2023-2024学年安徽省亳州市蒙城县第六中学高一物理第二学期期末经典试题含解析

2023-2024学年安徽省亳州市蒙城县第六中学高一物理第二学期期末经典试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，绷紧的传送带始终水平匀速运动，A、B两端距离为L。一质量m的小物块无初速度地放到皮带A处，物块运动距离s后与传送带速度相同（s<L）,此时物块相对传送带滑动距离为l.物块与皮带间的滑动摩擦因数μ，重力加速度为g。物块从A运动到B的过程中（）A．摩擦力对物块做的功为μmgLB．物块动能的变化量为μmgsC．传动带克服摩擦力做的功为μmglD．传送带为传送物块额外消耗的能量为3μmgs2、已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（）A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短3、(本题9分)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D．相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积4、(本题9分)两点电荷相距r，它们之间的库仑引力为F，若它们的电量都加倍，两点电荷的距离也加倍，它们之间的作用力为（）A．F B．2F C．4F D．5、(本题9分)关于电场的性质正确的是：（）A．电场强度大的地方，电势一定高B．正点电荷产生的电场中电势都为正C．匀强电场中，两点间的电势差与两点间距离成正比D．电场强度大的地方，沿场强方向电势变化快6、(本题9分)在地面上方某高度处，以速度v0水平抛出一小物体，物体落地时的速度与竖直方向的夹角为30°。不计空气阻力，则物体抛出时的高度为A． B． C． D．7、(本题9分)某物体做平抛运动的轨迹的一部分如图所示。在该物体从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是A．物体的动能不断增大B．物体的加速度不断增大C．物体所受重力做功的功率不断增大D．物体的速度方向与竖直方向之间的夹角不断增大8、(本题9分)如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动．两颗卫星相比较（）A．M受到的万有引力较大B．M的周期较大C．N的线速度较大D．N的角速度较大9、如图所示，长为L的水平传送带以恒定速率v运行，质量为m的物块(可视为质点),从传送带左端由静止释放，一直加速运动到传送带右端，经历时间t,若物体与传送带之间动摩擦因数为μ.在上述过程中，下列说法中一定正确的是A．传送带对滑块做的功为µmgvtB．传送带对滑块做的功为mv2C．传送装置额外多做的功为µmgvtD．传送装置额外多做的功为10、如图所示，甲、乙两种粗糙面不同但高度相同的传送带，倾斜放置，以同样恒定速率v顺时针转动。现将一质量为m的小物块(视为质点)轻轻放在A处，小物块在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面高度为H，则在物块从A到B的过程中A．两种传送带对小物块做功相等B．两种传送带因运送物块而多消耗的电能相等C．两种传送带与小物块之间的动摩擦因数不等，甲的小D．两种传送带与物块摩擦产生的热量相等11、(本题9分)如图所示，质量均为m的a､b两球固定在轻杆的两端，杆可绕水平轴O在竖直面内无摩擦转动，已知两球距轴O的距离L1>L2,现在由水平位置静止释放，在a下降过程中()A．a､b两球角速度相等 B．a､b两球向心加速度相等C．杆对a､b两球都不做功 D．a､b两球机械能之和保持不变12、(本题9分)质量为的物体（可视为质点）在水平外力的作用下，从开始在平面直角坐标系（未画出）所决定的光滑水平面内运动．运动过程中，方向的位移时间图像如左图所示，方向的速度时间图象如右图所示．则下列说法正确的是（）A．时刻，物体的速度大小为B．物体初速度方向与外力的方向垂直C．物体所受外力的大小为D．4秒内外力做的功为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平．在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接．打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为d，重力加速度为g．（1）调整光电门的位置，使得滑块通过B点时钩码没有落地．滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为______，系统重力势能减少量ΔEp为___．（以上结果均用题中所给字母表示）（2）若实验结果发现ΔEk总是略大于ΔEp，可能的原因是______A．存在空气阻力B．滑块没有到达B点时钩码已经落地C．测出滑块左端与光电门B之间的距离作为dD．测出滑块右端与光电门B之间的距离作为d14、（10分）(本题9分)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_______________填选项前的符号）。A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度h释放，与小球m2相碰，并多次重复。C．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM，ON(2)若入射小球质量为m1，半径为r1，被碰小球质量为m2，半径为r2则_____A．m1>m2，r1>r2B．m1>m2，r1<r2C．m1>m2，r1=r2D．m1<m2，r1=r2(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________（用(1)中测量的量表示）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)将一个小球从某高度以5m/s的初速度水平抛出。到落地时运动的水平距离为3m（不计空气阻力，g取10m/s2），求：(1)小球在空中运动的时间；(2)小球抛出时距地面的高度.16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，其质量分别为mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg．现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做功108J（弹簧仍处于弹性限度内），然后同时释放A、B，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起．求（1）弹簧刚好恢复原长时（B与C碰撞前）A和B物块速度的大小？（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为多少？17、（12分）(本题9分)如图所示为一真空示波管的简化示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板MN形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子恰从N板右边沿飞出。已知两板间的距离为，板长为，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。(1)求偏转电场两板间电压U；(2)求电子束从偏转电场边沿飞出时速度方向与KO线夹角的正切值。

