河北衡水中学2023-2024学年物理高一第二学期期末联考试题含解析

河北衡水中学2023-2024学年物理高一第二学期期末联考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、一中学生沿400米圆形跑道，跑了全长的四分之三，用时一分钟.中学生运动的角速度大小为：A． B． C． D．2、(本题9分)如图，质量相同的两物体、，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，在水平桌面的上方，在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使、静止，撤去此压力后，开始运动，在下降的过程中，始终未离开桌面。在此过程中A．的动能小于的动能B．两物体机械能的变化量相等C．的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D．绳的拉力对所做的功与对所做的功的代数和不为零3、两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则A．q由A向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时电势能为零4、(本题9分)如图所示是两种不同的过山车过最高点时的情形，图甲情形中，乘客经过轨道最高点时头朝上，图乙情形中，乘客经过轨道最高点时头朝下，假设两种圆轨道的半径均为，下列说法正确的是（）A．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下B．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上5、(本题9分)在同一平台上的O点抛出的3个物体，做平抛运动的轨迹均在纸面内，如图所示，则3个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC，下落的时间tA、tB、tC的关系”关系分别是（）A．vAvBvCtAtBtCB．vAvBvCtAtBtCC．vAvBvCtAtBtCD．vAvBvCtAtBtC6、(本题9分)放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动，若这两个力分别做了6J和8J的功，则该物体的动能增加了（）A．48J B．14J C．10J D．2J7、(本题9分)关于功率，下列说法正确的是（）A．由公式P=WB．由公式P=Fv可知车速越大，汽车发动机功率越大C．由公式P=WD．车子的启动过程中，当加速度为零时，取得速度的最大值8、(本题9分)质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为25A．物体重力做的功为mghB．合外力对物体做功为35C．物体重力势能增加了mghD．物体的机械能减少了359、(本题9分)如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．现给电容器充电，静电计指针张开一定角度．保持电容器所带电量不变的情况下，下面哪些操作将使静电计指针张角变小A．将M板向下平移B．将M板沿水平向左方向远离N板C．将M板沿水平向右方向靠近N板D．在M、N板之间插入云母板10、(本题9分)如图所示，物体A在力F作用下被夹在竖直墙与隔板B之间而处于静止状态，若将力F增大了2倍，则（）A．物体A所受压力增大为原来的2倍B．物体A所受压力增大为原来的3倍C．物体A所受摩擦力保持不变D．因不知物体A与墙，物体A与隔板间的动摩擦因数，因而不能确定物体A所受摩擦力的大小11、如图，半径R=0.45m的四分之一光滑圆弧面轨道竖直固定，弧面下端与一水平足够长传送带右端相切，传送带以恒定的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动。一质量m=1kg的小物块自圆弧面轨道的最高点由静止滑下，物块与传送带之间的动摩擦因数=0.2，不计物块滑过曲面与传送带交接处时的机械能损失，重力加速度g=10m/s2，则物块从第一次滑上传送带到第一次离开传送带的过程中，下列说法正确的是（）A．物块在传送带上向左运动的最远距离为2mB．物块运动的时间为3.125sC．物块与传送带间因摩擦产生的热能为12.5JD．传送带对物块做的功为2.5J12、(本题9分)如图所示，长为0.5m的轻杆一端与质量为2kg的小球相连，另一端可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使其在竖直面内做圆周运动，若小球通过轨道最低点a时的速度为4m/s，通过轨道最高点b时的速度为2m/s，重力加速度g=10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，下列说法正确的是（）A．在a点，小球对轻杆作用力的方向竖直向下B．在a点，小球对轻杆作用力的大小为24NC．在b点，小球对轻杆作用力的方向竖直向上D．在b点，小球对轻杆作用力的大小为4N二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为，完成下面问题．(1)根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是A．时间间隔B．加速度C．瞬时速度D．平均速度（2）根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中；（要求保留3位有效数字）瞬时速度

v1

v2

v3

v4

v5

数值(m/s)

