甘肃省兰州市城关区第一中学2024年物理高一第二学期期末调研试题含解析

甘肃省兰州市城关区第一中学2024年物理高一第二学期期末调研试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)在下列情况中，物体机械能守恒的是（）A．物体沿斜面匀速滑下B．降落伞在空中匀速下降C．不计空气阻力，斜向上抛出的物体在空中运动的过程中D．起重机吊着重物加速上升2、(本题9分)一列火车从上海开往北京，下列叙述中，表示时间的是（）A．早上6时10分从上海发车B．列车预计在18时11分到达北京C．列车在9时45分到达途中南京站D．列车在南京站停车10分钟3、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前的某一时刻，他们相距L，绕二者连线上的某点每秒转动n圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为G，结合牛顿力学知识可算出这一时刻两颗中子星的质量之和为（）A．4π2C．G4π4、(本题9分)如图所示，较轻质OA长为1m，A端固定一个质量为5kg的小球，小球在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为3m/s，g=l0m/s2，细杆受到A．5N的压力B．5N的拉力C．95N的压力D．95N的拉力5、在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为3m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚要离开C时，A的加速度方向沿斜面向上，大小为a，则（）A．物体A始终做匀加速运动B．从静止到B刚离开C的过程中，弹簧的弹力先减小后增大C．从静止到B刚离开C的过程中，A运动的距离为D．恒力F的大小为6、如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同物体P、Q质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动．在t0时轻绳断开，Q在F作用下继续前进，则下列说法正确的是A．t0至时间内，P、Q的总动量守恒B．t0至时间内，P、Q的总动量守恒C．时，Q的动量为mvD．时，Q的动量为mv7、(本题9分)质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是8kg·m/s，B求的动量是4kg·m/s，当A求追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（）A．6kg·m/s,6kg·m/sB．7kg·m/s,5kg·m/sC．-2kg·m/s,14kg·m/sD．-4kg·m/s,6kg·m/s8、(本题9分)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g。下列说法正确的是()A．小车克服重力所做的功是mghB．合外力对小车做的功是1C．阻力对小车做的功是1D．推力对小车做的功是19、(本题9分)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能的减少量等于克服摩擦力做的功10、下列说法正确的是A．做曲线运动的物体所受合外力一定变化B．互成角度的两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动C．做曲线运动的物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上D．物体做圆周运动时，其所受合外力的方向不一定指向圆心二、实验题11、（4分）(本题9分)某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．装置中的气垫导轨工作时可使滑块悬浮起来，以减小滑块运动过程中的阻力．实验前已调整气垫导轨底座保持水平，实验中测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上遮光条由图示初始位置到光电门的距离x．（1）若用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则可计算出滑块经过光电门时的速度为___．（2）要验证系统的机械能守恒，除了已经测量出的物理量外还需要已知_____．（3）本实验通过比较_____和______在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．12、（10分）(本题9分)某实验小组使用力的传感器代替弹簧测力计研究摩擦力，在计算机屏幕上直接得到摩擦力随时间变化的关系图，装置如图所示：

