2024年山西省孝义中学物理高一第二学期期末联考试题含解析

2024年山西省孝义中学物理高一第二学期期末联考试题注意事项：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、一个物体受恒力作用，下列说法正确的是A．一定做直线运动B．一定做曲线运动C．可能做匀速圆周运动D．可能做曲线运动2、(本题9分)关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是使卫星进入近地圆轨道的最大发射速度C．它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度3、(本题9分)若太阳系内每个行星贴近其表面运行的卫星的周期用T表示，该行屋的平均密度是𝜌，到太阳的距离是R，已知引力常量G.则下列说法正确的是A．可以求出该行星的质量 B．可以求出太阳的质量C．ρT²是定值 D．是定值4、某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车(如图)，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R＝6400km。下列说法正确的是()A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B．当汽车速度增加到1．9km/s，将离开地面绕地球做圆周运动C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hD．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力5、(本题9分)投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动．某运动员将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方，如图3所示．假设飞镖运动过程中所受空气阻力不计，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，该运动员在下次投掷时应该采取的正确方法是A．适当增大飞镖投出时的初速度B．适当减小飞镖投出时的高度C．到离靶盘稍远些的地方投飞镖D．换用质量稍大些的飞镖6、(本题9分)如图所示，半圆形轨道位于竖直平面内，O为圆心，OP水平、PQ竖直，现将A、B、C三个小球分别从O、P、Q三点同时水平抛出，三球都落在M点，空气阻力忽略不计，则以下说法错误的是A．A、B两球同时到达M点B．C球抛出的初速度最大C．小球C的飞行时间最长D．整个飞行过程中小球C的速度变化量最大7、2019年3月10日，全国政协十三届二次会议第三次全体会议上，相关人士透露：未来十年左右，月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站，中国人的足迹将踏上月球。假设你经过刻苦学习与训练后成为宇航员并登上月球，你站在月球表面沿水平方向以大小为v0的速度抛出一个小球，小球经时间t落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为θ，如图所示。已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是A．月球表面的重力加速度为B．月球的质量为C．月球的第一宇宙速度D．绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期为8、(本题9分)如图，小球自a点由静止自由下落到b点时，与弹簧接触，至c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a－b－c的运动过程中（）．A．小球的机械能守恒 B．小球的机械能不守恒C．小球在b点时动能最大 D．小球在c点时系统的弹性势能最大9、一个100g的球从的高处落到一个水平板上又弹回到的高度，则整个过程中（）A．重力做了的负功 B．重力做的正功C．球的重力势能一定减少 D．球的重力势能一定增加10、两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点，若规定无穷远处的电势为零，则在两电荷连线上各点的电势φ随坐标y变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，在ND段中C点电势最高，则A．q1与q2带异种电荷B．A、N两点的电场强度大小为零C．从N点沿y轴正方向到D点，电场强度大小先减小后增大D．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功11、(本题9分)机车以恒定加速度启动，在达到额定功率之前的过程中，下列速度—时间、机车功率—时间图像中正确的是：A．B．C．D．12、(本题9分)两个质量不同的物体与水平面之间的动摩擦因数相同，它们以相同的初动能开始沿水平面滑动，最终停止．以下说法正确的是（）A．质量小的物体滑行的距离较长B．质量大的物体滑行的距离较长C．质量大的物体克服摩擦阻力做功较多D．在整个滑动过程中，两物体克服摩擦阻力做功相等二、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，图甲为“向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图．图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同．当a、b两轮在皮带的传动下匀速转动．（1）两槽转动的角速度______．（选填“＞”“＝”或“＜”＝）．（2）现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为．则钢球①、②的线速度之比为______；受到的向心力之比为______．14、（10分）(本题9分)如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可“验证机械能守恒定律”。①已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是________（只有一个选项符合要求，填选项前的符号）。A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、刻度尺②安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零.选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=______m/s（结果保留三位有效数字）.③若已知当地重力加速度为g，代入图中所测的数据进行计算，并将与_______进行比较（用题中所给字母表示），即可在误差范围内验证，从O点到E点的过程中机械能是否守恒。④某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到打出的起始点O了，如图所示.于是他利用剩余的纸带进行如下的测量：以A点为起点，测量各点到A点的距离h，计算出物体下落到各点的速度v，并作出v2-h图像。图中给出了a、b、c三条直线，他作出的图像应该是直线_________；由图像得出，A点到起始点O的距离为_________cm（结果保留三位有效数字）.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)某个质量为m的物体在从静止开始下落的过程中，除了重力之外还受到水平方向的大小、方向都不变的力F的作用．（1）求它在t时刻的水平分速度和竖直分速度．（2）建立适当的坐标系，写出这个坐标系中代表物体运动轨迹的x、y之间的关系式．这个物体在沿什么样的轨迹运动？16、（12分）(本题9分)如图所示，质量为mA=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m．某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为mC=1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s1．求：（1）小车系统的最终速度大小v共；（1）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；（3）整个过程中系统损失的机械能△E机损．17、（12分）如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=1.0m．若将电荷量均为q=+1.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N·m1/C1．求：（1）两点电荷间的库仑力大小；（1）C点的电场强度的大小和方向．

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、D【解析】

ABD.如果恒力与速度共线，物体将做直线运动，如果恒力与速度不共线，物体将做曲线运动，故AB错误，D正确；C.由于合力F是恒力，而匀速圆周运动中合力提供向心力，方向不断改变，是变力，故物体不可能做匀速圆周运动，故C错误；故选D.2、C【解析】第一宇宙速度是环绕地球运动的最大环绕速度，A错；是发射卫星的最小发射速度，B错；是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度，C对；D错；3、C【解析】

