南平市重点中学2023-2024学年物理高一第二学期期末预测试题含解析

南平市重点中学2023-2024学年物理高一第二学期期末预测试题考生请注意：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)质量为1kg的物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的规律为x=2t+t2（m）。t=2s时，该物体所受合力的功率为A．6W B．8W C．10W D．12W2、货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，当拖拽速度为4m/s时，所需功率为20kW.则当速度减小为2m/s时所需功率为()A．5kW B．10kW C．20kW D．40kW3、(本题9分)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（）A．4倍 B．2倍 C．2倍 D．倍4、(本题9分)如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星()A．线速度大小关系为B．加速度大小关系为C．向心力大小关系为D．周期关系为5、(本题9分)一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为ω，周期为T。关于这些物理量的关系，下列关系式正确的是（）A．v=ωrB．v=2πT6、(本题9分)在河面上方20m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°．人以恒定的速率v=3m/s拉绳，使小船靠岸，那么()A．5s时绳与水面的夹角为60°B．5s时小船前进了15mC．5s时小船的速率为5m/sD．5s时小船到岸边距离为10m7、如图所示，a、b是两个在同一平面内的，绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其中已知b为地球同步卫星，引力常量为G．据图和上述信息，关于地球和卫星a、b的分析或结论，如：卫星a、b的绕行速度va、vb，绕行周期Ta、Tb等。下列的叙述正确的是（）A．由于va＞vb，因而卫星a减速可有可能让卫星b追上B．卫星a的绕行周期Ta一定小于24hC．卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合D．利用以上信息，可计算出地球的半径8、如图所示，空间有一电场，电场中有a和b两点。设在电场中只受静电力的电子在a、b两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是A．aA＞aB B．aA＜aBC．EpA＞EpB D．EpA＜EpB9、(本题9分)光滑水平面上静止一质量为的木块，一颗质量为的子弹以水平速度射入木块，最终和木块一起以的速度运动．设相互作用力为，为恒力．在这个过程中下列说法正确的是（）A．子弹克服阻力做的功等于）B．力对子弹做的功和力对木块做的功相等C．子弹对木块做的功等于木块动能的增量D．子弹损失的动能等于木块增加的动能10、两个完全相同的金属小球（可视为点电荷），带电荷量之比为3:7，相距为r。现将两小球接触后再放回原来的位置上，则此时小球间的库仑力与接触前之比可能为A．4:21 B．4:25 C．2:5 D．25:2111、(本题9分)如图所示，A为系在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下的恒力F的作用下，弹簧被压缩到B点，现突然撤去力F，小球将在竖直方向上开始运动，若不计空气阻力，则下列中说法正确的是（）A．小球在上升过程中，重力势能逐渐增大B．小球在上升过程中，动能先增大后减小C．小球上升至弹簧原长处时，动能最大D．小球上升至弹簧原长处时，动能和重力势能之和最大12、(本题9分)一物体沿直线运动，其v­t图象如图所示．已知在前2s内合力对物体做的功为W，则()A．从第1s末到第2s末合力做功为WB．从第3s末到第5s末合力做功为－WC．从第5s末到第7s末合力做功为WD．从第3s末到第7s末合力做功为－2W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)在探究“做功与物体速度变化”的关系时，实验室准备的装置如图所示。（1）为保证小车受到的合力与重物的重力大小基本相等，应进行下列操作：①在_____________（选填“挂”或“不挂”）重物时，把斜面右端垫高一些，平衡摩擦力；②保持重物的质量_____________（选填“远小于”或“远大于”）小车的质量（2）改变_____________（选填“重物”或“小车”）的质量或者改变小车运动的距离，也就改变了小车受到的合力做的功。14、（10分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两只已调零的弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两只弹簧秤的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较力F′和F的大小和方向，看他们在误差范围内是否相同，得出结论。（1）上述C、E步骤中有重要遗漏，分别是：C中遗漏的是：________；E中遗漏的是：________。（2）实验情况如图甲所示，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________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)如图所示，用绝缘细绳系带正电小球在竖直平面内运动，已知绳长为L，重力加速度g，小球半径不计，质量为m，电荷q．不加电场时，小球在最低点绳的拉力是球重的9倍。(1)求小球在最低点时的速度大小；(2)如果在小球通过最低点时，突然在空间产生竖直向下的匀强电场，若使小球在后面的运动中，绳出现松软状态，求电场强度可能的大小。16、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内有一光滑的直角细杆MON，其中ON水平，OM竖直，两个小物块A和B分别套在OM和ON杆上，连接AB的轻绳长为L=0.5m，．现将直角杆MON绕过OM的轴O1O2缓慢地转动起来．已知A的质量为m1=2kg，重力加速度g取10m/s2。（1）当轻绳与OM的夹角θ=37°时，求轻绳上张力F。（2）当轻绳与OM的夹角θ=37°时，求物块B的动能EkB。（3）若缓慢增大直角杆转速，使轻绳与OM的夹角θ由37°缓慢增加到53°，求这个过程中直角杆对A和B做的功WA、WB。17、（12分）(本题9分)如图所示，半径R=1.25m的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，圆弧轨道底端与长L=1.8m的水平传送带平滑相接，传送带以v=4m/s的速度沿顺时针方向匀速运动。现将一质量m=1kg、可视为质点的滑块从圆弧轨道顶端由静止释放，滑块运动到传送带右端时恰好与传送带共速。已知重力加速度g取10m/s2。求：（1）滑块在传送带上的整个运动过程中所用的时间；（2）滑块在传送带上的整个运动过程中因摩擦而产生的热量。

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】

根据知质点的加速度，初速度为，根据可知时速度为，根据牛顿第二定律可知物体所受合力，t=2s时，该物体所受合力的功率为，故选项D正确，A、B、C错误。2、A【解析】