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、B【解析】

A.功的定义式为，其中位移为物体相对地面的位移，所以摩擦力对物块做的功为，故A错误。B.在这个过程合外力做的功滑动摩擦力做的功即，由动能定理可得物块动能的变化量为，故B正确。A.设传送带的速度为，物体加速过程物体的为，传送带的为，物块相对传送带滑动距离为，传动带克服摩擦力做的功为摩擦力与传送带的相对地面的位移的乘积，即，故C错误。D.由能量的转化与守恒可知，传送带为传送物块额外消耗的能量为物体增加的与产生的的内能之和，即，故D错误。2、D【解析】

当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；3、C【解析】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知，木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.4、A【解析】

变化之前根据库仑定律有：，变化之后有：联立解得F′=F故A正确，BCD错误。故选A。5、D【解析】A项，场强和电势没有直接关系，电场强度大的地方电势不一定高，故A项错误．B项，正点电荷产生的电场中电场线由正点电荷发出指向无穷远，但本题中没有规定哪儿为零势点，所以正点电荷产生的电场中电势不一定为正，故B项错误．C项，匀强电场中，两点间电势差与两点沿电场线方向上的距离成正比，故C项错误．D项，电场强度大的地方，电场线密集，等势线距离小，电势变化快，故D项正确6、D【解析】

设物体落地时，竖直方向的分速度为vy，落地时由几何关系有tan30°＝，可得vy＝v0，物体在竖直方向做自由落体运动，设物体抛出时的高度为H，则有vy2＝2gH，可解得，故D正确，ABC错误。7、AC【解析】

A.根据平行四边形定则知，平抛运动的速度，可知速度不断变化，则物体的动能不断增大，故选项A正确；B.平抛运动的加速度不变，物体做匀变速曲线运动，故选项B错误；C.物体所受重力做功的功率为,则可知物体所受重力做功的功率不断增大，故选项C正确；D.设物体的速度方向与竖直方向之间的夹角为，则有，可知物体的速度方向与竖直方向之间的夹角不断减小，故选项D错误。8、BCD【解析】

A．由万有引力表达式可知，两卫星的质量相等，轨道半径小的万有引力大，故N受的万有引力较大，故A错误；

B．由万有引力提供向心力：得知卫星的轨道半径越大，周期越大，所以M的周期较大，故B正确；

C．由万有引力提供向心力：得知卫星的轨道半径越小，线速度越大，所以N的线速度较大，故C正确；

D．由知N的周期较小，角速度较大，故D正确．故选BCD。点睛：本题是对万有引力充当向心力这一思路的应用，通过解析式分析各量的关系，另有一个简单方法就是，除了周期随半径增大外，其余各量都是随轨道半径增大而减小．9、CD【解析】

