2023-2024学年福建省连城县一中物理高一第二学期期末考试试题含解析

2023-2024学年福建省连城县一中物理高一第二学期期末考试试题请考生注意：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（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、关于地球同步卫星，下列说法正确的是A．稳定运行轨道可以位于重庆正上方B．稳定运行的线速度小于7.9km/sC．运行轨道可高可低，轨道越高，绕地球运行一周所用时间越长D．若卫星质量加倍，运行高度将降低一半2、如图所示，物体在不可伸长的轻绳作用下竖直向下做匀加速运动，加速度为6m/s²，空气阻力不计。下列关于物体在下降过程中的叙述正确的是（）A．物体重力势能减少量与动能增加量相等B．绳的拉力对物体做正功C．物体机械能一定增大D．绳的拉力做的功等于物体机械能的变化量3、取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能恰好是重力势能的3倍。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（）A． B． C． D．4、(本题9分)如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人．原来车和人都静止．当人从左向右行走的过程中：（）A．人和车组成的系统水平方向动量不守恒B．人停止行走时，人和车的速度均为零C．人和车的速度方向相同D．人和车组成的系统机械能守恒5、(本题9分)质量为lkg的物体沿倾角为30°的光滑斜面由静止下滑，又知斜面高为5m．g取10m/s1．则物体刚滑到斜面底端时，重力的瞬时功率为A．15W B．15W C．50W D．100W6、如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦），在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是A．物体A也做匀速直线运动B．物体A做匀加速直线运动C．绳子对物体A的拉力等于物体A的重力D．绳子对物体A的拉力大于物体A的重力7、(本题9分)质量为的物体（可视为质点）在水平外力的作用下，从开始在平面直角坐标系（未画出）所决定的光滑水平面内运动．运动过程中，方向的位移时间图像如左图所示，方向的速度时间图象如右图所示．则下列说法正确的是（）A．时刻，物体的速度大小为B．物体初速度方向与外力的方向垂直C．物体所受外力的大小为D．4秒内外力做的功为8、(本题9分)两个共点力的大小分别为F1＝6N，F2＝10N，则它们的合力可能为()A．3N B．5N C．10N D．20N9、(本题9分)如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是()A．第一次灯泡两端的电压有效值是U0B．第二次灯泡两端的电压有效值是U0C．第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D．第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶510、一质点在0～15s内竖直向上运动，其加速度一时间图像如图所示，若取竖直向下为正，g取10，则下列说法正确的是()A．质点的机械能不断增加B．在0～5s内质点的动能增加C．在10～15s内质点的机械能一直增加D．在t="15"s时质点的机械能大于t="5"s时质点的机械能11、两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s(设为正)，B的速度v2＝－3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是()A．均为1m/sB．＋4m/s和－5m/sC．＋2m/s和－1m/sD．－1m/s和＋5m/s12、(本题9分)如图所示，t=0时刻，b物体在a物体前方500m处，a、b的图像如图所示，下列选项正确的是A．a、b加速时，物体a的加速度大于b的加速度B．20s时，两物体相距最远C．a、b相遇两次D．第二次相遇在60s二．填空题(每小题6分，共18分)13、某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的实际边长为10cm.(1)请在图中作出小球运动的轨迹_______.(2)小球做平抛的初速度大小为_______m/s.（取g=10m/s2，计算结果保留2位有效数字）14、(本题9分)在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。(1)当M与m的大小关系满足______时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码受到的重力。(2)如图（a）为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是______。(3)乙、丙同学用同一装置做实验。画出了各自得到的a—F图线如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？______。(4)为了比较容易检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与______的图像。15、(本题9分)电磁打点计时器是使用___________电源的_______________仪器当使用的交流电频率为50Hz时，它每隔___________s打一次点。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，AB段是半径为R的光滑1/4圆弧轨道，其低端切线水平，BC段是长为163R的水平轨道，其右端紧靠长为2R、倾角θ=37º的传送带CD，传送带以u=2gR的速度顺时针匀速转动．在距B点L0＝43R处的的水平轨道上静止一个质量为m的物体Q．现将质量M=3m的物体P自圆弧轨道上的A点由静止释放，并与静止在水平轨道上的Q发生弹性碰撞．已知物体P和Q与水平轨道及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计物体P(1)物体P到达圆弧轨道B点时对轨道的压力；(2)物体P、Q碰撞后瞬间Q的速度大小；(3)物体P、Q从开始运动到第一次速度减小到零的时间．17、（10分）如图所示，水平轨道AB与竖直半圆形轨道相切于B点，半圆轨道的最高点为C，半径为R。轻质弹簧左端固定在A点，沿AB方向放置，质量为m的小球与被压缩的弹簧紧挨着、不拴接。现释放小球，离开弹簧后到达B点，滑向圆轨道，恰好能通过最高点C后水平飞出，落在水平轨道上的D点(图中未标出)，不计球与轨道间的摩擦、空气阻力，重力加速度为g，求:(1)小球经C点时的速度大小(2)B、D两点间距离(3)小球释放前弹簧的弹性势能

