河南省安阳市林州第一中学2023-2024学年高一物理第二学期期末达标检测试题含解析

河南省安阳市林州第一中学2023-2024学年高一物理第二学期期末达标检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)真空中带电荷量分别为和的两个相同的金属小球，相距一定距离时，相互作用力大小为F，若把它们接触一下放回原处，它们的相互作用力大小变为（）A． B． C． D．2、(本题9分)物体在一条直线上运动，图中正确描述物体t＝0从静止开始做匀加速中途匀速运动一段时间后再匀减速至静止的v－t图象是()A．B．C．D．3、如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()A．D点的速率比C点的速率大B．A点的加速度与速度的夹角小于90°C．A点的加速度比D点的加速度大D．从A到D速度先增大后减小4、(本题9分)把质量是m=0.5kg的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示.迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知B、A之间的高度差为h1=0.1m,C、B之间的高度差为h2=0.2m,弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g=10m/s2.下面说法中正确的是A．由状态甲至状态乙，弹簧的弹性势能转化为小球的动能B．状态乙时，小球的动能最大C．状态甲中弹簧的弹性势能是1.5JD．状态乙中小球的动能是1.5J5、如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（）A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒B．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒C．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统机械能不守恒6、(本题9分)一带电小球在从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功7J，电场力做功2J，克服空气阻力做功0.5J，则下列判断正确的是（）A．动能增大9.5J B．机械能增大1.5JC．重力势能增大7J D．电势能增大2J7、如图（a）,一长木板静止于光滑水平桌面上，时，小物块以速度滑到长木板上，时刻小物块恰好滑至长木板最右端。图（b）为物块与木板运动的图像，已知图中、、，重力加速度大小为g。下列说法正确的是A．木板的长度为B．物块与木板的质量之比为C．物块与木板之间的动摩擦因数为D．t1时刻，小物块和木板动能之比为8、关于地球同步卫星，下列说法正确的是(）A．离地面的高度一定B．轨道平面不一定在赤道平面内C．线速度小于7.9km/sD．向心加速度大于9.8m/s29、(本题9分)一物体置于水平面，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，发生位移d时，撤去水平恒力F，物体再发生位移d停止，则运动过程中A．物体受动摩擦力大小为B．物体受动摩擦力大小为C．物体最大动能为D．物体最大动能为10、(本题9分)一只船在静水中的速度为0.4m/s，它要渡过一条宽度为40m的河，河水的流速为0.2m/s。则下列说法中正确的是（）A．船不能垂直到达对岸B．船有可能垂直到达对岸C．要使船渡河航程最短，船头应与上游河岸夹30°角D．船到达对岸所需最小时间是100s11、(本题9分)一条河宽100m，船在静水中的速度为5m／s，水流速度是3m／s，则A．该船可能垂直河岸横渡到对岸B．当水流速度增大时，横渡时间也增大C．当船头垂直河岸横渡时，船的位移最小D．当船头延直河岸横时，过河所用的时间最短，且为20s12、(本题9分)如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α=30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h．让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零．则在圆环下滑过程中()A．圆环和地球组成的系统机械能守恒B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大C．弹簧的最大弹性势能为mghD．弹簧转过60°角时，圆环的动能为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动。（1）关于实验过程中的一些做法，以下合理的有______；A．安装斜槽轨道，使其末段保持水平B．调整木板，使之与小球下落的竖直面平行C．每次小球应从同一位置由静止释放D．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹（2）某同学在实验操作时发现，将小钢球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下。他应该如何调整：__________________________________；（3）以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据做出小球的运动轨迹图，如右图所示。在图线上取一点P，其坐标如图所示。则小球从O运动到P的时间t=_______s；小球初速度的大小v0=_________m/s（重力加速度g取10m/s2）。14、（10分）(本题9分)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置图，请完成下列各题。(1)机械能守恒定律的内容是：在__________的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。(2)本实验需要比较重物在自由下落过程中某两点的动能变化与__________变化，就能验证机械能是否守恒。(3)为验证机械能是否守恒，本实验必须要测量出来重物自由下落到某点时下落高度和重物在该点的__________。(4)重物和纸带下落过程中要克服阻力，反映在测量结果上会产生一种系统误差，即重物下落时减少的重力势能总是__________其增加的动能（选填“大于”、“等于”或“小于”）。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）将一个小球从台阶上的A点斜向上抛出，小球刚好经过台阶的顶点B

