河南省许昌市高级中学2023-2024学年物理高一下期末监测试题含解析

河南省许昌市高级中学2023-2024学年物理高一下期末监测试题考生请注意：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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)在下列选项中，都属于国际单位中基本单位的是()A．千克、秒、牛顿B．克、米、秒C．千克、米、秒D．焦耳、克、米2、(本题9分)a、b两灯连接成如图所示的电路。a灯的规格为“220V40W”，b灯的规格为“220V100W”。通电时，a、b灯两端电压分别为、，实际功率分别为、，且实际功率都没有超过额定功率，设a、b灯电阻不变。下列判断正确的是A．， B．，C．， D．，3、(本题9分)如图所示，细线上端固定，下端系一小球，将小球拉至实线所示位置自由释放，空气阻力不计，在小球自释放位置摆动到最低点的过程中，下列说法不正确的是（）A．细线的拉力对小球做正功B．小球的机械能守恒C．小球重力势能的减小量等于其动能的增加量D．重力对小球做的功等于小球动能的增加量4、如图所示，a和b是电场中的两个点，其电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb。下列说法中正确的是A．Ea>Ebφa>φbB．Ea>Ebφa=φbC．Ea<Ebφa>φbD．Ea=Ebφa<φb5、(本题9分)如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A．A、B两点电势不相等B．A、B两点电场强度不相等C．感应电荷产生的附加电场电场强度EA＞EBD．当电键S闭合时，电子从导体沿导线向大地移动6、(本题9分)如图所示，图a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动而言()A．卫星的轨道可能为aB．卫星的轨道可能为bC．卫星的轨道可能为cD．同步卫星的轨道只可能为b7、(本题9分)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A．B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则此时A．物块B的质量满足B．物块A的加速度为C．拉力做功的瞬时功率为D．此过程中，弹簧弹性势能的增量为8、(本题9分)如图甲所示，传送带以恒定速率逆时针运动，皮带始终是紧的，将m=1kg的面粉袋放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端，用速度传感器测得面粉袋与送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g取10m/s2，由v-t图线可知()A．A、B两点的距离为3.2mB．粉袋与传送带的动摩擦因数为0.5C．面粉袋从A运动到B这程中，传送带上面粉痕迹长为1.2mD．面粉袋从A运动到B过程中，其与传送带摩擦产生的热量为4.8J9、如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向弹出，Q球同时被松开而自由下落，则A．P、Q两球同时落地B．Q先落地，P后落地C．下落过程中，两球的重力平均功率相同D．下落至相同高度时，两球的重力瞬时功率不同10、如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平，OB竖直，一个质量为的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，不计空气阻力，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知PA=2.5R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中：A．重力做功2.5 B．动能增加0.5C．克服摩擦力做功 D．机械能减少1.5二、实验题11、（4分）(本题9分)利用如图1所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验．(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=______，动能变化量△Ek=______(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式v=计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确______（回答正确或不正确）12、（10分）(本题9分)某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)．(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和光电门2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是________________．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面上，一轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端连接质量mB=0.5kg的物块B，B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量mA=4kg的物块A连接，细绳平行于斜面，A在外力作用下静止在圆心角为α=60°、半径R=lm的光滑圆弧轨道的顶端a处，此时绳子恰好拉直且无张力；圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道bc相切，bc与一个半径r=0.12m的光滑圆轨道平滑连接，静止释放A，当A滑至b时，弹簧的弹力与物块A在顶端d处时相等，此时绳子断裂，已知bc长度为d=0.8m，求：(g取l0m/s2)(1)轻质弹簧的劲度系数k；(2)物块A滑至b处，绳子断后瞬间，圆轨道对物块A的支持力大小；(3)为了让物块A能进入圆轨道且不脱轨，则物体与水平轨道bc间的动摩擦因数μ应满足什么条件？14、（14分）(本题9分)一种氢气燃料的汽车，质量为m=1.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s1．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．试求：(1)汽车的最大行驶速度；(1)汽车匀加速启动阶段结束时的速度；(3)当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率；(4)当汽车的速度为31m/s时的加速度；(5)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．15、（13分）(本题9分)如图甲所示，倾角的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长．一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，开始时弹簧处于压缩状态．当t=0时释放滑块，在0～0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示．已知弹簧的劲度系数，当t=0.14s时，滑块的速度．g取，，．弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）．求：（1）斜面对滑块摩擦力的大小；（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d；（3）在0～0.44s时间内，摩擦力做的功W．