货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，即：，根据功率方程：，可以得到：，所以，BCD错误，A正确3、D【解析】

根据“摩托艇发动机的输出功率”可知，本题考查机车启动类问题．根据题意可知，摩托艇的阻力大小与速度成正比，即：f=kv；当物体做匀速运动时，速度最大，此时牵引力F与阻力f相等：即F=f=kv；而发动机的输出功率P=Fv，据此分析判断．【详解】设阻力为f，由题知：f=kv；速度最大时，牵引力等于阻力，则有P=Fv=fv=kv1．所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的1倍，则摩托艇的最大速率变为原来的倍．故ABC错误，D正确．【点睛】解决本题的关键：一是能够正确的写出阻力与速度大小的表达式，二是利用功率的计算方法P=Fv．4、B【解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有：，解得：，，；由题意有：，因此可知线速度大小关系为：，加速度大小关系为：，周期关系为：，根据和可知，，故选项B正确，A、C、D错误．5、D【解析】

AD、根据线速度的定义可知v=lBC、因为ω=2πT，所以故选D。【点睛】关键是知道线速度、角速度的定义式和线速度角速度的关系。6、C【解析】

AD．由几何关系可知，开始时河面上的绳长为此时船离岸的距离5s时，绳子向左移动了河面上绳长为小船离河边的距离船的速度为合速度，由绳收缩的速度及绳摆动的速度合成得出，5s后，由几何关系可知绳与水面的夹角是53°，故AD错误；B．5s时刻小船前进的距离为故B错误；C．船的速度为合速度，由绳收缩的速度及绳摆动的速度合成得出，则由几何关系可知故C正确。故选C。7、BC【解析】

A.卫星a减速时，a将做近心运动，轨道半径减小，不可能让卫星b追上。故A错误。B.根据万有引力提供向心力，得：解得：，可知，卫星a的绕行周期Ta一定小于卫星b的绕行周期Tb，即一定小于24h，故B正确。C.地球同步卫星的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，a、b是两个在同一平面内的，b为地球同步卫星，则卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，故C正确。D.利用题目的信息，不能求出地球的半径，故D错误。8、AD【解析】

AB、a点的电场线比b点密，所以a点的场强大于b点的场强。故电子在a点所受的电场力大于b点的电场力，由牛顿第二定律可知，aA＞aB，故A正确，B错误；CD、沿电场线方向电势逐渐降低，知a点的电势大于b点的电势；因电子带负电，故a点的电势能小于b点的电势能，故C错误，D正确。9、AC【解析】

A、对子弹全过程由动能定理，有，所以子弹克服阻力做功为，故A正确；B、设子弹相对地面的位移为x，木块相对地面的位移为s，则力对木块做功，力对子弹做功，由于x>s，故，故B错误；C、由动能定理可知，木块获得动能，即子弹对木块做的功等于木块获得的动能，故C正确；D、对子弹和木块组成的系统，全过程总能量守恒，即系统内减少的能量等增加的能量，即：子弹减少的动能=木块增加的动能+系统产生的内能，故D错误；故选AC．【点睛】研究阻力对子弹做的功，子弹对木块做功，使用动能定理列方程即可解决，比较子弹与木块相互作用力所做的功，关键是确定两物体的位移，内能的产生，可以用能量守恒定律，或者求机械能损失来解．10、AD【解析】

由库仑定律可得F=kQqA.4:21与分析相符，故A项与题意相符；B.4:25与分相不相符，故B项与题意不相符；C.2:5与分相不相符，故C项与题意不相符；D.25:21与分析相符，故A项与题意相符。11、ABD【解析】

小球在上升过程中，随高度增加重力势能逐渐增大，选项A正确；小球在上升过程中，一开始弹簧的弹力大于重力，加速度方向向上，小球做加速运动，速度增大，动能增大。当弹力等于重力时，加速度为零；当弹力小于重力后，加速度方向向下，小球做减速运动，速度减小，动能减小，即动能先增大后减小，故B正确。小球在上升过程中，开始时弹力大于重力，动能增加，而当弹力和重力相等后，合外力做负功，动能减小，则在弹力等于重力时刻，小球动能最大，而不是弹簧在原长位置动能最大，选项C错误；撤去F后对于小球、地球、弹簧构成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒，小球在上升过程中，弹簧的压缩量不断减小，则弹性势能一直减小，当恢复到原长位置时，弹性势能最小，则动能和重力势能之和最大，故D正确。故选ABD。【点睛】本题关键要分析小球在上升过程中的受力情况，来分析运动情况，理解加速度的变化由重力与弹力共同决定，掌握速度如何变化，并知道加速度为零时，速度达到最大值．12、BC【解析】第一秒内物体做匀加速直线运动，做功为W，设所受合力为F，位移为x,从第3秒末到第7秒末由图象的斜率可以知道，此时的合力大小,第3秒末到第5秒末合外力的方向与速度方向相反，第5秒末到第7秒末力的方向与速度方向相同．所以有第三秒末到第5秒末的位移为2x，第5秒末到第7秒末的位移也为2x，所以合力做功为W2=F×2x×cos180°=-W，W3=×2x×cos0°=W，第3秒末到第7秒末物体的位移为所以W4=F2×cos180°=-0.75W，所以BC正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、不挂远小于重物【解析】

第一空.为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在不挂钩码的情况下做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力大小等于绳子的拉力；第二空.根据牛顿第二定律可知绳子拉力为：，所以当重物质量远小于小车质量时，绳上拉力近似等于重物重力。第三空.根据实验原理可知，本实验中需要改变外力的功，根据W=FL可知，可以通过改变重物的质量以及改变小车通过的距离来改变拉力的功。14、（1）①未记下两条细绳的方向