2024届河北省衡水十三物理高一下期末考试试题含解析

2024届河北省衡水十三物理高一下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、(本题9分)如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s.则在此过程中，拉力F对物块所做的功为()A．Fscosθ B．Fssinθ C．Fstanθ D．Fs2、(本题9分)如图所示，长为R的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端与光滑水平转轴O相连，现给小球一个初速度，使它在竖直面内做圆周运动，已知小球在最高点的速度大小为v，重力加速度为g。下列说法正确的是A．小球在最高点的速度v最小为gRB．小球在最高点对轻杆的作用力方向一定竖直向上C．小球在最高点时对轻杆的作用力大小可能等于mgD．小球在最高点的速度v越大，轻杆对小球的作用力越大3、(本题9分)一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内A．速度方向在不断地改变，大小也在不断地改变B．速度方向一定在不断地改变，大小可以不变C．速度可以不变，加速度一定不断地改变D．速度可以不变，加速度也可以不变4、(本题9分)物体在水平拉力F作用下，沿x轴由坐标原点开始运动，设拉力F随x的变化分别如图甲、乙、丙所示，图甲为一半圆图形，对应拉力做功分别为W甲、W乙、W丙，则以下说法正确的是A．W甲>W乙>W丙 B．W甲=W乙>W丙C．W甲=W乙=W丙 D．W甲>W乙=W丙5、(本题9分)汛期将至，某地进行抗洪抢险演练．预设情景：一婴儿在一小木盆中随水流动，抢险战士发现这一情况时，抢险船与木盆的连线与河岸垂直，且木盆正好在河中间，如图所示．抢险船在静水中速度为，河宽为、河水流速为，不计战士的反应时间和船的发动时间．则最短的救援时间为（）A． B． C． D．6、(本题9分)如图所示为我国陕西秦岭二号隧道口的指示牌，从图中信息可知（）A．秦岭二号隧道的位移一定是B．限速“60”表示车在隧道内行驶的平均速度不超过C．一辆正常行驶的汽车通过隧道的时间一定超过D．若驾驶员的反应时间在之间，则隧道内前后车距至少为7、(本题9分)如图所示，水平绷紧的传送带AB长L=6m，始终以恒定速率v1=4m/s运行。初速度大小为v2=6m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带。小物块m=1kg，物块与传送带间动摩擦因数μ=0.4，g取10m/s2，下列说法正确的是A．小物块可以到达B点B．小物块不能到达B点，返回A点速度为4m/sC．小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离达到最大D．小物块在传送带上运动时，因相互间摩擦力产生的热量为50J8、物体做匀速圆周运动时,下列物理量中变化的是（）A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．动能9、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量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，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量12、(本题9分)在下列物理现象或者物理过程中，机械能发生改变的是（）A．匀速下落的降落伞B．沿斜面匀速上行的汽车C．树叶从树上掉下在空中飘落D．细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)如图为“探究碰撞中的不变量”的实验装置，即研究两个小球在轨道水平部分末端碰撞前后的动量关系．已知入射小球A和被碰小球B的质量分别为m1、m1．(1)(多选)本实验中，实验必须要求的条件是__________.A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端点的切线是水平的C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放D．入射球与被碰球满足m1>m1(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量__________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程(3)(多选)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球A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,然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分末端，再将入射球A从斜轨上s位置静止释放，与小球B相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______．(填选项前的符号)A．测量小球A开始释放高度h.B．测量抛出点距地面的高度HC．分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、ND．测量平抛射程OM、ON(4)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为用____________________(3)中测量的量表示;若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________用(3)中测量的量表示．14、(本题9分)某物理兴趣小组用落体法验证机械能守恒定律.(1)在用公式验证机械能守恒定律时，打点计时器在纸带上开始打下的两点间的距离应接近_______mm.(2)在实验中，所用重锤的质量m=1kg，打点的时间间隔T=0.02s，通过规范操作得到的一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O为打下的起始点.A、B、C、D为四个连续的计时点.打点计时器在打下O点到打下B点的过程中，重锤动能的增加量ΔEk=______J，重力势能的减少量ΔEp=______J.(取g=9.8m/s²，结果均保留三位有效数字)(3)根据实验数据，算出打点计时器打下各点时重锺对应的速度v，测出其下落的距离h，关于v²随h变化的关系，下列四幅图中可能正确的是__________.(填选项前的字母)A．B．C．D．15、某次实验利用打点计时器打出一条如图所示的纸带，C、D、E、F、G是按打点顺序依次选取的计数点，计数点的距离如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s.（1）刻度尺D点的读数为________cm;（2）小车的加速度大小为________m/s2（结果保留2位有效数字）.三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，摩托车做特技表演时，以v0＝10m/s的速度从地面冲上高台，t＝5s后以同样大小的速度从高台水平飞出．人和车的总质量m＝1.8×102kg，台高h＝5.0m.摩托车冲上高台过程中功率恒定为P＝2kW，不计空气阻力，取g＝10m/s2.求：(1)人和摩托车从高台飞出时的动能Ek；(2)摩托车落地点到高台的水平距离s；(3)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功Wf.17、（10分）质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少？