C．根据知道卫星绕行星表面运动的周期T，则则ρT²=3π/G是定值，选项C正确；A．因无法求解行星的半径r，则无法求解行星的质量，选项A错误；B．只知道行星到太阳的距离无法求解中心天体-太阳的质量，选项B错误；D．因为T不是行星绕太阳的转动周期，则不是定值，选项D错误；故选C.4、B【解析】试题分析：汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化．当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动．根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得，，当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大，故A错误；1.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故B正确；“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小．

最小周期，v=1.9km/s，R=6400km，代入解得T=5081s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，故C错误；在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，故D错误．5、A【解析】

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住等时性，运用运动学公式进行分析．【详解】适当增大投放飞镖的初速度，则运动的时间变短，下降的高度变小，会击中靶心，故A正确．由于水平距离不变，初速度不变，则运动的时间不变，下降的高度不变，适当减小投放飞镖的高度，仍然不会击中靶心，故B错误．到稍远些地方投放飞镖，根据水平方向上做匀速直线运动知，运动的时间变长，根据等时性知，下降的高度变大，则仍不会击中靶心．故C错误．平抛运动与飞镖的质量无关，故D错误．故选A.【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，抓住等时性进行分析．6、B【解析】

AC．三小球的平抛运动竖直方向做自由落体运动，有h=12gt2，而竖直位移有hA=hB＜B．平抛的水平方向为匀速直线运动，有x=vt，而xA＜xB=xC，则平抛的初速度vA<vB，D．根据△v=a△t可知，加速度为g一定，C球的运动时间最长，则速度变化量最大，故D正确.7、BC【解析】

A.小球在月球表面做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有：vy=gt，所以：，则：．故A错误；B.月球表面的重力加速度为：，所以：．故B正确；C.第一宇宙速度为：．故C正确；D.绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期为：．故D错误.8、BD【解析】从a到c的运动过程，小球除重力做功外，弹簧的弹力对小球做功，故小球的机械能不守恒；对小球和弹簧的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，符合机械能守恒的条件，因此系统的机械能守恒．所以A项错误，B项正确．小球从b点接触弹簧，弹力逐渐增大，开始小于重力，到bc间某位置等于重力，后大于重力，因此，小球从b到c先做加速运动，后做减速运动，到c点速度减为零，弹簧压缩到最短，弹性势能最大，到b点的动能不是最大，所以C选项错误，D选项正确．故选BD．点睛：明确机械能守恒的条件是只有重力（或弹簧的弹力）做功；把握小球从b到c过程的受力分析和运动分析，知道小球先做加速运动，后做减速运动，在bc之间某位置速度最大，到c点速度减为零，弹簧压缩到最短．9、BC【解析】

AB．物体高度下降了则重力做正功为故A错误，B正确；CD．重力做功多少等于重力势能的减小量，故小球的重力势能一定减少0.45J，故C正确，D错误。故选BC。10、AD【解析】

A.由图象可知，M点附近的电势为负值、O点附近的电势为正值，所以，q1与q2带异种电荷，故A项与题意相符合；B．A、N点的电势为零，但场强不为零（φ-y图象的斜率不为零），故B项与题意不相符；C.从N点沿y轴正方向，电场强度的大小先减小后增大再逐渐减小，故C项与题意不相符；D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增后减，所以，电场力先做负功后做正功，故D项与题意相符。11、AC【解析】

AB.机车保持加速度不变启动，则速度为，在达到额定功率前均做匀加速直线运动，图像为过原点的倾斜直线；故A正确，B错误.CD.机车的功率，匀加速直线运动，联立有，可知机车的功率随时间均匀增大；C正确，D错误.12、AD【解析】A、B、由动能定理可知：-μmgs=0-EK；由公式可知，因初动能相同，故两物体克服阻力做功相同；而，故质量大的物体，滑行距离要小，故A正确，B错误；C、D、由-μmgs=0-EK可知摩擦力做功相等，故C错误，D正确；故选AD．【点睛】本题综合考查动能定理、牛顿第二定律及位移公式，在解题时要注意如果题目中涉及时间，则应考虑应用牛顿第二律，若不涉及时间应优先采用动能定理或功能关系．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、=;2:1;2:1;【解析】（1）因两轮ab转动的角速度相同，而两槽的角速度与两轮角速度相同，则两槽转动的角速度相等，即ωA=ωB；（2）钢球①、②的角速度相同，半径之比为2:1，则根据v=ωr可知，线速度之比为2:1；根据可知，受到的向心力之比为2:1．14、D3.04gh2a10.0【解析】

(1)根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定必需的器材．(2)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E点的速度．(3)根据重力势能的减小量等于动能的增加量，列出机械能守恒的表达式．(4)抓住A点速度不为零，得出正确的图线，结合O点的速度为零，结合图线得出A点距离O点的距离．【详解】(1)打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度，重锤的质量可以不测；故选D．(2)根据匀变速直线运动的推论：平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则E点的瞬时速度.(3)当重力势能的减小量mgh2与动能的增加量相等，则机械能守恒，即验证与gh2是否相等；(4)以A点为起点，测量各点到A点的距离h，由于A点速度不为零，可知h=0时，纵轴坐标不为零，可知正确的图线为a;由图像a可知，初始位置时，速度为零，可知A点到起始点O的距离为10.0cm．【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定测量的物理量．以及掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1），（2），物体沿直线运动【解析】（1）以物体下落点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴；水平分运动是初速度为零的匀加速