2024届福建省福州市长乐高级中学物理高一第二学期期末统考试题含解析

2024届福建省福州市长乐高级中学物理高一第二学期期末统考试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，利用倾角为的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离，这时木箱升高h，木箱和传送带始终保持相对静止。关于此过程，下列说法正确的是（）A．木箱克服摩擦力做功mghB．摩擦力对木箱做功为零C．摩擦力对木箱做功为，其中为动摩擦因数D．摩擦力对木箱做功为mgh2、(本题9分)下面说法错误的是（）A．滑动摩擦力有可能做正功，也有可能做负功B．重力势能的变化与零势能面的选取无关C．由于能量守恒，所以我们不需要节能D．在狭义相对论中，物体的质量会随物体的速度的变化而变化3、(本题9分)如图所示，一劲度系为k的轻度弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以FN表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态(x=0)，现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动(f为重力加速度，空气阻力不计），此过程中FN或F随x变化的图象正确的是（）A．B．C．D．4、(本题9分)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）A．30 B．5.7×102C．6.0×102 D．6.3×1025、(本题9分)某电场的电场线如图所示，A、B是一电场线上的两点，则A、B两点的电场强度A．大小相等，方向不同B．大小不等，方向不同C．大小相等，方向相同D．大小不等，方向相同6、(本题9分)如图所示，一重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G，这两个方向上的分力分别为F1和F2。则分力F2的大小为A．GB．GC．GD．G7、质量为2kg的物体竖直向上抛出，物体动能E随上升的高度h的变化关系如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得A．所受阻力大小为10NB．所受阻力大小为30NC．上升2m过程中，机械能减小20JD．上升2m过程中，机械能减小60J8、(本题9分)如图所示，人在岸上匀速的、拉着质量不计的绳子使船靠岸，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当船沿水面行驶x米的位移时，轻绳与水平面的夹角为θ，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）A．人拉绳的速度大小是vB．船行驶x米位移的过程，人的拉力做功为FxcosθC．船行驶x米位移时，人的拉力的瞬时功率为FvcosθD．此时船的加速度为F9、如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能不守恒的是()A．AB．BC．CD．D10、(本题9分)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）A．蹦极绳绷紧后的下落过程中，绳对运动员的弹力方向一直向上B．在到达最低点之前，运动员的重力势能一直增大C．在到达最低点之前，合外力对运动员先做正功后做负功D．蹦极过程中运动员的机械能守恒11、(本题9分)起重机将质量为m的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为，货物上升h的过程中（已知重力加速度为g），则（）A．货物克服重力做功mghB．货物的动能增加了mghC．合外力对货物做功为mghD．货物的机械能增加了mgh12、(本题9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道．ab水平．长度为2R；bc是半径为R的四分之一的圆弧．与ab相切于b点．一质量为m的小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点从静止开始向右运动．重力加速度大小为g．则A．小球恰好能运动到轨道最高点cB．小球从a到c的过程中．动能增量为2mgRC．小球从a点运动到其轨迹最高点的过程中，重力势能增量为3mgRD．小球从a点运动到其轨迹最高点的过程中，水平外力做功为4mgR二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某学习小组利用自由落下的重锤和电火花计时器验证机械能守恒，实验装置如图1所示．(1)本实验的原理是：在重锤自由下落的过程中，若忽略阻力的影响，只有重力做功，重锤的__________相互转化，总的机械能保持不变．(2)在某次实验中，他们得到一条点迹清晰的纸带，如图2所示，已知重锤的质量为1kg，相邻计数点间的时间间隔为0.02s，当地重力加速度g=10m/s2，从打点计时器打下起点O到打下点B的过程中：物体重力势能的减少量为______J，物体动能的增加量为______J．(取两位有效数字)．14、如图所示的实验装置可以用来探究动能定理，长木板倾斜放置，小车（装有挡光片）放在长木板上，长木板旁放置两个距离为L的光电门A和B，质量为m的重物通过滑轮与小车相连，调整长木板的倾角，使得小车恰好在细绳的拉力作用下处于平衡状态，某时刻剪断细绳，小车加速运动，测得挡光片通过光电门A的时间为△t1，通过光电门B的时间为△t2，挡光片的宽度为d，小车的质量为M，重力加速度为g，不计小车运动中所受的摩擦阻力.小车加速运动时受到的合力F＝______；小车经过光电门A、B的瞬时速度vA＝______、vB＝______，如果关系式_______在误差允许的范围内成立，即验证了动能定理.15、图甲是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS力传感器实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在圆盘上(未画出),圆周轨道的半径为r,力传感器测定的是向心力F的大小，光电传感器测定的是圆柱体的线速度v的大小，图乙为实验测得的数据及根据实验数据作出的F-v,F-v2,F-v3三个图象:(1)用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系，保持圆柱体质量不变，半径r=0.2m,根据测得的数据及三个图象，可得出向心力F和圆柱体速度v的定量关系式_____(2)为了研究F和r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持____不变(3)根据向心力公式以及上面的图线可以推算出圆柱体质量为_____kg.(保留两位小数)三．计算题(22分)16、（12分）质量为m，带电量为+q的小物体在O点以初速度v0沿与水平成30°的方向射出，物体在运动过程中，除重力外，还受到方向始终与初速度v0方向相反的力F的作用。（1）若F=mg，可使物体保持v0做匀速直线运动，可在某一方向上加一定大小的匀强电场，求电场强度的大小和方向。（2）若F=2mg，且电场强度与（1）中的场强大小相同，仍要使物体沿v0方向做直线运动，那么该电场强度的可能方向如何？求出物体沿入射方向的最大位移和回到O点的最短时间，以及回到O点时的速度?17、（10分）(本题9分)如图所示，mA=4kg，mB=1kg，A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，B与地面间的距离s=0.8m，A、B原来静止，（g取10m/s2）求：（1）B落到地面时的速度为多大；（2）B落地后，A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来．

