浙江省杭州市西湖高中2024年物理高一第二学期期末统考试题含解析

浙江省杭州市西湖高中2024年物理高一第二学期期末统考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)一个水平恒力F作用在物体上，使它分别沿着光滑水平地面和粗糙水平地面移动相同的一段距离，恒力F做的功和功率分别为W1，P1和W2，P2，则它们的大小关系是A．W1>W2，P1>P2 B．W1=W2，P1>P2C．W1=W2，P1<P2 D．W1<W2，P1<P22、(本题9分)我国在深海领域有了重大的发展，“蛟龙号”载人潜水器在西南印度洋“龙旅”热液区完成两次下潜科考任务．若把地球看做质量分布均匀的球体，且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．已知地球半径为R，“蛟龙号”下潜深度为d，地球表面重力加速度为g，球体积计算公式是．则“蛟龙号”所在处的重力加速度大小是A． B． C． D．3、(本题9分)如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是（）A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力4、(本题9分)人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体（）A．处于超重状态B．所受的合力不变C．速度的大小不变D．受到万有引力和重力两个力的作用5、(本题9分)如图所示，用细线将一个质量为m的小球悬挂在车顶，车厢底板上放一个质量为M的木块，车厢底板与木块间的动摩擦因数为μ．当小车沿水平面直线运动时，小球细线偏离竖直方向角度为θ，木块和车厢保持相对静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是()A．汽车可能向左匀减速运动B．汽车的加速度大小为gcosθC．细线对小球的拉力大小为mgtanθD．木块受到的摩擦力大小为μMg6、(本题9分)在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛．运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．图中圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向（研究时可将运动员看做质点）．下列论述正确的是（）A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C．若在O发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧D．若在O发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间7、(本题9分)质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力f保持不变，当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率刚好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作.下列说法正确的是（

）A．发动机提供的动力保持不变 B．汽车的加速度将减小C．汽车的最大行驶速度为 D．汽车的额定功率为8、如图所示，由长为L的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内，其中两个端点分别固定质量均为m的小球A、B，系统可绕O点在竖直面内转动，初始位置OA水平．由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦及空气阻力．则（）A．系统在运动过程中机械能守恒B．B球运动至最低点时，系统重力势能最小C．A球运动至最低点过程中，动能一直在增大D．摆动过程中，小球B的最大动能为mgL9、关于向心力的说法中正确的是（）A．向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，向心力是一个恒力B．向心力总是沿着半径指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某个力的分力D．向心力只改变物体线速度的方向，不能改变物体线速度的大小10、(本题9分)如图，一木块放在光滑水平地面上，一颗子弹水平射人木块中，此过程中木块受到的平均阻力为，子弹射人深度为，木块位移为，则此过程中（）A．木块增加的动能为B．子弹的内能增加了C．子弹和木块组成的系统机械能守恒D．子弹动能的减少大于木块动能的增加11、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是()A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B．物块A经过C点时的速度大小为C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量12、(本题9分)两个不在一条直线上的分运动，其合运动A．若两个分运动都是直线运动，则合运动一定是直线运动B．若两个分运动都是匀速直线运动，则合运动一定是匀速直线运动C．若两个分运动都是匀变速直线运动，则合运动一定是匀变速直线运动D．若两个分运动都是初速为零的匀加速直线运动，则合运动一定是初速为零的匀加速直线运动二．填空题(每小题6分，共18分)13、如图所示为研究平抛运动的实验装置：(1)现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面。这个实验________________A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律C．不能说明上述AB规律中的任何一条D．能同时说明上述AB两条规律(2)若把该装置进行改装，可以验证动量守恒定律，改装后的装置如图。实验原理和简要步骤如下：A．用天平测出直径相同的入射小球与被碰小球的质量m1、m2相比较，应是m1大于m2B．在地面上依次铺白纸和复写纸。C．调整斜槽，使斜槽末端平直部分水平，并用重锤确定小球抛出点（斜槽末端口）在地面上的竖直投影点O。D．不放被碰球m2，先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。E．把被碰球m2放在斜槽末端口上，让入射球m1从倾斜轨道上S位置静止滑下，与球正碰后，记下落点，重复多次，确定出入射球m1和被碰球m2的平均落地点位置M和N．用刻度尺量OM、OP、ON的长度。请按要求完成：①在步骤A中有“m1大于m2”的要求，其原因是为了防止________________，在步骤B中有“斜槽末端平直部分水平“的要求，其原因是为了__________________②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_________（用实验测量的量m1、m2、OM、•ON和•OP表示）14、(本题9分)某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)．A.先松开纸带后接通电源B.用电火花计时器替代电磁打点计时器C.在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点．已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。(3)在图乙所示纸带上，某同学选取了多个计数点，并测出了各计数点到O点的距离h，算出打点计时器打下各计数点时重锤对应的速度大小v，以v2为纵轴，以h为横轴若图线为直线，且其斜率为___________，则可验证机械能守恒定律。15、(本题9分)利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F1，图中B点的值为F2。（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________；（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F1”、“F2”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。三．计算题(22分)16、（12分）在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h．汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍，取g=10m/s1．（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？（1）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？17、（10分）(本题9分)如图所示，静止在光滑水平桌面上、带有光滑圆弧槽的滑块ABCDE，质量为2m，圆弧槽在竖直平面内且半径为R，圆弧槽的下端C切线水平．现有一个质量为m的小球，从圆弧槽的顶端B由静止滑下．已知CD高为，重力加速度为g．求：（1）当小球从槽口C滑出时，小球和滑块的速度v1、v2的大小。（2）当小球落到桌面上时，小球和滑块右侧CD之间的距离d。