（未与B发生相碰）之后落到地面上的P点。已知B、P两点水平方向的距离为L，P、B两点竖直方向的距离为3L，A、B两点之间的距离为2L，不计空气阻力，求：（1）小球从抛出到落地全过程所经历的时间；（2）小球被抛出时的初速度。16、（12分）(本题9分)在研究力和运动的关系时，伽利路曾经做过一个实验：在A点悬挂一个摆球，将摆球拉至B点，由静止放手，摆球将摆到与B几乎等高的C点；假若在A点正下方的E点钉一钉子，摆球的运动路径会发生改变，但仍能升到与B点几乎等高的D点，如图所示，如果图中的摆线长为L=1.6m，初始时刻摆线与竖直线之间的夹角为60°，重力加速度为g=10m/s2，忽略空气阻力．求：,(1)摆球摆到最低点O时速度的大小；(2)将E处的钉子下移，当钉子与A的距离至少多大时，摆球摆下后能在竖直面内做完整的圆周运动．17、（12分）甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统，已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证，有望在2015年全面应用于我国航天器．离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势．离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子．氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出．在加速氙离子的过程中飞船获得推力．已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q．（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验．求氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极B．推进器工作时飞船的总质量可视为不变．求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N．（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况．通过计算说明采取哪些措施可以增大S，并对增大S的实际意义说出你的看法．

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、C【解析】

接触前库仑力：，接触后分开，两小球的电荷都为，则库仑力，A.不符合题意，A错误B.不符合题意，B错误C.符合题意，C正确D.不符合题意，D错误2、D【解析】A、此图表示物体先匀加速运动，接着做匀速运动，最后做匀加速运动，与题不符，故A错误。B、此图表示物体先匀减速运动，接着停止运动一段时间，最后做匀加速运动，与题不符，故B错误。C、此图表示物体先匀加速运动，接着做匀速运动，最后出现时光倒流的现象，是不可能的，故C错误。D、此图表示物体先匀加速运动，接着做匀速运动，最后做匀减速运动，与题相符，故D正确。故选D。【点睛】匀变速直线运动，v-t图象是倾斜的直线，平行于t轴的直线表示匀速直线运动，根据图象的形状分析物体的运动情况．3、A【解析】

A．由题意，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做正功，由动能定理可得，D点的速度比C点速度大，故A正确；B．物体在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于90°．故B正确；C．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，则A点的加速度等于D点的加速度，故C错误；D．由A的分析可知，质点由A到D过程中，加速度的方向向下，速度的方向从斜向右上方变为斜向右下方，从A到D速度先减小后增大．故D错误．4、C【解析】

A项：小球由状态甲至状态乙的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能；故A错误；B项：由状态甲至状态乙的过程，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，则小球先加速后减速，动能先增大后减小，当弹力等于重力时动能最大，此时弹簧处于压缩状态，位置在甲、乙之间，故B错误；C项：小球由状态甲至状态丙的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球在图甲中弹簧的弹性势能等于小球由A到C位置时增加的重力势能：Ep=mg（h1+h2）=0.5×10×0.3=1.5J；故C正确；D项：球由状态乙至状态丙的过程中，小球机械能守恒，则状态乙中小球的动能Ek乙=mgh2=0.5×10×0.2=1.0J；故D错误。5、B【解析】

AC．木块A离开墙壁前，对A、B和弹簧组成的系统，由于墙壁对A有弹力，则系统的外力之和不为零，故系统的动量不守恒；而木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统外力之和为零，则动量守恒，故AC均错误；BD．木块A离开墙壁前和木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统都只有弹簧的弹力做功，而其它力做功，则系统的机械能一直守恒，故B正确，D错误。故选B。6、B【解析】

A.由动能定理可得，△EK=7J+2J-0.5J=8.5J，故A不符合题意；B.重力外之其它力做的总功等于机械能的增加量，机械能的增加量为2J-0.5J=1.5J，故B符合题意；C.重力做功7J，重力势能减小7J，故C不符合题意。D.电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，电场力做了2J的功，电势能减少2J，故D不符合题意；7、ACD【解析】

