2023-2024学年山东省德州市武城县第二中学物理高一下期末预测试题含解析

2023-2024学年山东省德州市武城县第二中学物理高一下期末预测试题注意事项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：（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)一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的固定斜面，其运动的加速度大小为0.9g。物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A．物体克服阻力做的功为1.5mgH B．物体的机械能损失了0.5mgHC．物体的动能损失了0.5mgH D．物体的重力势能增加了0.6mgH2、(本题9分)如图所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上．今有一个可以看作质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下．关于这个过程，下列说法正确的是（）A．小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置B．小球从滑上曲面到最高点的过程中，小车的动量变化大小是零C．小球和小车作用前后，小车和小球的速度一定变化D．车上曲面的竖直高度不会大于3、一小球以5m/s初速度水平抛出，下落高度为20m时，水平位移大小为（忽略空气阻力，重力加速度取g=10m/s2）：A．5m B．10m C．20m D．25m4、(本题9分)根据万有引力定律，两个质量分别是和的物体，他们之间的距离为r时，它们之间的吸引力大小为，式中G是引力常量，若用国际单位制的基本单位表示G的单位应为（）A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示，物体从A处静止开始沿光滑斜面AO下滑，又在粗糙水平面上滑动，最终停在B处．已知A距水平面OB的高度为h，物体的质量为m，现将物体m从B点沿原路送回至A处，至少需外力做功A． B． C． D．6、(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动，如果OB＝AB，则绳OB与绳BA的张力之比为（）A．2∶1B．3∶2C．5∶3D．5∶27、(本题9分)汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t．汽车在水平面上行驶时，阻力与车重成正比，g＝10m/s2，当汽车以额定功率匀速行驶时速度为12m/s．突然减小油门，使发动机功率减小到40kW，对接下去汽车的运动情况的描述正确的有（）A．先做匀减速运动再做匀加速运动B．先做加速度增大的减速运动再做匀速运动C．先做加速度减小的减速运动再做匀速运动D．最后的速度大小是8m/s8、(本题9分)两个质量不同的物体与水平面之间的动摩擦因数相同，它们以相同的初动能开始沿水平面滑动，最终停止．以下说法正确的是（）A．质量小的物体滑行的距离较长B．质量大的物体滑行的距离较长C．质量大的物体克服摩擦阻力做功较多D．在整个滑动过程中，两物体克服摩擦阻力做功相等9、(本题9分)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mv10、(本题9分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则以下说法正确的是

（）A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在椭圆轨道2的近地点Q和远地点P分别点火加速一次B．由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3被点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度要大于在圆轨道1上正常运行的速度C．卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9km/sD．卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度11、(本题9分)如图所示,两个质量均为的小球套在半径为的圆环上,圆环可绕竖直方向的直径旋转,两小球随圆环一起转动且相对圆环静止．已知与竖直方向的夹角,与垂直,小球与圆环间恰好没有摩擦力,重力加速度为,．下列说法正确的是（）A．圆环旋转角速度的大小为B．圆环旋转角速度的大小为C．小球受到的重力和弹力合力水平向左D．小球与圆环间摩擦力的大小为12、如图所示,公园蹦极跳床深受儿童喜爱.一小孩系好安全带后静止时脚刚好接触蹦床,将小孩举高至每根轻质弹性绳都处于原长时由静止释放,对小孩下落过程的分析,下列说法正确的是A．小孩一直处于失重状态B．.弹性绳对小孩的作用力一直增大C．小孩的加速度一直增大D．小孩的机械能一直减小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F1，图中B点的值为F2。（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________；（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F1”、“F2”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。14、（10分）(本题9分)为了探究“合力做功与速度变化的关系”，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置．他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m．要完成该实验，请回答下列问题：（1）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是________，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是________．（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C……各点到O点的距离为x1，x2，x3……，如图所示．实验中，可认为滑块所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝_______，打B点时小车的速度v＝_______．（3）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图所示的v2－W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________．分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______．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，体积可忽略的带电导体球A，用绝缘不可伸长的长度为L=0.15m轻质细绳悬于空中O点，此时小球A刚好与光滑绝缘水平面接触，但无弹力作用，空间有无限大的水平向右的匀强电场，场强E=10N/C，已知小球A的质量，带有的电荷量，忽略空气阻力，匀强电场和带电体的运动轨道面均在同一竖直面内，在轻质细绳伸直并处于竖直位置，由静止释放导体球A．（，重力加速度大小），试求：（1）当轻绳偏离竖直方向的摆球最大时，轻绳对带电导体球A的拉力大小是多少？（2）当带电导体球A再次摆回到初始位置时，有一个体积可忽略质量为的不带电的小球B与带电导体A发生对心正碰，碰后瞬间粘在一起，同时无限大的匀强电场瞬间变为竖直向上，电场强度大小不变，不计由于电场瞬间变好对带电体的影响，若在以后的运动过程中，轻绳始终处于伸直状态，则碰撞前小球B的速度大小需要满足什么条件？16、（12分）(本题9分)如图所示闭合电路，电源电动势E=1.5V，内电阻r=0.1Ω，外电路电阻R=1.4Ω.求：（1）电路中的电流I；（2）路端电压U；（3）电源的输出功率P出17、（12分）(本题9分)质量M＝0.6kg的平板小车静止在光滑水面上，如图所示，当t＝0时，两个质量都为m＝0.2kg的小物体A和B，分别从小车的左端和右端以水平速度m/s和m/s同时冲上小车，当它们相对于小车停止滑动时，恰好没有相碰。已知A、B两物体与车面的动摩擦因数都是0.20，取g=10m/s2，求：（1）A、B两物体在车上都停止滑动时车的速度；（2）车的长度是多少？（3）从A、B开始运动计时，经8s小车离原位置的距离.