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、A【解析】物体的位移是在水平方向上的，把拉力F分解为水平的Fcosθ，和竖直的Fsinθ，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以w=Fcosθ•s=Fscosθ，故选C．2、C【解析】

A.细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点时，由于杆能支撑小球，所以v的最小值为1．故A项不符合题意；BCD.根据向心力公式Fn=mv2R知，vmg-F=mv可知，v增大，F减小，当v>gRmg+F=mv此时杆对小球的作用力大小可能等于mg，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的作用力大小可能等于mg，v增大，F增大。因此v由零逐渐增大，杆对小球的弹力先减小后增大，故BD不符合题意，C符合题意。3、B【解析】

AB．物体既然是在做曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，但是大小不一定改变，如匀速圆周运动，故A错误，B正确；CD．物体既然是在做曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以速度一定变化，合力不一定改变，所以加速度不一定改变，如平抛运动，所以CD错误．故选B.4、D【解析】

F-x图象的“面积”等于拉力做功的大小，则得到拉力做功分别为：，其中，则W1=πFmx0；W2=Fmx0；W3=Fmx0；故有：W1＞W2=W3。A.W甲>W乙>W丙，与结论不相符，选项A错误；B.W甲=W乙>W丙，与结论不相符，选项B错误；C.W甲=W乙=W丙，与结论不相符，选项C错误；D.W甲>W乙=W丙，与结论相符，选项D正确；5、B【解析】

当抢险船正对河岸运动时，救援时间最短，故故选B．【点睛】本题类似小船渡河问题中的最短渡河时间问题，因为船速大于水流速度，故垂直河岸渡河时间最短．6、C【解析】

A．秦岭二号隧道的路程是，位移不一定是，故A错误；B．限速“60”表示车在隧道内行驶的瞬时速度不超过，故B错误；C．根据题意，一辆正常行驶的汽车通过隧道的最短时间代入数据解得所以一辆正常行驶的汽车通过隧道的时间一定超过，故C正确；D．驾驶员的反应时间内，车的最大位移代入数据解得故D错误。故选C。7、BD【解析】小物块在水平方向受到摩擦力的作用，f=μmg，产生的加速度：a=fA、若小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动，速度减为零时的位移是x，则-2ax=0-v22，得x=v222a=4.5m<6m，所以小物块不能到达B点，故A错误；B、小物块不能到达B点，速度减为零后反向做匀加速运动，当速度等于传送带速度v1后匀速运动，返回A点速度为4m/s，故B正确；C、小物块不能到达B点，速度减为零后反向做匀加速运动加速的过程相对于初速度继续向左运动，所以小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离没有达到最大，故C错误；D、小物块向右加速的过程中的位移：x'=v122a=2m，当速度等于传送带速度v1时，经历的时间：t=-v1-【点睛】本题关键是对于物体运动过程分析，物体可能一直减速，也有可能先减速后匀速运动，也可能先减速后加速再匀速运动.8、AC【解析】

A.做匀速圆周运动的物体线速度方向不断变化，选项A正确；B.做匀速圆周运动的物体角速度不变，选项B错误；C.做匀速圆周运动的物体向心加速度方向不断变化，选项C正确；D.做匀速圆周运动的物体速度大小不变，则动能不变，选项D错误.9、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．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、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．12、ABC【解析】

A.匀速下落的降落伞，必受到除重力以外的一个向上的阻力作用，阻力做负功所以机械能会减少，故A符合题意；B.沿斜面匀速上行的汽车，动能不变，但重力势能变大，所以机械能增加，故B符合题意；C.树叶从树上掉下在空中飘落，空气阻力做负功，所以机械能减少，故C符合题意；D.细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不变，所以机械能不变，故D不符合题意。二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）BCD（1）C（3）CD（4）m1·OM＋m1·ON＝m1·OPm1·OM

1＋m1·ON1＝m1·OP1【解析】

（1）[1]．A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；

B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；

C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；

D、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求，，故D正确．（1）[1]．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故选C正确．（3）[3]．再将入射球A从斜轨上s位置静止释放，与小球B相碰，并多次重复，分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON；（4）[4]．碰撞过程动量守恒，则，两边同时乘以时间t得：则．[5]．如果碰撞为弹性碰撞，则碰撞过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：两边同时乘以得：整理得：．点睛：本题关键理解基本原理是利用平抛运动知识，用水平位移替代平抛运动的初速度，知道动量守恒的条件，并能通过实验进行验证．14、2；