（1）保持接触面的压力、面积等因素不变，只研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响，这种研究方法称为___．（2）仅改变物块质量进行试验，得到甲、乙两图，可以判断物块质量较大的是___（填“甲”或者“乙”）（3）图甲所用物块质量为m=0.14kg，图中所示的最大静摩擦力为___N，物块与木板间的动摩擦因数为____．（保留两位有效数字，g=9.8m/s2）三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）如图所示，质量为M=2kg、左端带有挡板的长木板放在水平面上，板上贴近挡板处放有一质量为m=1kg的物块，现用一水平向右大小为9N的拉力F拉长木板，使物块和长木板一起做匀加速运动，物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.1，长木板与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.2，运动一段时间后撤去F，最后物块恰好能运动到长木板的右端，木板长L=4.8m，物块可看成质点，不计挡板的厚度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，求：(1)撤去F的瞬间，物块和板的加速度；(2)拉力F作用的时间；(3)整个过程因摩擦产生的热量。14、（14分）(本题9分)把一小球从离地面高处，以的初速度水平抛出，不计空气阻力，，求：（1）小球在空中运动的时间；（2）小球落地点离抛出点的水平距离；（3）小球落地时的速度及与水平方向夹角。15、（13分）(本题9分)如图所示是某公园中的一项游乐设施，它由弯曲轨道AB、竖直圆轨道BC以及水平轨道BD组成，各轨道平滑连接。其中圆轨道BC半径R=1.0m，水平轨道BD长L=5.0m，BD段对小车产生的摩擦阻力为车重的0.3，其余部分摩擦不计，质量为2.0kg的小车（可视为质点）从P点以初速度v0=2m/s(1)P点离水平轨道的高度H；(2)小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力大小；(3)在水池中放入安全气垫MN（气垫厚度不计），气垫上表面到水平轨道BD的竖直高度h=1.25m，气垫的左右两端M、N到D点的水平距离分别为2.0m、3.0m

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、C【解析】物体沿斜面匀速滑下的过程中，动能不变，重力势能减小，则其机械能减少，故A错误；降落伞在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故B错误；不计空气阻力，将物体斜向上抛出后，只受重力，故机械能守恒，故C正确；起重机吊着重物加速上升，拉力对重物做功，机械能不守恒，故D错误．故选C．点睛：解决本题的关键掌握判断机械能守恒的方法：1、根据条件，看是否只有重力做功．2、看势能和动能之和是否保持不变．2、D【解析】试题分析：时刻是指某一瞬间，在时间轴上用点表示，对应的是位置、速度、动量等状态量；时间间隔是两个时间点之间的部分，也就是通常人们所说的时间的长短。早6时10分，列车从上海站出发，6时10分指时刻，故A错误；列车预计在18时11分到达北京，18时11分指时刻，故B错误；列车在9时45分到达南京站，9时45分指时刻，故C错误；列车在南京站停车10分钟，10分钟指时间间隔，故D正确。考点：时刻和时间间隔3、A【解析】

设两颗星的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，相距rA.4πB.8πC.G4D.G84、A【解析】

小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为v1，则有：得：，因为，所以小球受到细杆的支持力，小球在O点受力分析：重力与支持力，则，所以细杆受到的压力，大小为5N。A.5N的压力，与结论相符，选项A正确；B.5N的拉力，与结论不相符，选项B错误；C.95N的压力，与结论不相符，选项C错误；D.95N的拉力，与结论不相符，选项D错误；5、B【解析】

A.物体A沿斜面方向受恒力F、重力沿斜面向下的分力mgsinθ、弹簧的弹力，弹簧的弹力是变化的，则合力是变化的，所以加速度是变化的，故A错误；B.弹簧开始是被压缩的，物体A向上运动时，弹簧先回复原长，后被拉长，所以弹力先减小后增大，故B正确；C.开始A处于静止状态，弹簧处于压缩状态，根据平衡有：3mgsinθ=kx1，x1=，当B刚离开C时，B对挡板的弹力为零，弹簧处于拉伸状态，有：kx2=2mgsinθ，x2=，可知从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移x=x1+x2=，故C错误；D.根据牛顿第二定律，F-3mgsinθ-kx2=3ma，得F=5mgsinθ+3ma，故D错误；6、AD【解析】

设P、Q所受的滑动摩擦力大小均为f，系统匀速运动时，有F=2f，得f=F/2；轻绳断开后，对P，取向右为正方向，由动量定理得-ft=0-mv，联立得，即时P停止运动．在P停止运动前，即在t=0至时间内，P、Q系统的合外力为零，总动量守恒．故A正确．至时间内，P停止运动，Q匀加速运动，系统的合外力不为零，则系统的总动量不守恒，故B错误．时，取向右为正方向，对Q，由动量定理得(F-f)t=pQ-mv，解得Q的动量pQ=mv，故D错误，C错误．故选AD．【点睛】本题是脱钩问题，要抓住脱钩前系统的动量守恒，脱钩后在两者都在运动时系统的动量也守恒．在涉及力在时间上的积累效应时，运用动量定理求动量或速度是常用的方法．7、AB【解析】