0.165

0.214

0.263

0.363

（3）在图所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．（4）由图像求出小车的加速度14、物理学家于2002年9月评出十个最“美”的物理实验，这种“美”是一种经验概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论.其实，科学美蕴藏于各学科的实验之中，有待于我们在学习过程中不断地感悟和发现.伽利略的自由落体实验和加速度实验均被评为最“美”的实验.在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球运动的路程与时间的关系。亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，而伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比。请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用、速度用、加速度用、时间用表示），亚里士多德的预言：_______：伽利略的结论：_________.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素。在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是减小铜球运动过程中__________，同时抓住__________这一主要因素.15、某学习小组为验证机械能守恒定律，用力传慼器、轻绳、光滑定滑轮、小球和量角器设计了如下实验。（已知重力加速度为g）（1）用不可伸长的绳子跨过两个定滑轮，绳子两端分别与小球和力传感器相连，力感器固定在地面上，通过传感器可测得绳子拉力；（2）调节两定滑轮之间的距离，在小球静止时，记下右端绳子长度L及_____（写出相关量及字母符号）；（3）如图所示，将小球拉到使绳与竖直方向成角θ时，静止释放，小球向下做圆周运动，为了求出小球在最低点A的速度，还需测量_____（写出相关量及字母符号），并求出小球在最低点A的速度为_____（用已知和测得字母的符号表示）；（4）将小球拉到不同θ角度，重复实验；（5）试写出此验证机械能守恒的关系式_____（用已知和测得的字母符号表示）。三．计算题(22分)16、（12分）天文观测发现：某半径为R的行星有一颗卫星绕其做匀速圆周运动。测得卫星到行星中心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的周期为T，已知万有引力常量为G.求：（1）该行星的质量和密度；（2）若在此行星表面发射卫星，则发射卫星的最小速度为多少?17、（10分）如图，在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上，一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁定．现解除锁定，小物块与弹簧分离后以一定的水平速度v1向右从A点滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC．已知B点距水平地面的高h2=0.6m，圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高，C点的切线水平，并与长L=2.8m的水平粗糙直轨道CD平滑连接，小物块恰能到达D处．重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计．求：(1)小物块由A到B的运动时间t；(2)解除锁定前弹簧所储存的弹性势能Ep；(3)小物块与轨道CD间的动摩擦因数μ．

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、C【解析】

根据题意可知匀速圆周运动的弧长为，是全长的四分之三，可知转过的圆心角为，时间为，由角速度的定义式；故A、B、D错误，C正确.2、A【解析】

A.将b的实际速度进行分解如图：即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，A正确；B.由于有摩擦力做功，故ab系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，B错误；C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，C错误；D.在这段时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等方向相反，两个物体沿绳子方向的位移相等，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，D错误。3、C【解析】试题分析：两等量正电荷周围部分电场线如右图所示：其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误；电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确；取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值，故D错误考点：电势能【名师点睛】本题考查静电场的基本概念．关键要熟悉等量同种点电荷电场线的分布情况，根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷q的受力情况，确定其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．4、B【解析】

AB．图甲中，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，若，则合力小于重力，所以人受到向上的支持力，故A错，B对；C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，此时座椅对人没有作用力，故C错；D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，则合力大于重力，所以人受到的座椅施加的向下的压力，故D错。故选B。5、C【解析】

三个物体都做平抛运动，由可知，物体下降的高度决定物体运动的时间，所以物体水平方向做匀速直线运动，则有得取一个相同的高度，此时物体的下降的时间相同，水平位移大的物体的初速度较大，则故ABD错误，C正确。故选C。6、B【解析】

