山西省大同市第一中学全国Ⅰ卷2024年物理高一下期末联考试题含解析

山西省大同市第一中学全国Ⅰ卷2024年物理高一下期末联考试题请考生注意：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：（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、如图所示，长为0.5m的轻质细杆,一端固定一个质量为2kg的小球，使杆绕O点在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点的速率为2m/s，g取10m/s2。关于球在不同位置受杆的作用力，下列判断正确的是A．小球通过最高点时，杆对小球向下的拉力大小是16NB．小球通过最高点时，杆对小球向上的支持力大小是4NC．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是32ND．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是30N2、(本题9分)如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是（）A．弹力变大，弹性势能变小 B．弹力变小，弹性势能变大C．弹力和弹性势能都变大 D．弹力和弹性势能都变小3、(本题9分)竖直向上抛出一个物体，由于受到空气阻力作用，物体落回抛出点的速率小于抛出时的速率．在这过程中（）A．物体的机械能守恒B．物体的机械能不守恒C．物体上升时机械能减小，下降时机械能增大D．物体上升时机械能增大，下降时机械能减小4、如图所示，D是一只二极管，它的作用是只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a.平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态，保持极板A和B的间距不变，使极板A和B正对面积减小后，微粒P的运动情况是（）A．仍静止不动 B．向下运动C．向上运动 D．无法判断5、如图所示，物体A以速度v沿杆匀速下滑，A用细绳通过定滑轮拉物体B，当绳与水平夹角为时，B的速度为（）A．vcos B．vsin C．v/cos D．v/sin6、(本题9分)某足球运动员用200N的力把质量为440g的足球以15m/s的速度踢出，飞行20m碰到门框后以10m/s的速度反弹，关于运动员对足球做的功，下列说法中正确是（）A．4000J B．49.5J C．27.5J D．条件不足无法计算7、(本题9分)电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头向上滑动时，下列说法正确的是A．定值电阻R2的电功率减小B．电压表和电流表的示数都减小C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．通过滑动变阻器R中的电流增大8、(本题9分)如图所示,某段直滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度大小为g.在运动员滑到底端的过程中,下列说法正确的是()A．运动员受到的摩擦力的大小为mgB．运动员获得的动能为mghC．运动员克服摩擦力做功为mghD．运动员减少的机械能为mgh9、某同学将质量为1kg的物体由静止竖直向上提升到1m时，物体的速度为2m/s，g取10m/s2,则：A．合外力做功12J B．合外力做功2JC．物体克服重力做功12J D．手对物体的拉力做功12J10、(本题9分)下列说法正确的是（）A．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域B．两列机械波在同一介质中相遇，波长相同一定能获得稳定的干涉图案C．狭义相对论的第一个基本假设：力学规律在任何惯性系中都是相同的D．分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽E.电视机显像管里的电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制11、如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，第二次在水平恒力作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点，关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）A．第一个过程中，力F在逐渐变大B．第一个过程力F的瞬时功率逐渐变大C．第二个过程到达Q时，绳子拉力为T=mgD．第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小12、甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，将其并联后接在电源上()A．甲、乙的电阻之比是1:2B．甲、乙中的电流强度之比是4:1C．甲、乙电阻丝相同时间产生的热量之比是4:1D．甲、乙电阻丝两端的电压之比是1:2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，如果取g=10m/s2，那么（）A．闪光的时间间隔是0.1sB．小球运动的水平分速度为2.0m/sC．小球经过b点速度的大小为2.5m/sD．小球是从O点开始水平抛出的14、（10分）某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题。（1）实验中，为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用频率为50Hz的(填“电磁”或“电火花”)________打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带能够做______运动。（2）在______条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制_______不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系。（3）在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据hA、hB、hC如图所示，则小车的加速度为a=________m/s2，打B点时小车的速度为VB=________m/s。（保留2位有效数字）（4）在此实验中，如果忽略摩擦阻力和斜面倾角的影响，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒，实验数据应满足_______关系式（用上题的符号表示，不要求计数结果）。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）(本题9分)小球从离地面80m处自由下落，重力加速度g=10m/s2。问：(1)小球运动的时间。(2)小球落地时速度的大小v是多少？16、（12分）(本题9分)如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量为m=0.2kg的物块将弹簧由B点缓慢压缩至C点后由静止释放，弹簧在C点时储存的弹性势能Ep=3.2J，物块飞离桌面后恰好P点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g值取10m/s2，不计空气阻力，求∶(1)物块通过P点的速度大小；(2)物块经过轨道最高点M时对轨道的压力大小；(3)C、D两点间的距离；17、（12分）如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)求卫星B的运行周期．(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？

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、B【解析】

AB、设小球在最高点时，重力刚好能提供向心力时，小球的速度为v，根据牛顿第二定律有，解得，由于，所以杆在最高点对小球产生支持力，方向向上，设大小为N，由牛顿第二定律有，代入数据可得N=4N，B正确A错误；

