2023-2024学年河北衡水武邑中学物理高一下期末统考试题含解析

2023-2024学年河北衡水武邑中学物理高一下期末统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们所带的电荷量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的1/2，它们之间的相互作用力变为（）A．F B．2F C．4F D．16F2、某段水平公路转弯处弯道所在圆半径为40m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.25，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2，汽车转弯时不发生侧滑的最大速率为（）A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s3、(本题9分)在水平面上，一物体在水平力F作用下运动，其水平力随时间t变化的图象及物体运动的v-t图象如图。由两个图象可知，10s内：A．水平力F做的功为56JB．克服摩擦力做的功为40JC．摩擦力做的功为-48JD．合力功为04、(本题9分)关于平抛运动，下列说法中正确的是A．平抛运动是匀速运动B．平抛运动是匀变速曲线运动C．平抛运动不是匀变速运动D．做平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的5、有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（）A．v B．2v C．v D．3v6、(本题9分)如图所示，物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，运动中无碰撞能量损失。DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点时速度也刚好为零，则此时物体具有的初速度v（）A．大于v0 B．等于v0C．小于v0 D．决定于斜面的倾角7、(本题9分)如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FB．物块上升的最大高度为C．速度v不能超过D．若小环碰到杆上的钉子P后立刻以的速度反弹，这时绳的张力等于+Mg8、(本题9分)一质量为2kg的物体静止于光滑水平面上。从t=0时开始，第1秒内受到3N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列说法正确的是()A．第1秒末物体的速度为1.5m/sB．第2秒末物体的动能为6JC．第2秒内外力冲量为2N·sD．2秒内物体动量的增量为4kg·m/s9、(本题9分)已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度为v，则（）A．月球表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比约为4∶81B．月球表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比约为16∶81C．载人飞船“近月”运行的速度与“近地”运行的速度之比约为2∶9D．在月球表面发射绕月探测器的最小速度约为10、(本题9分)如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,再在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B发生相对滑动,A、B都向前移动一段距离,在此过程中，下列判断正确的是()A．外力F做的功等于A和B动能的增加之和B．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和11、如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法正确的是A．如果，则小球能够上升的最大高度为B．如果，则小球能够上升的最大高度为RC．如果，则小球能够上升的最大高度为D．如果，则小球能够上升的最大高度为2R12、(本题9分)质量为m的物体，自高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下，经历时间t到达斜面底端，物体刚滑到斜面底端时，重力的功率是A．mgsinθ B．mgcosθC． D．二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)(1)质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，O为第一个点，A、B、C为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，取g=9.8m/s2,求:a.打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_____m/s(保留两位有效数字)；b.从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp=______J，动能的增加量ΔEk=_____J(保留两位有效数字).(2)打出的另一条纸带如图，假设点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a＝_________。14、(本题9分)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度.实验简要步骤如下:A．让小球多次从________位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置B．安装好器材,注意使斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线.检测斜槽末端水平的方法是________C．测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=________算出该小球的平抛初速度.实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值D．取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画出平抛运动的轨迹上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可).15、(本题9分)如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______和____A．直流电源B．交流电源C．天平及砝码D．毫米刻度尺（2）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=2gh计算出瞬时速度C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=v2D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v（3）如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h而绘制出的v2-h图线。图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________.（4）若已知重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=________，动能的增加量三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行，已知飞船运行的周期为T，行星的平均密度为．试证明（万有引力恒量G为已知，是恒量）17、（10分）(本题9分)第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一。如图甲，蓝壶静止在大本营圆心O处，红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去，滑行一段距离后，队员在红壶前方开始。不断刷冰，直至两壶发生正碰为止。已知，红壶经过P点时速度v0=3.25m/s，P、O两点相距L=27m，大本营半径R=1.83m，从红壶进人刷冰区域后某时刻开始，两壶正碰前后的v-t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同，红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定，两壶质量相等且均视为质点。（1）试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营；（2）求在刷冰区域内红壶滑行的距离s。

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】

根据库仑定律，有：，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的．2、B【解析】

汽车转弯时不发生侧滑，静摩擦力充当向心力，有：mg=m，解得汽车转弯时不发生侧滑的最大速率v==m/s=10m/s，故B正确，ACD错误。3、D【解析】

A.由速度时间图象可知，在1-2s内，物体处于静止状态，F不做功，在2-6内，物体做匀加速直线运动，F1=6N，位移所以力F做的功W1=F1x1=6×8=48J6-8s内做匀速运动，F2=4N，位移x2=2×4=8m所以力F做的功W2=F2x2=4×8=32J8-11s内做匀减速运动，拉力等于零，没有做功，所以1-11s内水平力F做的功为W=W1+W2=48+32=81J故A项错误；BCD.在11s内物体的动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为1．则摩擦力做功Wf=-W=-81J所以1-11s内克服摩擦力做的功为81J，故BC项错误，D项正确。4、B【解析】

