山东省泰安市东平高级中学2023-2024学年物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

山东省泰安市东平高级中学2023-2024学年物理高一第二学期期末综合测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)一个电流表的满偏电流、内阻，要把它改装成一个量程为15V的电压表，应在电流表上（）A．串联一个15kΩ的电阻B．串联一个14.5kΩ的电阻C．并联一个15kΩ的电阻D．并联一个14.5kΩ的电阻2、(本题9分)为了行驶安全和减少对铁轨的磨损，火车转弯处轨道平面与水平面会有一个夹角.若火车以规定的速度行驶，则转弯时轮缘与铁轨无挤压.已知某转弯处轨道平面与水平面间夹角为α，转弯半径为R，规定行驶速率为v，重力加速度为g，则A．v=gRtanα B．v=gRsinα C．v= D．v=3、(本题9分)某电场的电场线如图所示，M、N两点相距为d，则（）A．M点场强小于N点场强B．M点电势低于N点电势C．正电荷在M点受到的电场力方向由M指向ND．若E为M点的场强，则M、N两点间电势差等于E·d4、(本题9分)下列说法正确的是A．两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动B．做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心C．一对摩擦力做功的代数和为零D．物体竖直向上运动，其机械能一定增加5、(本题9分)2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）A．黑洞A、B的质量之比为1∶2B．黑洞A、B所受引力之比为1∶2C．黑洞A、B的角速度之比为1∶2D．黑洞A、B的线速度之比为1∶26、(本题9分)我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道．如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动．下列说法正确的是A．卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度B．卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期C．卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度D．卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力7、(本题9分)如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB，是按照从高度为h处以初速度平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点．现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下．已知重力加速度为g，当小球到达轨道B端时A．小球的速率为B．小球的速率为C．小球在水平方向的速度大小为D．小球在水平方向的速度大小为8、(本题9分)如图所示，水平地面上停放一质量为3m的木板C，质量分别为2m和m的A、B两滑块，同时从木板的两端以相同的速率v滑上木板，两滑块相撞后粘连成一个整体一起运动。已知木板C与水平地面间的动摩擦因数为μ，滑块A、B与木板间的动摩擦因数分别为为3μ和6μ，则（）A．木板C加速运动时的加速度大小为μgB．木板C加速运动时的加速度大小为2μgC．两滑块相撞后瞬间的速度大小一定小于D．两滑块相撞后瞬间的速度大小可能等于9、假设将来一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，已知万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅰ运动到P点的速度B．若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ运动的周期，就可以推知火星的密度C．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道Ⅰ上运动时的周期10、(本题9分)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是,则A．， B．C． D．11、(本题9分)在离地高度的同一位置上，分别以和的水平速度同时向左右抛出、两个小球，不计一切阻力，．下列说法正确的是（）A．球在空中的运动时间长B．球从抛出到落地的位移是C．从抛出到落地两球动量改变量方向相同D．从抛出到落地两球速度变化不相同12、(本题9分)如图甲所示，质量为0.5kg的物体在水平粗糙的地面上受到一水平外力F作用运动，当物块运动位移9m时，撤去力F，最后物块停止运动。整个运动过程中外力F做功和物体克服摩擦力做功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g取。下列分析正确的是（）A．物体与地面之间的动摩擦因数为0.4B．时，物体速度为6m/sC．前9m运动过程中物体的加速度为D．物体运动的位移为13m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)控制变量法是物理实验探究的基本方法之一。如图是用控制变量法探究向心力大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验情境图，其中(1)探究向心力大小与质量m之间关系的是图___；(2)探究向心力大小与角速度ω之间关系的是图___。14、（10分）(本题9分)在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）（1）这五个数据中不符合读数要求的是哪一段_______．（填OA、OB、OC、OD或OE）（2）从下列器材中选出实验所必须的器材，其编号为________．（多选、漏选均不得分）A．打点计时器（包括纸带）；B．重锤；C．天平；D．毫米刻度尺；E．秒表；F．运动小车（3）实验中纸带的_______端与重物相连(填“O”或“E”)．（4）某同学用重锤在OD段的运动来验证机械能守恒，OD距离用h来表示，他用vD=计算与D点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法_______．（填“对”或“不对”）（5）在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是一条直线能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示_______________．（6）若重锤质量m=200g，重力加速度g=9.80m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_____J，而动能的增加量为______J（均保留三位有效数字）．（7）实验中，动能的增加量小于重力势能的减少量，其主要原因是___________．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)如图1所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg、电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图2所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g＝10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），试求：（1）当t＝1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率；（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量；（3）磁感应强度B的大小．16、（12分）(本题9分)如图所示，一小滑块（视为质点）从点以某初速度沿直线做匀加速运动，经时间以大小为的速度通过点。已知滑块通过点时的速度大小，、两点间的距离。求：(1)滑块运动的加速度大小；(2)滑块在点时的速度大小以及从点运动到点的平均速度大小。17、（12分）(本题9分)如图所示，ab为水平轨道，长度为2R；bc是竖直放置的圆弧轨道，半径为R，bc与ab相切于b点．一质量为m的小球，在水平拉力F作用下，自a点由静止开始向右运动，至b点时撤去拉力F．设整个轨道光滑，F＝mg，g为重力加速度．求：（1）小球到达圆弧轨道的最低点b时对轨道的压力大小；（2）小球离开c点后能上升的最大高度．