A、B项：传送带对滑块的摩擦力为：，滑块的位移为：L，所以传送带对滑块做的功为，由于滑块到达传送带右端的速度不一定为，所以传送带对滑块做的功不一定为，故AB错误；C项：传送装置额外多做的功即为传送带克服滑块与传送带间的摩擦做的功，传送带的位移为，所以功为：，故C正确；D项：由能量守恒可知，传送装置额外多做的功转化的系统的热量和滑块的动能，滑块到达右端时的速度为：，所以动能为，产生的热量为：，所以传送装置额外多做的功为，故D正确。10、AC【解析】

A.传送带对小物体做功等于小物块机械能的增加量，两种情况下物体动能的增加量相等，重力势能的增加量也相同，即机械能的增加量相等，根据功能关系知，两种传送带对小物体做功相等，故A正确.C.根据公式v2=2ax，乙物体的位移小，v相等，可知物体加速度关系a甲＜a乙，再由牛顿第二定律μmgcosθ-mgsinθ=ma，得知μ甲＜μ乙；故C正确.D.由摩擦生热Q=fS相对知，甲图中：，，．乙图中：，，解得：，，Q甲＞Q乙；故D错误.B.根据能量守恒定律，电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与物块增加机械能之和，因物块两次从A到B增加的机械能相同，Q甲＞Q乙，所以将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能甲更多，故B错误.11、AD【解析】

A．a、b两球围绕同一个固定轴转动，角速度相等，故A正确；B．根据a=ω2r可知，因L1>L2，则a的向心加速度大于b的向心加速度，故B错误；C．在a下降过程中，b球的动能增加，重力势能增加，所以b球的机械能增加，根据重力之外的力做功量度物体机械能的变化，所以杆对b做正功，球a和b系统机械能守恒，所以a机械能减小，所以杆对a做负功，故C错误；D．两小球看成一个系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故D正确；【点睛】本题是轻杆连接的模型问题，对系统机械能是守恒的，但对单个小球机械能并不守恒，运用系统机械能守恒及除重力以外的力做物体做的功等于物体机械能的变化量进行研究即可．12、CD【解析】

A．由图甲图得到物体在x方向做匀速直线运动，速度大小为t=0时刻，y方向物体的分速度为，物体的速度大小为故A错误；B．物体在x方向做匀速直线运动，合力为零，y方向做匀减速直线运动，合力沿−y轴方向，而物体的初速度不在x轴方向，所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直，故B错误；C．由乙图的斜率等于加速度，得到物体的加速度大小为所受外力F的大小为故C正确；D．

4s内，y方向物体的位移为外力做的功为故D正确；故选CD．【点睛】位移图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动．速度图象倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动．根据两图象的形状求出物体在x方向和y方向的初速度，再进行合成，求出物体t=0时刻的速度．x方向物体的合力为零，物体所受的合力在y方向．由速度图象的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求出外力F，根据做功公式求出4s内外力做的功．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、C【解析】

（1）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m和M组成的系统动能增加量为：；

系统的重力势能减少量可表示为：△Ep=mgd；

比较△Ep和△Ek，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。

（2）若存在空气阻力的，则有△Ek总是略小于△Ep，故A错误；滑块没有到达B点时钩码已经落地，拉力对滑块做的功会减小，△Ek应小于△Ep，故B错误；将滑块左端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算少了，△Ek将大于△Ep，故C正确。将滑块右端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算多了，△Ek将小于△Ep，故D错误。14、(1)ADE(2)C(3)m【解析】

（1）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m（2）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，为保证碰撞在水平方向上，两个小球的球心的高度要相等，即两个小球的半径要相等；同时，为保证入碰小球不反弹，需要入碰小球的质量大于被碰小球的质量，即m1（3）由（1）可知，实验需要验证m1【点睛】验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒．三、计算题要求解题步骤，和必要的文