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、B【解析】

A.在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。所以同步卫星只能在赤道的正上方，故A项与题意不相符；B.根据万有引力提供向心力GMm得：v=GM卫星离地面越高r越大，则速度为越小，当r最小等于地球半径R时，线速度最大为地球的第一宇宙速度7.9km/s，故同步卫星的线速度均小于7.9km/s，故B项与题意相符；CD.地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合、运行周期与地球自转一周的时间相等即为一天，根据万有引力提供向心力，列出等式GMm(R+h)其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度。由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故CD项与题意不相符。2、D【解析】

对物体受力分析，由牛顿第二定律有因，方向向下，则可知绳有拉力向上。A．对物体由动能定理，有结合功能关系可得物体重力势能减少量大于动能增加量，故A错误；B．拉力与物体的运动方向相反，故拉力对物体做负功，故B错误；C．除重力以外的拉力对物体做负功，由功能关系可知物体的机械能减小，故C错误；D．由功能关系可知拉力对物体做功衡量物体机械能的变化，故D正确。故选D。3、A【解析】

根据机械能守恒定律以及已知条件：抛出时动能恰好是重力势能的3倍，分别列式即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角；【详解】设抛出时物体的初速度为，高度为h，物块落地时的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为，根据机械能守恒定律得：据题有：联立解得：则，可得：，故选项A正确，BCD错误。【点睛】解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动，并要掌握平抛运动的研究方法：运动的分解。4、B【解析】A项：人和车组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，故A错误；B、C项：人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，可知人和车的速度方向相反，当人的速度为零时，车速度也为零，故B正确，C错误；D项：人和车组成的系统，初状态机械能为零，一旦运动，机械能不为零，可知人和车组成的系统机械能不守恒，故D错误．点晴：解决本题的关键知道系统动量守恒的条件，本题抓住人和车组成的系统总动量等于零进行求解，基础题．5、C【解析】

解：物体下滑过程中机械能守恒，所以有：mgh=①物体滑到底端重力功率为：P=mgvsin30°②联立①②解得：P=50W故选C【点评】物理公式不仅给出了公式中各个物理量的数学运算关系，更重要的是给出了公式需要遵循的规律和适用条件，在做题时不能盲目的带公式，要弄清公式是否适用．6、D【解析】

AB、将B物体的速度vB进行分解如图所示,则vA=vBcosα,α减小,vB不变,则vA逐渐增大，说明A物体向上做加速运动，故A错误、B错误；CD、设绳子对A的拉力大小为T，由牛顿第二定律T−mg=ma，可知绳子对A的拉力T>mg，则物体A处于超重状态．故C错误、D正确．故选D．【点睛】将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于A的速度，根据平行四边形定则判断A的速度如何变化，从牛顿第二定律可知绳子对A的拉力与重力的关系．7、CD【解析】

A．由图甲图得到物体在x方向做匀速直线运动，速度大小为t=0时刻，y方向物体的分速度为，物体的速度大小为故A错误；B．物体在x方向做匀速直线运动，合力为零，y方向做匀减速直线运动，合力沿−y轴方向，而物体的初速度不在x轴方向，所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直，故B错误；C．由乙图的斜率等于加速度，得到物体的加速度大小为所受外力F的大小为故C正确；D．

