山西省晋中市2023-2024学年高一物理第二学期期末联考试题含解析

山西省晋中市2023-2024学年高一物理第二学期期末联考试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，且与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为()A．13mgB．23mg2、(本题9分)悬停在空中的直升飞机上坠落一物体，可视为做自由落体运动．从下落开始计时，重力加速度g取10m/s2，则物体在第5s内的位移为A．10mB．45mC．80mD．125m3、(本题9分)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑，则（）A．在小球从圆弧槽上下滑过程中，小球和槽组成的系统动量守恒B．在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒C．在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒D．小球离开弹簧后能追上圆弧槽4、下列运动的物体中，机械能守恒的是（）A．加速上升的运载火箭B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．在粗糙水平面上运动的物体5、(本题9分)下列说法符合史实的是（）A．开普勒发现了引力定律 B．卡文迪许第一次在实验室里测出了引力常量C．牛顿通过计算给出了海王星轨道 D．霍金提出了狭义相对论6、(本题9分)关于热现象，下列说法正确的是（）A．物体温度不变，

其内能一定不变B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能一定增大C．外界对物体做功，物体的内能一定增加D．物体放出热量，物体的内能一定减小7、(本题9分)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8、(本题9分)一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．则此时小球水平速度与竖直速度之比、小球水平方向通过的距离与在竖直方向下落的距离之比分别为（）A．水平速度与竖直速度之比为tanθ B．水平速度与竖直速度之比为C．水平位移与竖直位移之比为2tanθ D．水平位移与竖直位移之比为9、如图所示，物体在水平推力F的作用下静止于斜面上，如图所示，若稍微增大推力，物体仍保持静止，则A．物体所受合力增大B．物体所受合力不变C．物体所受摩擦力可能增大D．物体所受斜面的支持力增大10、(本题9分)两个质量相等的小球a、b分别用细线连接，悬挂于同一点O。现给两小球一定的初速度，使两小球在同一水平面内做匀速圆周运动，这样就构成两圆锥摆，如图所示。若a、b两球做匀速圆周运动的半径之比为ra∶rb=2∶1，则下列关于描述a、b两球运动的物理量之比，正确的是A．速度之比va∶vb=2∶1B．角速度之比ωa∶ωb=2∶1C．加速度之比aa∶ab=2∶1D．周期之比Ta∶Tb=2∶111、(本题9分)一质量为m的物体，以g的加速度减速上升h高度，g为重力加速度，不计空气阻力，则()A．物体的机械能守恒B．物体的动能减小mghC．物体的机械能减少mghD．物体的重力势能减少mgh12、发动机额定功率为P0的汽车在水平路面上从静止开始先匀加速启动，最后达到最大速度并做匀速直线运动，已知汽车所受路面阻力恒为F，汽车刚开始启动时的牵引力和加速度分别为F0和a0，如图所示描绘的是汽车在这一过程中速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是(）A． B．C． D．二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）如图所示，下列器材中，实验“探究小车速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“用自由落体运动验证机械能守恒定律”都需要用到的实验器材是______、______（填器材的名称）。（2）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列说法中正确的是______（填字母）A．长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动B．悬挂的砝码和砝码盘的总质量一定要远小于小车的总质量C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行D．小车应靠近打点计时器，先释放小车，后接通电源（3）如图是验证机械能守恒定律实验得到的一条纸带，电源频率为。计算打点计时器打下点时纸带的速度______。（计算结果保留三位有效数字）14、(本题9分)某同学利用如图甲所示的气垫导轨验证机械能守恒定律．在处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为．打开气源，调节气垫导轨旋钮，使导轨与水平面的倾斜角为，滑块从处由静止释放，此时遮光条与光电门之间的距离为，宽度为的遮光条经过光电门挡光时间为，重力加速度为．①用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示．其读数为_______________．②滑块由点运动到点的过程中，滑块动能增加量____________，滑块重力势能减少量_______________．（以上结果均用题中所给字母表示）15、(本题9分)三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_________。(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每______s曝光一次，该小球的初速度大小为________m/s，小球运动到图中位置2时速度大小为_______m/s(g取10m/s2)。三．计算题(22分)16、（12分）如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目．为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力．如图所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到Q点的过程中，机械能损失可忽略．弹性绳的弹力大小可以用来计算，其中k为常量，为弹性绳的伸长量．（1）弹性绳的原长为l0，弹性绳对游客的弹力为F，游客相对蹦极平台的位移为x，取竖直向下为正方向，请在如图中画出F随x变化的示意图．（2）借助F﹣x图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（x＞l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm＝4.3×103N，游客下落至最低点与地面的距离d≥3m．已知l0＝10m，k＝100N/m，蹦极平台与地面间的距离D＝55m．取重力加速度g＝10m/s2，试通过计算说明：总质量M＝160kg的游客能否被允许使用该蹦极设施．17、（10分）(本题9分)某直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源的电压为120V。不计内阻，当电机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，（g=10m/s2）求：(1)电动机线圈的电阻为多少？(2)电动机对该重物提升的最大提升速度是多少？(3)若因电动机的故障电动机不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率是多少？

