M=6.0×1024kg，則由史瓦西半徑公式：R=求出地球變成一個黑洞的半徑=9×10-3m.A.9×10-6m，與結論不相符，選項A錯誤；B.9×10-3m，與結論相符，選項B正確；C.9m，與結論不相符，選項A錯誤；D.9×103m，與結論不相符，選項A錯誤；4、D【解析】

A.根據動能定理得W總=?Ek，合力做功量度動能的變化。動力對物體做正功，只有動力對物體做功時，W總>0，物體的動能增加，故選項A不合題意；B.物體克服阻力做功，阻力做負功，只有物體克服阻力做功時，W總<0，物體的動能減少，故選項B不合題意；C.根據動能定理內容知道，外力對物體做功的代數和等于物體的末動能與初動能之差，故選項C不合題意；

D.動力和阻力都對物體做功，物體受各個力做功的代數和可能為零，所以物體的動能可能不變，故選項D符合題意。5、C【解析】

A.功有正負，但功是標量，故A錯誤；B.能量的單位是焦耳，功的單位是焦耳，故B錯誤；C.根據能量守恒定律可知，能量可以轉化與轉移，但是總量不變，故C正確；D.物體發(fā)生1m位移的過程中，作用在物體上大小為1N的力對物體做的功不一定為1J，因為力有可能能與位移不在一條直線上，故D錯誤；6、BCD【解析】

AD.C＝比值定義式，電容表征電容器容納電荷的本領大小，由電容器本身的特性決定，與兩極板間的電壓、所帶的電荷量無關，故A錯誤，D正確；B.對于確定的電容器，C一定，由Q=CU知，Q與U成正比，故B正確；C.電容器所帶的電荷量與電壓比值等于電容，電容與電荷量、電壓無關，所以無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變，故C正確。7、BD【解析】

AB．雙星的周期相同，對m1研究可得：對m2研究可得：則即故A項錯誤，B項正確．CD．雙星的周期相同據可得故C項錯誤，D項正確．故選BD.8、ABC【解析】

鋼索做的功：W=FH=2mgH，故A正確；重物到達H處，功率為P，此時的鋼索拉力仍為2mg，有：P=Fv得：v=PF=P2mg【點睛】此題關鍵是知道物體向上做勻加速直線運動；注意求力的功時，關鍵在于找準力和位移，關于功率和力及速度之間的關系，在于三者之間的對應關系．9、ABC【解析】A、運動員到達最低點前，重力對運動員一直做正功，運動員的重力勢能始終減小，故A正確；B、蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力方向向上，運動員的位移向下，彈性力對運動員做負功，彈性勢能增加，故B正確；C、以運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，故C正確；D、重力勢能的改變與重力做功有關，取決于初末位置的高度差，與重力勢能零點的選取無關，故D錯誤．點睛：本題類似于小球掉在彈簧上的類型．重力與彈力特點相似，這兩種力做正功時，勢能減小，做負功時，勢能增加．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．二、實驗題11、不需要【解析】

（1）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度求出滑塊通過光電門1和2的瞬時速度．（2）根據拉力做功等于動能變化量得出動能定理成立的表達式．（3）該實驗中由于已經用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．【詳解】（1）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，滑塊通過光電門1的瞬時速度為：，通過光電門2的瞬時速度為：，（2）拉力做功等于動能的變化量，則有：，（3）該實驗中由于已經用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．【點睛】本題中拉力等于滑塊所受的合力，探究拉力做功與動能變化量的關系，拉力通過傳感器得出，不需要用砝碼盤和砝碼的重力表示，則不需要滿足砝碼盤和砝碼的質量遠小于滑塊的質量．12、AABΔEp＝－mghBΔE＝m2C【解析】

（1）[1]．驗證機械能守恒定律原理是看減少的重力勢能和增加的動能是否相等，所以需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量，故選A；

（2）[2]．電磁打點計時器使用低壓交流電源；需選用刻度尺測出紙帶上任意連點見得距離，表示重錘下落的高度；等式兩邊都含有相同的質量，所以不需要天平秤質量；故選AB；

（3）[3][4]．根據功能關系，重物的重力勢能變化量的大小等于重力做的功的多少，打B點時的重力勢能減小量：△Ep=-mghBB點的速度為：所以動能變化量為：；（4）[5]．由于紙帶在下落過程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點計時器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢能一部分轉化為動能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦力阻力做功，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故C選項正確；三、計算題：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位13、（1）Wf＝－1.25J；（2）vM＝5m/s，vM的方向與x軸正方向成夾角θ＝53°；（3）Epm＝5.625J【解析】

(1)對題述過程由動能定理得：WG＋Wf＝0－，代入數據解得Wf＝－1.25J．(2)假設小球拋出后做平拋運動，根據平拋運動規(guī)律可得x＝v0t，y＝，代入數據解得：y＝x2，與OM曲線方程一致，說明小球在OM段運動過程中與細桿OM無摩擦，做平拋運動：由動能定理WG＝－，代入數據解得vM＝5m/s，由運動的合成和分解可得vM的方向與x軸正方向夾角的余弦值：cosθ＝＝，即θ＝53°.(3)小球從M點開始直至小球被彈回M點的過程中，摩擦力所做的功Wf1，－2Wf1＝0－，求得Wf＝－1.25J，又由Wf＝－μmgxmco