A.时刻小物块恰好滑至长木板最右端，所以相对位移就是板长，根据图b知，相对位移为图像面积差：，A正确。B.相对运动过程中，相互间的摩擦力设为f，木块的加速度，木板加速度，所以质量之比为，B错误。C.木块的加速度，摩擦力，所以动摩擦因数为，C正确。D.动能，t1时刻，速度相同，所以动能比等于质量比，D正确。8、ACD【解析】

A.万有引力提供向心力，列出等式：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A正确；B.它若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，故地球同步卫星，一定在赤道平面上，故B错误；C.第一宇宙速度是最大的运行速度，任何地球卫星的速度都小于第一宇宙速度，则地球同步卫星的运行速度小于7.9km/s，故C正确；D.地球同步卫星的周期等于地球赤道上物体随地球自转的周期，根据a=ω2r可知，地球同步卫星加速度大于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度9.8m/s2，故D正确。9、AC【解析】AB.设物体在运动中受到的摩擦力的大小为f，对整个过程运用动能定理得：Fs−2fs=0，解得：f=F/2，故A正确，B错误；CD．撤去水平恒力F前做加速运动，撤去水平恒力后做减速运动，所以撤去水平恒力瞬间速度最大，根据动能定理Fd-fd=Ekm，Ekm=，故C正确，D错误．故选AC.10、BD【解析】A、由于船相对于水的速度大于水流速度，根据平行四边形定则可知，它们的合速度，即船实际的速度可以与河岸垂直，船可以垂直于河岸行驶，最终到达对岸，故B正确，A错误；C、如图所示，当船渡河航程最短时即为合速度垂直对岸，设船头应与上游河岸为θ则：cosθ=v2vD、当船头指向始终垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间为tmin11、AD【解析】

小船参与了静水的运动和水流的运动，最终的运动是这两运动的合运动．当静水中速度与河岸垂直时，渡河时间最短．【详解】由于船在静水中速度大于水流速度，则两者的合速度垂直河岸，可以正对到达．故A正确．当水速增大时，不会影响垂直河岸的速度，因此横渡时间不会受到影响，故B错误；当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，且最短时间为，故C错误，D正确；故选AD．【点睛】解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰，注意理解船垂直过河与合速度垂直过河的区别．12、CD【解析】试题分析：在圆环下滑过程中，弹簧的拉力对圆环做功，所以圆环和地球组成的系统的机械能不守恒，A错误；当圆环沿杆的加速度为零时，其速度最大，动能最大，此时弹簧处于伸长状态，给圆环一个斜向左下方的拉力，故B错误；圆环和地球以及弹簧组成的系统机械能守恒，根据系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，那么圆弧的机械能的减小量等于弹性势能增大量，为mgh，C正确；弹簧转过60°角时，此时弹簧仍为原长，以圆环为研究对象，利用动能定理得：，即圆环的动能等于，故D正确，考点：考查了机械能守恒，牛顿第二定律【名师点睛】对物理过程进行受力情况、运动情况、做功情况分析，是解决问题的根本方法．要注意对于圆环来说机械能并不守恒，但对圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，系统的机械能是守恒的．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）ABC（2）调节斜槽末段水平（3）0.31【解析】

解：(1)A、为了保证小球离开斜槽后做平抛运动，安装斜槽轨道时，使其末端保持水平，故选项A正确；B、为准确方便确定小球运动轨迹，应调整木板，使之与小球下落的竖直面平行，故选项B正确；C、为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次小球应从斜槽的同一位置由静止释放，故选项C正确；D、用平滑的曲线连接描绘的点得到小球的运动轨迹，故选项D错误；(2)小球能自动滚下说明斜槽末端不水平，应该调整：调节斜槽末端水平，保证小球做平抛运动；(3)根据，解得小球从O运动到P的时间水平方向则有，解得小球初速度的大小14、只有重力或弹力做功重力势能速度大于【解析】

(1)[1]机械能守恒定律的内容是：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。(2)[2]本实验需要比较重物在自由下落过程中某两点的动能变化与重力势能变化，就能验证机械能是否守恒。因为机械能守恒，则减少的势能转化为动能。(3)[3]动能中需要计算速度，故为验证机械能是否守恒，本实验必须要测量出来重物自由下落到某点时下落高度和重物在该点的速度。(4)[4]重物和纸带下落过程中要克服阻力，反映在测量结果上会产生一种系统误差，即重物下落时减少的重力势能总是大于其增加的动能。三、计算