平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．【详解】A、B、C、平抛运动的物体只受重力，则加速度不变为重力加速度g，速度随时间均匀变化，是匀变速曲线运动，故A错误，B正确，C错误．D、平抛运动落地的速度是水平分速度和竖直分速度的合成，不可能竖直向下；故D错误．故选B．【点睛】解决本题的关键知道平抛运动的特点，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，5、B【解析】

设小船相对静水的速度为，河的宽度为d，则去程时过河的时间为回程时船头与河岸所成角度为，回程的时间由题意知回程时水流方向合速度为零即：解得故B对；ACD错；综上所述本题答案是：B6、B【解析】设斜面的倾角为θ，则滑动摩擦力对物体所做的功为Wf＝－μmg·BD－μmgcosθ·AB＝－μmg·BD－μmg·OB＝－μmg·OD。可见，Wf与θ无关，也就是说，物体从D点出发沿DBA或DCA滑动到A点，滑动摩擦力对物体所做的功相同。根据动能定理，沿DBA，有WG＋Wf＝0－；沿DCA，有WG＋Wf＝0－。解得v＝v0，故选B.点睛：该题考查斜面上的摩擦力做功的特点，解答本题关键的根据动能定理列式，对列得的方程进行讨论得出结论．7、CD【解析】A.小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力等于夹子与物体间的摩擦力，由于物块在夹子中没有滑动，拉力一定小于2F，故A错误；B.依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有：，那么物块上升的最大高度为h=，故B错误；C．因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，对物体M，则有：2F−Mg=，解得：v=，故C错误；D.若小环碰到杆上的钉子P后立刻以的速度反弹，绳的张力T-Mg=M，T=+Mg，故D正确．故选CD.8、AD【解析】A、根据牛顿第二定律a=Fm，知第1秒内的加速度为a1由速度公式知第1秒末物体的速度为v=aB、根据速度公式知第2秒末物体的速度为v=a1t+C、根据冲量的定义可知第2秒内外力冲量为I=Ft=1×1=1N⋅s，故C错；D、根据动量公式P=mv=2×2=4kgm/s，故D对；故选AD点睛：本题考查了动量、动能、冲量等公式以及对公式的熟练运用情况。9、BC【解析】

A．根据万有引力公式与重力的关系可得B正确，A错误；C．根据万有引力公式和牛顿第二定律可得C正确；D．在月球表面发射绕月探测器的最小速度与绕月球表面飞行速度相同，因此约为，D错误。故选BC。10、BD【解析】

A、A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，A对地的位移小于B对地的位移，即对A根据动能定理有：对B根据动能定理有：联立可以得到：，即外力F做的功大于A和B动能的增加之和，故A错误，B正确；C、由于A与B之间的摩擦力大小相等，而且，所以A对B的摩擦力所做的功不等于B对A的摩擦力所做的功，故C错误；D、对B根据动能定理有：，则，即外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和，故D正确。11、ABD【解析】

A、当v0，根据机械能守恒定律有：mgh，解得h，即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为．故A正确．B、设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得：mgRmv1，解得．故如果v0，则小球能够上升的最大高度为R．故B正确．C、设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v1，在最高点的速度为v1．则在最高点，有mg＝m从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得：，解得v1，所以v0时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零．根据，知最大高度h．故C错误．D、当，由上分析知，上升的最大高度为1R．故D正确．故选ABD．12、BD【解析】试题分析：本题所求的是瞬时功率，根据可得：物体刚滑到斜面底端时速度，根据运动学功公式也可得，再根据功率计算公式可得，A错误，B正确．同理可得：，C错，D，正确．考点：机械能守恒的简单应用和匀变速直线运动公式的应用和瞬时功率的计算二．填空题(每小题6分，共18分)13、0.970.480.47(【解析】

纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值。【详解】解：(1)a、利用匀变速直线运动的推论可知，物体的速度：vBb、从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量Δ动能的增加量ΔE(2)根据运动学公式得：Δx=at214、斜槽的同一位置；将小球放在水平槽末端中若能静止则可认为水平；；BADC【解析】

A：在“研究平抛物体运动”的实验中，要保证小球从斜槽末端飞出时的速度是相同的，因此，要让小球多次从斜槽上的同一位置滚下．B、检验斜槽末端水平的方法有多种，如用水平仪或者将小球放在斜槽末端看其是否滚动，若不滚动，则斜槽末端水平．C、平抛运动分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，水平方向有：x＝v0t竖直方向有：hgt2；联立求出初速度v0＝x实验步骤合理顺序是：B、A、D、C．15、BDD