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】

根据W=Fscosθ，因为力和位移都相等，则恒力做功相等。物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度，根据x=at1可知：在通过相同距离的情况下，在粗糙水平面上的运动时间长。根据知，P1＞P1．A.W1>W1，P1>P1，与结论不相符，选项A错误；B.W1=W1，P1>P1，与结论相符，选项B正确；C.W1=W1，P1<P1，与结论不相符，选项C错误；D.W1<W1，P1<P1，与结论不相符，选项D错误；2、C【解析】令地球的密度为,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:结合两个公式可解得：，故C正确；ABD错误；故选C点睛：根据题意知,地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度,深度为d的地球内部的重力加速度相当于半径为R-d的球体在其表面产生的重力加速度,根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式,再根据半径关系求解深度为d处的重力加速度与地面重力加速度的比值3、B【解析】

AB．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是人与体重计间的相互作用力，故A错误，B正确；CD．人所受的重力和人对体重计的压力方向相同，既不是相互作用力，也不是平衡力，故C错误，D错误；故选B。4、C【解析】

A.人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体处于失重状态，选项A错误；B.卫星所受的合力大小不变，方向不断变化，选项B错误；C.卫星的速度的大小不变，选项C正确；D.卫星只受到万有引力作用，选项D错误．5、A【解析】对小球受力分析可知，小球所受的合外力向右，则加速度向右，汽车可能向左匀减速运动，阻值A正确；对小球：mgtanθ=ma，则汽车的加速度大小为a=gtanθ，选项B错误；细线对小球的拉力大小为T=mg/cosθ，选项C错误；木块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为f=Ma=Mgtanθ，选项D错误；故选A.6、D【解析】试题分析：发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，而受到的合力方向仍指向圆心，故AB错误．若运动员水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故C错误，D正确．故选D．考点：圆周运动的实例分析7、BD【解析】

发动机始终在额定功率下工作，即发动机的功率保持不变，而汽车加速运动，速度增大，则由P=Fv可知：功率不变，速度增大时，牵引力减小，故A错误；水平方向上汽车在发动机牵引力F和阻力f的共同作用下，加速运动，,当牵引力F减小时，加速度减小，故B正确；当它以速度v、加速度a加速前进时，由牛顿第二定律：F-f=ma，可计算出牵引力F=f+ma，则此时汽车的功率P=（f+ma）v，即额定功率为（f+ma）v，故D正确；当汽车行驶速度达到最大时，牵引力F=f，则此时的速度：，故C错误；故选BD。【点睛】本题是牛顿第二定律与功率类问题的综合，关键是知道汽车的运动特点，做加速度减小的变加速运动，加速度为零时速度最大；解题的核心公式为：F-f=ma，P=Fv。8、AD【解析】系统在整个运动的过程中，只有重力做功，所以系统在运动过程中机械能守恒，故A正确；A、B两球组成的系统的重心在AB两球连线的中点，所以当AB杆水平时，重心最低，此时重力势能最小，故B错误；由系统能量守恒可知A球运动至最低点过程中，动能先增大后减小，故C错误；当A、B水平时B的动能最大，根据动能定理可得：，解得：，故D正确．所以AD正确，BC错误．9、BCD【解析】