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】试题分析：以相机为研究对象，对相机受力分析，先将各支架的作用力沿着水平和竖直方向正交分解，由共点力的平衡条件可得出各支架的受力．对照相机受力分析，受重力、和三个支架的支持力，根据平衡条件，三根支架的支持力的合力应等于重力，即：3Fcosθ=mg，解得【点睛】本题因是立体图，无法将所有力画出，因三根支架受力相等，故可以由一根支架的受力得出所有支架的合力．2、B【解析】设运动的总时间为t，则第5s内的位移为：，B正确．【点睛】求解第ns内的位移的一般思路为：第ns内的位移等于前ns内的位移减去前（n-1）s内的位移．3、C【解析】

A.在小球从圆弧槽上下滑过程中，刚开始小球和圆弧槽竖直方向的总动量为零，小球向下运动过程中做曲线运动有竖直向下的分速度，因此小球有竖直向下的动量，而圆弧槽竖直方向动量一直为零，因此小球和圆弧槽竖直方向动量不守恒，故小球和槽组成的系统动量不守恒，故A错误；B.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中，由于水平方向动量守恒，槽向左运动，有动能，小球的机械能一部分转移给槽，所以小球的机械能不守恒C.在小球压缩弹簧的过程中，只能弹簧的弹力做功，所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故C正确。D.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中，由于水平方向动量守恒，水平方向系统的总动量为0，两者质量相等，所以两者分开时，速度的大小相等，方向相反；在小球压缩弹簧的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球离开弹簧后的速度与槽的速度大小相等，所以小球离开弹簧后不能追上圆弧槽，故D错误。4、C【解析】

A．加速向上运动的运载火箭，动能和重力势能都增加，两者之和即机械能必定增加，故A错误；B．被匀速吊起的集装箱动能不变，而重力势能增加，两者总和即机械能必定增加，故B错误；C．光滑曲面上自由运动的物体，曲面对物体的支持力不做功，只有重力对物体做功，其机械能守恒，故C正确；D．在粗糙水平面上运动的物体做减速运动，重力势能不变，而动能减少，两者总和即机械能必定减小，故D错误。5、B【解析】

A.牛顿发现了万有引力定律，A错误；B.卡文迪许通过扭秤实验测得了引力常量，B正确；C.海王星是英国人亚当斯和法国人勒威耶根据万有引力推测出这颗新行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据根据勒威耶计算出来的新行星的位置，发现了第八颗新的行星--海王星，C错误；D.爱因斯坦提出了狭义相对论，D错误．6、B【解析】A.晶体在熔化过程中，温度不变，分子动能不变，但由固态变成液态，分子势能增大，所以内能增大，故A错误；B、温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大，故B正确；C、外界对物体做功时，若同时散热，则由热力学第一定律可知物体的内能不一定增加，故C错误；D、物体放热的同时外界对物体做功，其内能不一定减小，故D错误；故选B。【点睛】外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加；温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大。7、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。8、AC【解析】试题分析：小球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，则速度方向与竖直方向的夹角为θ，则水平速度与竖直速度之比为，故A正确，B错误．水平位移与竖直位移之比，故C正确，D错误．考点：考查了平抛运动9、BCD【解析】