4s内，y方向物体的位移为外力做的功为故D正确；故选CD．【点睛】位移图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动．速度图象倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动．根据两图象的形状求出物体在x方向和y方向的初速度，再进行合成，求出物体t=0时刻的速度．x方向物体的合力为零，物体所受的合力在y方向．由速度图象的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求出外力F，根据做功公式求出4s内外力做的功．8、BC【解析】两力合成时，合力范围为：|，代入数据得：，故选BC．【点睛】两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角180°时合力最小，并且9、AD【解析】

A.第一次所加正弦交流电压的有效值为U1＝U0，A项正确；B.设第二次所加交流电压的有效值为U2，则根据有效值的定义有，解得U2＝U0，B项错；CD.根据电功率的定义式P＝可知，P1∶P2＝1∶5，C项错、D项正确。10、BD【解析】试题分析：从图中可知0~5s过程中加速度a=g，则此时只有重力做功，机械能不变，动能减小，5~10s内，a<g，有外力做正功，机械能增大，10~15s过程中a>g，外力做负功，机械能减小，AC错误B正确；根据牛顿第二定律，5-10s内，，得：，方向向上，做正功，物体机械能增加；10-15s内，，得，方向向下，物体机械能减少；物体一直向上做减速运动，而5-10s内的速度大于10-15s内的速度，则5-10s内的位移大于10-15s内的位移，故5-10s内物体机械能增加的多，10-15s内减小的少，故质点在t=15s时的机械能大于t=5s时的机械能，D正确考点：考查机械能守恒守恒定律的应用【名师点睛】物体机械能守恒的条件是只有重力做功或只受重力，即物体的加速度等于g，则机械能不变，若向上减速的加速度小于g，说明物体受到了向上的外力作用，机械能增加，反之向上减速的加速度大于g则机械能减小．11、AD【解析】

由动量守恒，可验证四个选项都满足要求。再看动能情况：×2×9J＝27J；；由于碰撞过程动能不可能增加，所以应有Ek≥Ek′，可排除选项B；选项C虽满足Ek≥Ek′，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍能保持原来速度方向(vA′＞0，vB′＜0)，这显然是不符合实际的，因此C错误；验证选项A、D均满足Ek≥Ek′，故答案为选项A(完全非弹性碰撞)和选项D(弹性碰撞)。12、CD【解析】

A.a、b加速时，a图线的斜率小于b图线的斜率，物体a的加速度小于物体b的加速度，故A错误；B.0-20s时，a车运动，b车静止，则此过程中两车间距一直靠近，0-20s内，a的位移为：，则在20s时两物体相遇，选项B错误；C.速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则0-40s内a比b多运动的位移为：，在t=0时刻，b车在a车前方500m处，则在第40s末，a、b两车相距S=x-500m=400m，因20s时刻，ab已经相遇一次，40s末a在b的前面，40s后b的速度大于a的速度，则b一定能追上a，所以在整个运动过程中，a、b两车可以相遇两次，故C正确；D.因20s时刻两物体已经相遇一次；由速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则20-60s内，ab通过的位移相等，则60s末ab再次相遇，故D正确。二．填空题(每小题6分，共18分)13、2.0【解析】

根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球平抛运动的初速度。【详解】第一空．第二空．在竖直方向上，根据，得：，则小球的初速度：。【点睛】本题主要考查了对平抛运动实验的数据处理，较为简单。14、M>>m未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足小车质量【解析】

探究加速度与力、质量间的关系，用控制变量法和图象法求解，注意平衡摩擦力及盘与小车间的质量关系。【详解】(1)[1]因为绳子拉力小于盘及砝码的总重量，只有当M>>m时才近似相等；(2)[2]从图可知，加上一定的拉力才产生加速度，一定是小车存在摩擦力，因此是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；(3)[3]图象斜率的倒数等于物体的质量，两个图象斜不同，一定是两个小车质量不同；(4)[4]当两个物理量是线性关系时，较容易看清具体关系，因此画