CD、设小球运动到最低点的速度为，由动能定理有，设杆对小球的拉力为F，根据牛顿第二定律有：，联立可得F=116N，CD错误．【点睛】当物体与杆连接在竖直平面内做圆周运动时，杆可以产生拉力与可以产生支持力，所以物体能否做完整的圆周运动的临界速度与杆出现支持力还是拉力的临界速度是不一样的，这也是本题的关键。2、C【解析】试题分析：由胡可定律可知，在弹性限度内弹簧的形变量越大，弹簧的弹力越大；弹簧的弹性势能EP=kx2，在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹簧的弹性势能越大．解：将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大；故ABD错误，C正确；故选C．点评：在弹性限度内弹簧的形变量越大，弹力越大，弹性势能越大．3、B【解析】

因受空气阻力，且空气阻力做功，故机械能不守恒，故A错误，B正确；因有空气阻力做功，消耗机械能而产生内能，故不论物体上升还是下降机械能都要减小，故CD错误；故选B．【点睛】本题考查机械能守恒的条件，应记住只有重力做功时机械能才是守恒的，若有重力之外的阻力做功，则机械能一定减小．4、C【解析】

因D是一只二极管，只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a，极板A和B正对面积减小后,电容变小，由于二极管反向，平行板电容器的电荷量不变，两极板电压增大，由E=U/d知E增大，所以电荷P向上运动，即C正确5、B【解析】将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，

由绳子速率v绳=vsinθ，而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率vB=v绳=vsinθ，故B正确，ACD错误．6、B【解析】运动员对足球做的功等于足球动能的增量，故B正确；本题选：B7、BD【解析】当滑动变阻器的触头向上滑动时，R连入电路的电阻减小，故电路总电阻减小，总电流增大，根据E=U+Ir可知路端电压减小，即电压表示数减小；总电流增大，即R2两端电压增大，而路端电压是减小的，故并联电路两端电压减小，即R1两端电压减小，所以电流表示数减小，而根据P=I2R【点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部．8、BD【解析】

A、根据牛顿第二定律知;可解得：，故A错；B、根据动能定理可知解得：，故B对；C、运动员克服摩擦力做功为，故C错；D、摩擦力做功导致运动员的机械能减少了，所以机械能的减少量就等于克服摩擦力做的功即，故D对；综上所述本题答案是：BD【点睛】由几何关系可以知道运动员下滑的位移,则由速度和位移公式可得出运动员的末速度,则可得出运动员的动能;由动能定理可得出运动员克服摩擦力所做的功;由功能关系即可得出机械能的改变量.9、BD【解析】

AB.合外力的功等于物体动能的变化量，，A错误B正确。CD.克服重力做功，因为合力做功2J，所以手对物体做功为，C错误D正确。10、ABE【解析】

A．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，故A正确；B．两列机械波在同一介质中传播速度相同，波长相同则频率相同，则一定能获得稳定的干涉图案，故B正确；C．狭义相对论的第一个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故Ｃ错误；D．由于紫光的波长比绿光的短，则用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，绿光的中央亮纹较宽，故D错误；E．图像信号越强，电视机显像管里的电子枪发射电子束越强，故E正确。故选ABE。11、ABC【解析】试题分析：第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得：F的最大值，随着增大，F逐渐增大，因为速率恒定，而F在增大，所以在增大，故AB正确；第二次运动到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力，故C正确；第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和F′方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时速度与新的“重力”方向垂直，即与重力和水平恒力的合力方向垂直，功率为零，所以两力的合力的功率先减小为零，后再增大，功率先减小后增大，D错误；考点：动能定理的应用；共点力平衡的条件及其应用；功率的计算．【名师点睛】本题的难点在第二次拉动小球运动过程的处理，由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，根据单摆的知识求解，难度适中12、BC【解析】

A.两根长度相同，甲的横截面的圆半径是乙的2倍，根据电阻定律R=ρLS得，B.并联电路电压相等，由I=UC.由P=U2R可知得P甲：D.两电阻并联，则两电阻两端的电压相等；故D错误.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、ABC【解析】

根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球运动的水平分速度，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b点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出b点的速度．根据速度时间公式求出O点的竖直分速度，判断小球是否从O点开始水平抛出的．【详解】A、在竖直方向上，根据△y=L=gT2得，闪光的时间间隔，A正确．B、小球的水平分速度，B正确．C、小球经过b点的竖直分速度，根据速度的平行四边形定则可知，b点的速度，C正确．D、根据，可推出抛出点到b点的运动时间为，而O到b的时间为0.2s，可知O点不是抛出点，D错误．故选ABC．【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，14、电火花匀速（直线）运动M远大于m小车的质量M0.951.0【解析】

（1）[1][2]．两种计时器比较，打点计时器的限位孔对纸带的摩擦力比较大，所以要选择电火花计时器；要平衡摩擦力，需要将长木板的右端垫高，在没有沙桶拖动下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做匀速直线运动即可；（2）[3][4]．根据实验误差的来源，在M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