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、C【解析】国际单位制中基本单位有：米、千克、秒、摩尔、开尔文、安培、坎德拉，

牛顿（N）和焦耳（J）是导出单位，故C正确，ABD错误。点睛：国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。2、D【解析】

根据知：a灯的电阻为，b灯的电阻为，所以a灯的电阻大于b灯的电阻，因为两灯电流相等，根据U=IR知Ua＞Ub，又因为P=UI，所以Pa＞Pb；ABC.此三项错误；D.此选项正确；3、A【解析】

小球从高处向低处摆动过程中，细线的拉力与小球的速度始终垂直，小球在拉力方向上没有发生位移，所以拉力对小球不做功，故A符合题意；由于只有重力做功，所以小球的机械能守恒，故B不符合题意；由机械能守恒定律知，小球重力势能的减少量等于动能的增加量，故C不符合题意；小球在摆动过程中，根据动能定理，可得：重力做的正功等于动能的增加量，故D不符合题意。故选A。【点睛】机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，分析小球所受的各力，判断做功情况，再分析机械能是否守恒．4、A【解析】

由于电场线的疏密反映场强的大小，a点处电场线密，则a点的电场强度强，即Ea＞Eb；顺着电场线电势降低，可知a点电势高于b点，即φa>φb；A.Ea>Ebφa>φb与结论相符；B.Ea>Ebφa=φb与结论不相符；C.Ea<Ebφa>φb与结论不相符；D.Ea=Ebφa<φb与结论不相符；5、C【解析】

导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零；即外部电场在导体内部产生的电场强度与感应电荷在该点的电场强度等大反向.【详解】A．导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零．A、B两点电势相等，A错误；B．A、B两点电场强度都为零，B错误；C．感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等值反向，所以EA＞EB，C正确；D．当电键S闭合时，电子从低电势（大地）沿导线向高电势点（导体）移动，选项D错误；故选C．6、BC【解析】

A、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地球必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心．因此轨道a是不可能的，故A错误．B、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地心必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心．因此卫星的轨道可能为b、c，故B，C正确．D、而同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同，轨道一定在赤道的上空，故同步卫星的轨道不可能为b；故D错误．故选BC．【点睛】解决本题的关键知道卫星绕地球做匀速圆周运动，圆心即为地心；以及同步卫星需要满足的“七定”．7、BD【解析】

当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，根据胡克定律求解出弹簧的伸长量；根据牛顿第二定律求出物块A的加速度大小；根据机械能守恒定律求解A的速度．【详解】开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故，但由于开始是弹簧是压缩的，故，故，故A错误；当B刚离开C时，对A，根据牛顿第二定律得：，又开始时，A平衡，则有：，而，解得：物块A加速度为，故B正确；拉力的瞬时功率，故C错误；根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为：，故D正确；故选BD．8、ABD【解析】

A.根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知A、B两点的距离对应图象与时间轴所围图形的“面积”大小，为x=×2×0.2+×（2+4）×1=3.2m，故A正确；B.由v-t图象可知，0-0.2s内，面粉袋的加速度为：．对面粉袋受力分析，面粉袋受到重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力方向沿皮带向下，由牛顿第二定律得：mgsinθ+f=ma1，即为：mgsinθ+μmgcosθ=ma1；同理，0.2-1.2s内，面粉袋的加速度为：，对面粉袋受力分析，面粉袋受到重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力方向沿皮带向上，由牛顿第二定律得：mgsinθ-f=ma2即：mgsinθ-μmgcosθ=ma2，联立解得：μ=0.5，f=4N．故B正确．C.在0-0.2s时间内，传送带速度大，面粉袋相对于皮带的位移大小为：，方向沿皮带向上．在0.2s-1.2s时间内，面粉袋速度大，面粉袋相对于皮带的位移大小为：△x2=x2-vt2=×1-2×1=1m，方向沿皮带向下．故传送带上面粉痕迹的长度为：s=△x2=1m；故C错误．D.面粉袋与传送带摩擦产生的热量为：Q=f（△x1+△x2）=4×1.2J=4.8J，故D正确．9、AC【解析】