AB.物体保持静止状态，合力保持为零不变，故A错误，B正确；C.设斜面的倾角为α，物体的质量为m。①物体原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有Fcosα=mgsinα+f，得f=Fcosα-mgsinα。当F逐渐增大时，f也逐渐增大；②若物体原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有Fcosα+f=mgsinα，得f=mgsinα-Fcosα当F逐渐增大时，f逐渐减小；③若物体原来mgsinα=Fcosα，则物体所受斜面摩擦力为0；当F逐渐增大时，f从零也逐渐增大；综上C正确；D.物体所受斜面支持力N=Fsinα+mgcosα，F增大，则得N增大；故D正确；10、AC【解析】

对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，细线的拉力所以向心力，所以角速度，相同。A.根据可知，线速度之比为半径比，即2：1，A正确。B.根据分析可知，角速度之比为1：1，B错误。C.加速度可知，加速度之比为半径比，即2：1，C正确。D.周期可知，周期之比为1：1，D错误。11、BCD【解析】物体的加速度为g/3≠g，除重力做功外，还有其它力做功，物体机械能不守恒，故A错误；对物体受力分析，设物体受的拉力的大小为F，则由牛顿第二定律可得，mg-F=m×g，解得：F=mg，对全过程由动能定理可得，△EK=Fh-mgh=−mgh

，物体的动能减少了mgh，故B正确；除重力外其它力做的功等于物体机械能的变化量，则机械能的增量△E=Fh=mgh，故C正确；物体高度增加，重力势能增加，增加的重力势能为mgh，故D正确；故选BCD．点睛：物体的加速度为g/3，这是本题的关键所在，由此可以说明物体还要受到向上的拉力的作用．同时要明确功能关系：重力做功等于重力势能的变化；合力功等于动能的变化；除重力以外的其它力的功等于机械能的变化.12、AC【解析】

汽车匀加速启动时，a一定，根据v=at知v增大，根据知F一定，根据P=Fv知，功率P也均匀增大，达到P额后，功率保持不变，由v继续增大，牵引力减小，当F=f时，a=0，速度达到最大，之后匀速．A.根据以上分析，故A符合题意．B.根据以上分析，最终加速度为零，故B不符合题意．C.根据以上分析，故C符合题意．D.根据以上分析，功率均匀增大，故D不符合题意．二．填空题(每小题6分，共18分)13、刻度尺打点计时器ABC（1.36～1.39均给分）【解析】

（1）[1][2]．验证机械能守恒定律需要的器材有：重锤、铁架台、打点计时器和纸带、刻度尺等。实验“探究小车速度随时间的变化规律”和“探究加速度与力、质量的关系”两实验类似，需要的器材有：小车、打点计时器、钩码、刻度尺、木板等；可知能用于这三个实验的器材是打点计时器和刻度尺。（2）[3]．在做“探究加速度与力、质量的关系”实验前，先要做一些辅助工作：A、平衡摩擦力，即先把长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动，选项A正确；

B、为了使拉力等于钩码的重力，必须使钩码的质量远小于小车的质量，故选项B正确；

C、细线要与木板平行，否则合力是变化的，选项C正确；

D、凡涉打点计时器的步骤，是先通电再释放物体，故选项D错误。

故选ABC。（3）[4]．b点的速度等于ac段的平均速度，由图可知xac=5.5cm=0.055m；故14、9.4【解析】(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，宽度b的读数为：9mm+4×0.1mm=9.4mm；(2)由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，滑块通过光电门B速度为：；滑块从A处到达B处时，滑块动能增加量：；滑块的重力势能减少量可表示为：；15、平抛运动的竖直分运动是自由落体运动PQ两球将相碰平抛运动的水平分运动是匀速直线运动0.1