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】

把电流表改装成电压表需要串联电阻从而进行分压，串联电阻阻值，A.串联一个15kΩ的电阻不符合题意，A错误B.串联一个14.5kΩ的电阻符合题意，B正确C.并联一个15kΩ的电阻不符合题意，C错误D.并联一个14.5kΩ的电阻不符合题意，D错误2、D【解析】

火车受力如图所示：在转弯处火车按规定速度行驶时，火车所需要的向心力由重力和支持力的合力提供，有：F合=mgtanα，根据牛顿第二定律有：，解得火车规定行驶速度为：.A.v=gRtanα与计算结果不相符；故A错误.Bv=gRsinα与计算结果不相符；故B错误.C.v=与计算结果不相符；故C错误.D.v=与计算结果相符；故D正确.3、C【解析】A：电场线的疏密表示电场的强弱，则M点场强大于N点场强。故A项错误。B：顺着电场线电势降低，则M点电势高于N点电势。故B项错误。C：电场线的切线方向表示场强方向，正电荷所受电场力方向与电场强度的方向相同；则正电荷在M点受到的电场力方向由M指向N。故C项正确。D：电场线的疏密表示电场的强弱，从M点到N点场强逐渐减小；若E为M点的场强，M、N两点间电势差小于E·d。故D项错误。点睛：在电场中画一些曲线，用（虚线或实线表示）使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的电场方向相同（且电场线互不交叉），这些曲线叫电场线。电场线是起始于正电荷（无穷远处），终止于负电荷（无穷远处）。需要注意的是电场线是人为的假设的曲线，不真实存在。4、B【解析】

A.当两个匀变速直线运动的合加速度与合初速度共线时，合运动为匀变速直线运动；当合加速度与合初速度不共线时，合运动为曲线运动，故A错误；B.做匀速圆周运动的物体合外力全部提供向心力，合外力一定指向圆心；做变速圆周运动时，合外力沿半径方向的分力提供向心力，合外力沿切线方向的分力改变速度的大小，故B正确；C.一对静摩擦力做的功的代数和为零，一对滑动摩擦力做的功的代数和为负值，故C错误；D.根据功能关系可知，物体竖直向上运动时，当除重力以外的力的合力向上时，机械能增加，当除重力以外的力的合力向下时，机械能减小，故D错误.5、D【解析】

A．两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引力提供向心力，有知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，选项A错误；B．黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，选项B错误；C．两黑洞属于同轴转动模型，做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1：1，选项C错误；D．根据线速度与角速度关系知线速度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1：2，选项D正确。故选D。6、D【解析】

A．由，可知卫星在a上运行的线速度大于在b上运行的线速度，选项A错误；B．由，可知卫星在a上运行的周期小于在b上运行的周期，选项B错误；C．由，卫星在a上运行的角速度大于在b上运行的角速度，选项C错误；D．根据可知，卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力，选项D正确。故选D。7、BD【解析】