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】

木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力，对木箱做正功，木箱匀速运动，根据功能原理，摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功；该摩擦力为静摩擦力，静摩擦力为所以摩擦力对木箱做功为故ABC错误，D正确。故选D。2、C【解析】

滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与物体的运动方向可以相反，也可以相同，故可以做负功，也可以做正功，故A正确；重力势能与零势能面的选取有关，重力势能的变化与零势能面的选取无关，选项B正确；能量虽然是守恒的，但可利用的能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故C错误；在狭义相对论中，物体的质量会随物体的速度的变化而变化，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.3、D【解析】

设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为x，则有解得在此之前，根据可知，二者之间的压力由开始运动时的线性减小到零，而力F由开始时的mg线性减小到，此后托盘与物块分离，力F保持不变。故选D。4、A【解析】开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得，0=m1v1+p，解得火箭的动量，负号表示方向，故A正确，BCD错误；【点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件，以及知道在运用动量守恒定律时，速度必须相对于地面为参考系。5、D【解析】由图可知，B处的电场线比A处密集，电场线越密，场强越大，所以EA＜EB；场强的方向均水平向右，方向相同，故ABC错误，D正确；故选D.6、C【解析】

斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图。根据数学知识可知：F1=Gsinθ,F2=GcosθA.G与分析不符，A错误B.GsinC.GcosD.Gtan7、AC【解析】

AB.对物体受力分析后列动能定理得：-mgh-fh=△Ek，由图象得：h=2m，△Ek=-60J，代入解得：f=10N，故A正确，B错误；CD.除重力外其他力做功等于机械能变化量，除重力外，只有阻力做功，克服阻力做功：Wf=fh，解得：Wf=20J，则机械能减小20J，故C正确，D错误。8、CD【解析】

A.船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。如图1所示根据平行四边形定则有，v人=vcosθ，故A项与题意不相符；B.如图2可知，当船前进的距离为x时，人走的距离：x′=x1-x2≠x，所以人做的功W≠Fxcosθ．故B项与题意不相符；C.船行驶x米位移时v人=vcosθ，人的拉力的瞬时功率为：P=Fv人=Fvcosθ，故C项与题意相符；D.对小船受力分析，如图所示，则有Fcosθ-f=ma因此船的加速度大小为Fcos故D项与题意相符。9、ABD【解析】

A.由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A正确；

B.由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B正确；

C.C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C错误；

D.D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D正确。10、AC【解析】

A．蹦极绳绷紧后的下落过程中，由于绳处于伸长状态，对运动员的弹力方向一直向上，A正确；B．在到达最低点之前，运动员运动方向一直向下，重力势能一直减小，B错误；C．在到达最低点之前，运动员的动能先增加，后减小，根据动能定理，合外力对运动员先做正功后做负功，C正确；D．蹦极过程中由于绳对运动员做负功，运动员的机械能减小，D错误。故选AC。11、ACD【解析】

A、货物上升h的过程中，货物克服重力做功mgh，故A正确。B、根据动能定理：动能增加量Ek=F合h=mah=mgh，故B错误。C、合外力对货物做功W合=F合h=mah=mgh，故C正确。D、根据牛顿第二定律：F拉-mg=ma，F拉=mg+ma=mg，货物增加的机械能E机=F拉h=mgh，故D正确。12、BC【解析】设小球到达c点的速度为v，则从a到c由动能定理：，解得，则小球不是恰好能运动到轨道最高点c，选项A错误；小球从a到c的过程中，动能增量为，选项B正确；小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有：，上升的高度；此段时间内水平方向的位移为：，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球的重力势能增量为3mgR；小球在水平方向的位移为：L=3R+2R=5R，水平外力做功为5mgR，选项C正确，D错误；故选BC.点睛：本题主要是考查功能关系；机械能守恒定律的守恒条件是系统除重力或弹力做功以外，其它力对系统做的功等于零；除重力或弹力做功以外，其它力对系统做多少功，系统的机械能就变化多少；注意本题所求的是“小球从a点开始运动到其轨迹最高点”，不是从a到c的过程，这是易错点．二．填空题(每小题6分，共18分)13、重力势能与动能0.48J0.47J【解析】

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点B的速度，从而得出动能的增加量，根据下落的高度求出重力势能的减小量，结合动能增加量和重力势能减小量的关系判断机械能是否守恒．【详解】（1）[1]．本实验的原理是：在重锤自由下落的过程中，若忽略阻力的影响，只有重力做功，重锤的重力势能和动能相互转化，总的机械能保持不变；（2）[2][3]．从O到B的过程中，重力势能的减小量△Ep＝mgh＝1×10×4.86×10−2J=0.48JB点的速度则动能的增加量△Ek＝mvB2=×1×0.97252J≈0.47J．14、mg【解析】

由于小车在重物的拉力作用下处于平衡状态，去掉拉力，小车受到的合力就等于绳子的拉力，因此合力F＝mg；挡光片经过光电门时的平均速度,，由于挡光时间极短，可以认为平均速度等于瞬时速度，合力做功为W＝mgL，动能变化为，如果这两部分相等，就算是验证了动能定理,即验证关系式.15、F=1.5v2；线速度；0.3kg【解析】

(1)研究数据表和图乙中B图不难得出Fv2，进一步研究知图乙斜率，故F与v的关系式为：F=1.5v2；(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持线速度不变；(3)由，，。三．计算题(22分)16、（1），方向与初速度成30°（2）可能与初速度成30°或150°，最大位移为，最短时间为，速度为v0【解析】

（1）设所加场强E的方向与初速度成θ角