运用动能定理：△E=w合=6J+8J=14J所以该物体的动能增加了14J．故B正确，ACD错误．故选B．7、CD【解析】A、由公式P=WB、由公式P=Fv可知当牵引力恒定时，车速越大，汽车发动机功率越大，故B错误；C、由公式P=WD、车子的启动过程中，当加速度为零时，获得速度的最大值，故选项D正确。点睛：解决本题的关键知道功率的定义，知道功率是反映做功快慢的物理量。8、AD【解析】

AC．质量为m的物体，在物体下落h的过程中，物体重力做的功WG=mgh，物体的重力势能减少B．质量为m的物体，下落的加速度为25F方向竖直向下，合外力对物体做功W故B项错误．D．合外力对物体做功W合=25mgh，物体动能增加2故选AD.点睛：重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量；合力对物体所做的功等于物体动能的增加量；除重力（弹簧弹力）其他力对物体所做的功等于物体机械能的增加量．9、CD【解析】

A．将M板向下平移，正对面积减小，根据，电容减小，根据，Q不变，则电势差增大，张角变大，故A错误；B．将M板沿水平向左方向远离N板，d变大，根据，电容减小，根据，Q不变，则电势差增大，张角变大，故B错误；C．将M板沿水平向右方向靠近N板，d减小，根据，电容增大，根据，Q不变，则电势差减小，张角变小，故C正确；D．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1），根据，电容增大，根据，Q不变，则电势差减小，张角变小，故D正确；10、BC【解析】物体A在竖直方向上受到重力和静摩擦力作用，并且在竖直方向上静止，所以静摩擦大小等于重力，当若将力F增大了2倍，物体在竖直方向上的状态不变，所以静摩擦力保持不变，思路分析：物体A所受的摩擦力为静摩擦力，其大小总与物体A的重力相等，与正压力无关.试题点评：本题考查了静摩擦力和其正压力的关系，静摩擦力与正压力无关，11、BC【解析】

A、物体沿圆弧面下滑，机械能守恒：mgR=

mv02，得：v0=3m./s，物体在传送带上相对运动时的加速度大小为：a=g

=2m/s2，物体滑上传送带向左运动的最远距离：s1

==2.25m，故A错误。B、物体向左运动的时间：t1==1.5s，物体向右加速到v

的时间：t2==1s，向右加速的位移：s2==1m，然后物体以速度v匀速运动的时间：t3==0.625s，物体第一次从滑上到离开传送带所经历的时间：t=t1+t2+t3=3.125s，故B正确。C、物块与传送带间因摩擦产生的热能

Q=mg(s1+vt1+vt2-s2)=12.5J，故C正确。D、根据动能定理，传送带对物块做的功W=mv2-mv02=-2.5J，故D错误。

【点睛】12、AD【解析】

AB、在a点对小球：F-mg=m，轻杆对小球的拉力F=mg+m=210N+2N=84N，根据牛顿第三定律知，在a点，小球对轻杆作用力大小为84N，方向竖直向下，故A正确，B错误。CD、在b点对小球：mg-F=m，轻杆对小球的支持力F=mg-m=210N-2N=4N，根据牛顿第三定律知，在b点，小球对轻杆的压力大小为4N，方向竖直向下，故C错误，D正确。二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）A（2）0.314（3）图略（4）0.495m/s2【解析】（1）能直接从纸带得到的是点间距和对应的时间间隔，故选A；

（2）4点瞬时速度等于第3与第5点间的平均速度，故（3）如图所示；

（4）图线的斜率表示加速度，故：14、摩擦阻力重力【解析】

[1]亚里士多德的预言：铜球的运动速度是均匀不变的，即；[2]伽利略的结论：铜球运动的路程与时间的平方成正比，即；[3][4]伽利略的实验之所以成功，主要原因是抓住了主要因素，而忽略了次要因素。你认为他在加速度实验中，伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动，是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素，同时抓住了这重力一主要因素，若将此实验结论做合理外推，即可适用于自由落体运动。15、力传感器的读数F0力传感器的读数F【解析】

（2）[1]根据实验原理可知，调节两定滑轮之间的距