AB、由于杆AB光滑，小球在整个运动过程中，受重力mg和杆的弹力N作用，又由于弹力N始终与小球运动的速度相垂直，因此一直不做功，根据动能定理有：mgh＝－0，解得小球到达轨道B端时的速率为v＝，故A错误；B正确；CD、由于杆AB是按照从高度为h处以初速度v0平抛的运动轨迹制成的，不妨假设B端的切线方向与水平方向间的夹角为θ，当物体以初速度v0平抛运动至B端时，根据动能定理有：mgh＝－，解得：v′＝，根据几何关系有：cosθ＝＝，所以小球沿杆到达轨道B端在水平方向的速度大小为：vx＝vcosθ＝，故C错误；D正确．8、BD【解析】

CD．A与B相向运动时对C时间的摩擦力为故C无相对运动趋势而保持静止，对A与B的系统动量守恒有解得：故C错误，D正确；AB．A与B相撞后一起向右运动，对C受力分析，由牛顿第二定律可知：，解得：，方向向右，故A错误，B正确；故选BD。【点睛】本题分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题。9、BD【解析】

A.从轨道I到轨道Ⅱ要在P点点火加速，则在轨道I上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，故A错误；B.飞船贴近火星表面飞行时，如果知道周期T，可以计算出密度，即由GmMR可解得ρ故B正确；C.根据a=GMD.因为轨道Ⅱ半长轴大于轨道Ⅰ的半径，所以飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道Ⅰ上运动时的周期，故D正确。10、AC【解析】

根据F-t图像面积意义和动量定理有m=F0t0，m=F0t0+2F0t0，则；应用位移公式可知＝、＝＋，则，B错、A对；在第一个内对物体应用动能定理有＝、在第二个内对物体应用动能定理有＝，则，D错、C对11、BC【解析】A、平抛运动的时间由竖直方向上的运动决定，即，由于两球的高度相等，所以在空中运动的时间也是相等的，故A错；B、小球在竖直方向上运动的时间为，所以球从抛出到落地的水平位移是，根据平行四边形定则知球从抛出到落地的位移是，故B对；C、根据动量定理可知，动量该变量的方向应该和合外力的方向相同，两种情况下合外力都是重力，所以从抛出到落地两球动量改变量方向相同，故C对；D、根据加速度的定义知道，所以，由于下落时间相等，所以速度变化量的大小是相等的，故D错；故选BC12、AB【解析】

A．根据W-s图像的斜率表示力，由图乙可求物体受到的摩擦力大小为f==2N又摩擦力f=μmg可得摩擦因数μ=0.4，故A正确；B．设s=9m时物体的速度为v，根据动能定理：代入数据可得，故B正确；C．前9m拉力F=3N，根据牛顿第二定律F-f=ma代入得加速度a=2m/s2，故C错误；D．设物体运动的总位移为x，由乙图知，拉力的总功为27J，根据W=fx可得x=13.5m，故D错误。故选AB。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）丙（2）甲【解析】

第一空.探究向心力大小与质量m之间关系保证角速度相同，而质量不同，所以是图丙。第二空.探究向心力大小与角速度ω之间关系，保证质量相同，而角速度不同，所以是图甲。14、（1）OB（2）ABD（3）O（4）不对；（5）g（6）0.380J；0.376J；（7）物体在下落过程中克服摩擦阻力做功【解析】

第一空.毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OB读数．第二空.实验中必须要用的器材有：A.打点计时器（包括纸带）；B.重锤；D.毫米刻度尺；不需要C.天平；E.秒表以及F.运动小车；故选ABD.第三空.由纸带上的点迹分布可知，从O点到E点做匀加速运动，因此实验中纸带的O端与重物相连．第四空.不对；在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度，所以不应当用重力加速度g来表示某位置的速度，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小；即．第五空.由机械能守恒定律可知：mgh=mv2；变形可知：gh=，则根据实验数据绘出的图象应是一条直线，图线的斜率表示重力加速度g；第六空.从O到打下D点，重锤重力势能的减少量△EP=mgh=0.2×9.8×0.1941J=0.380J；第七空.利用匀变速直线运动的推论；则EkD=mv