AB.根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，P竖直方向的分运动也是自由落体运动，因此两球将同时落地，故A正确，B错误；C.由于两球同时落时，且重力做功相同，根据，所以重力做功的平均功率相同，故C正确；D.由于落地时竖直分速度相同，根据P=mgvy，所以两球落地时的重力做功的瞬时功率相同，故D错误。10、BC【解析】

A、重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：1.5mgR，A错误；B、恰好到达B点有：，由动能定理知由P运动B的过程中，合外力所做的功为：，故B正确；C、由P到B，由可得：克服摩擦力做功为：，故C正确；D、由以上分析知在由P运动到B的过程中，机械能的减少量为等于克服摩擦力所做的功，故为，D错误．二、实验题11、AB-mghBC不正确【解析】

(1)[1]A.打点计时器使用的是交流电源，故A正确；B.在该实验中需要测量点迹间的距离，需要刻度尺，故B正确；C.在验证机械能守恒时，mgh=既需要验证gh=即可，与质量无关，故不需要天平，故C错误．(2)[2][3]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量△Ep=mghBB点的速度为：则增加的动能为：(3)[4]大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是重物在下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故ABD错误，C正确．(4)[5]若机械能守恒，有mgh=则v2=2gh可知v2-h图线为过原点的一条倾斜直线，且斜率为2g才能说明机械能守恒，故不正确．12、等于(2)不需要F＝(－)【解析】

(1)[1][2]实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力，所以力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(2)[3]由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度v1＝在光电门2处的速度为v2＝由速度位移关系式得a＝＝故验证的关系式为F＝Ma＝三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（1）（2）（3）或【解析】（1）A位于a处时，绳无张力弹簧处于压缩状态，设压缩量为对B由平衡条件可以得到：当A滑至b时，弹簧处于拉伸状态，弹力与物块A在顶端a处时相等，则伸长量也为x，由几何关系可知：，代入数据解得：；（2）物块A在a处和在b处时，弹簧的形变量相同，弹性势能相同由机械能守恒有：将A在b处，由速度分解关系有：代入数据解得：在b处，对A由牛顿定律有：代入数据解得支持力：．（3）物块A不脱离圆形轨道有两种情况：①不超过圆轨道上与圆心的等高点由动能定理，恰能进入圆轨道时需要满足：恰能到圆心等高处时需要满足条件：代入数据解得：，②过圆轨道最高点，则恰好过最高点时：由动能定理有：代入数据解得：为使物块A能进入圆轨道且不脱轨，有：或．14、（1）40m/s；（1）10m/s；（3）10kW；（4）0.15m/s1；（5）55s；【解析】

当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，由功率公式可求得最大行驶速度；由牛顿第二定律可求得匀速运动时的牵引力，匀加速启动阶段结束时功率达额定功率，由功率公式可求得匀加速结束时的速度；速度为5m/s时仍为匀加速过程，则由功率公式可求得牵引力的瞬时功率；由功率公式可求得速度为31m/s时的牵引力，由牛顿第二定律可求得汽车的加速度；汽车行驶的总时间分为匀加速直线运动和变加速的时间，变加速过程由动能定理可求得时间．【详解】解：(1)汽车的最大行驶速度汽车的最大行驶速度为40m/s(1)设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为v1由F−f=ma，得由Pm=Fv1，得匀加速启动的最后速度为10m/s(3)当速度为5m/s时，