A.向心力的方向始终沿半径指向圆心，是变力，故选项A错误；BC.向心力是根据力的作用效果命名的，可以是某个力或几个力的合力，也可以是某个力的分力，故选项B、C正确；D.向心力方向跟速度方向垂直，只改变线速度的方向，不可能改变线速度的大小，故选项D正确．10、AD【解析】A、对木块，由动能定理得，其增加的动能为，故A正确；B、系统增加的内能，对子弹，其子弹的内能增加小于，故B错误；CD、子弹和木块组成的系统，子弹减少的动能转化为木块增加的动能和系统增加的内能，故系统机械能不守，子弹动能的减少大于木块动能的增加，故C错误，故D正确；故选AD．【点睛】根据动能定理得出子弹损失的动能和木块获得的动能，根据阻力与相对路程的乘积等于系统获得的内能，求出系统损失的机械能．11、BC【解析】

A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误。

B.物体到C点时物块B的速度为零。设物块A经过C点时的速度大小为v。根据系统的机械能守恒得：，得，故B正确。

C.由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。

D.物体到C点时物块B的速度为零。根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误。12、BD【解析】A.两个分运动是直线运动，如果其加速度的方向与初速度的方向不在同一条直线上,就会做曲线运动，例如平抛运动就是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上自由落体运动(也是直线运动)的合运动，所以它们的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，选项A错误；B.两个分运动是匀速直线运动，则其合运动的加速度为零，则它们的合运动一定是匀速直线运动，选项B正确；C.两个分运动是初速度不为零的匀加速直线运动，其合加速度与合速度可能在同一条直线，此时做匀变速直线运动；也可能合加速度与合速度不在同一条直线上，此时将做曲线运动，故C错误；D.两个分运动是初速度为零的匀加速直线运动，他们的合运动的初速度一定为零，合加速度也是恒定的，所以它们的合运动一定是初速度为零的匀加速直线运动，选项D正确．故选BD二．填空题(每小题6分，共18分)13、B两球相碰后反弹保证小球做平抛运动m1·OM＋m1·ON=m1·OPm1·OM1＋m1·ON1=m1·OP1【解析】

(1)[1].两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动的规律相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，该实验不能得出平抛运动在水平方向上的运动规律。A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律，与分析不符，故A项错误；B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律，与分析相符，故B项正确；C．不能说明上述AB规律中的任何一条，与分析不符，故C项错误；D．能同时说明上述AB两条规律，与分析不符，故D项错误。(1)①[1].入射球质量应大于被碰球质量，即：m1＞m1，是为了防止两球碰撞后入射球反弹，保证小球碰后速度方向不变。

[3].斜槽的末端必须水平，是为了使小球抛出时速度方向水平，从而做平抛运动；②[4].碰撞过程动量守恒，则m1v0=m1v1+m1v1，两边同时乘以时间t得：m1v0•t=m1v1•t+m1v1•t，则m1•OP=m1•OM+m1•ON[5].若碰撞为弹性碰撞，则，两边同时乘以时间的平方得则得：m1•OP1＝m1•OM1+m1•ON1．14、Bmgh22g【解析】

(1)[1]A．先接通电源后松开纸，故A错误；B．用电火花计时器替代电磁打点计时器，纸带与打点计时间的阻力会更小，故B正确；C．在铝锤和铁锤中，选择铁锤作为重锤，阻力会更小，故C错误。故选B。(2)[2]从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为mgh2；[3]打B点时，重物的速度大小为由于初速度为零，故此过程中，动能的增加量为；[4]若在误差允许的范围之内有重力势能减少量等于动能的增加量，即gh2＝f2(h3−h1)2则机械能守恒定律得到验证；[5]若