两球碰撞动量守恒，动能不增加，以下四个选项动量都是守恒的，只需比较碰前后的动能关系就可，动量和动能的关系为，可知碰前的总动能为A.碰后的总动量为：，所以6kg·m/s,6kg·m/s是可能的，故A正确。B.碰后的总动量为：，所以7kg·m/s,5kg·m/s是可能的，故B正确。C.碰后的总动量为：，所以-2kg·m/s,14kg·m/s是不可能的，故C错误。D.碰后的总动量为：，所以-4kg·m/s,6kg·m/s是不可能的，故D错误。8、ABC【解析】

重力做功只与物体的初末位移的高度差有关，与其它因素没有关系，WG=mg△h，合外力对物体所做的功可根据动能定理求解。【详解】A项：小车克服重为做功：W=Gh=mgh，故A正确；B项：由动能定理，小车受到的合力做的功等于小车动能的增加，即W=ΔEC、D项：由动能定理，W合=WW阻【点睛】本题主要考察了求力做功的几种方法，恒力做功可根据做功公式直接计算，变力和合外力对物体做的功可根据动能定理求解。9、CD【解析】

滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化．摩擦力做功运动员的机械能减小．【详解】A、滑雪运动员的速率不变，而速度方向是变化的，速度是变化的，运动员的加速度不为零，由牛顿第二定律可知，运动员所受合外力始终不为零，A错误；B、运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从A到B的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，所以滑动摩擦力也逐渐减小，B错误；C、滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，C正确；D、运动员从A到B下滑过程中的只有重力和摩擦力做功，重力做功不影响机械能，所以机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，D正确．10、CD【解析】

AC.物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线，合力可以是恒力，如平抛运动，故A错误，C正确；B.当两分运动的合加速度与合初速度在同一直线上时，物体做匀变速直线运动，故B错误；D.当物体做变速圆周运动时合力与速度成锐角或钝角，合力不指向圆心；只有匀速圆周运动合力才指向圆心全部用来提供向心力，故D正确.二、实验题11、当地的重力加速度mgx【解析】

（1）因为光电门的宽度非常小，所以通过其的平均速度可认为是瞬时速度，故通过光电门的速度为（2）系统下降距离x时，重力势能的减小量为，系统动能的增量为，可知还需要测量当地的重力加速度（3）只需满足即可验证，所以比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可12、控制变量法乙0.61（0.60~0.63）0.1（0.44~0.46）【解析】

第一空、控制变量法多种因素影响到所测物理量的时候，通常在保证其它因素不变的情况下，只考虑某一种因素对研究物理量的影响，这种方法称为控制变量法．第二空、乙仅改变物块质量，从甲、乙两图可知，乙物体的质量较大．第三空、0.61（0.60~0.63）图甲中所示的最大静摩擦力为0.61N；第四空、0.1（0.44~0.46）物块与木板间的动摩擦因数====0.1．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、(1)1m/s2，方向向左，2.5m/s2，方向向左(2)4s(3)72J【解析】

(1)撤去拉力时，设物块和板的加速度大小为

a1、a2，由牛顿第二定律得：

对物块：μ1mg=ma1对木板：μ2（M+m）g-μ1mg=Ma2解得：a1=1

m/s2，方向向左a2=2.5

m/s2，方向向左(2)开始阶段，由于挡板的作用，物块与木板将一起做匀加速直线运动，则对整体：F-μ2（M+m）g=（M+m）a0解得：a0=1

m/s2。设撤去力

F

时二者的