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】

ABC．物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有解得合力根据动能定理可得动能减小量为物体的机械能损失等于克服阻力做的功，故为故B正确，AC错误；D．重力势能的增加量等于克服重力做的功，故重力势能增加了mgH，D错误。故选B。2、D【解析】A.小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原位置，故A错误；B.由小球恰好到最高点时小球与小车具有共同速度，对于车、球组成的系统，取水平向右为正方向，由动量守恒定律列式为mv=2mv′，得共同速度v′=0.5v.则小车动量的变化为△P=mv′−0=m，故B错误；C.由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，若两曲面光滑时，小车和小球的速度可能没有变化．故C错误；D.由于小球原来的动能为，小球到最高点时系统的动能为=，所以系统动能减少了.如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即=mgh,得h=，显然，这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，所以车上曲面的竖直高度不会大于，故D正确．故选D3、B【解析】

根据平抛运动的竖直方向为自由落体运动，有，可得平抛时间为；平抛的水平分运动为匀速直线运动，可得；故A，C，D错误，B正确.4、C【解析】

国际单位制中质量m、距离r、力F的基本单位分别是：kg、m、kg•m•s-2，根据牛顿的万有引力定律，得到用国际单位制的基本单位表示G的单位为m3•s-2•kg-1．

A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论相符，选项C正确；D.，与结论不相符，选项D错误．5、D【解析】

设OB=x，对从A到B过程，根据动能定理，有：mgh-μmgx=0

；对返回过程，由动能定理得到：W-mgh-μmgx=0

；联立解得：W=2mgh，即需外力做的功至少应为2mgh，故ABC错误，D正确．故选D．【点睛】本题的关键是采用分段法，对下滑全程和上滑全程根据动能定理列式，要注意选择研究的过程．6、B【解析】由于A、B用一条绳连接，所以在运动过程中角速度相等，根据F=mω对A：F1对B：F2所以绳OB与绳BA的张力之比为F2故选：B7、CD【解析】试题分析：根据P=Fv知，功率减小，则牵引力减小，开始牵引力等于阻力，根据牛顿第二定律知，物体产生加速度，加速度的方向与速度方向相反，汽车做减速运动，速度减小，则牵引力增大，则牵引力与阻力的合力减小，知汽车做加速度减小的减速运动，当牵引力再次等于阻力时，汽车做匀速运动．故C正确，AB错误．当额定功率为60kW时，做匀速直线运动的速度为12m/s，则．当牵引力再次等于阻力时，又做匀速直线运动，．故D正确．故选CD．考点：牛顿第二定律；功率【名师点睛】解决本题的关键会根据P=Fv判断牵引力的变化，会根据牛顿第二定律判断加速度的变化，以及会根据加速度方向与速度的方向关系判断汽车做加速运动还是减速运动．8、AD【解析】A、B、由动能定理可知：-μmgs=0-EK；由公式可知，因初动能相同，故两物体克服阻力做功相同；而，故质量大的物体，滑行距离要小，故A正确，B错误；C、D、由-μmgs=0-EK可知摩擦力做功相等，故C错误，D正确；故选AD．【点睛】本题综合考查动能定理、牛顿第二定律及位移公式，在解题时要注意如果题目中涉及时间，则应考虑应用牛顿第二律，若不涉及时间应优先采用动能定理或功能关系．9、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．10、ACD【解析】

在Q点，从1轨道到2轨道，是内轨向外轨变轨，所以需加速，在P点，从2轨道到3轨道，也是内轨向外轨变轨，也需加速，所以A正确；变轨过程中加速两次，但P点到Q点过程，克服引力做功，速度会变小；由圆轨道速度公式可知，轨道3的运行速度小于轨道1的运行速度，故B错误；在Q点，从1轨道到2轨道需加速，卫星在轨道1上Q点的速度为7.9km/s，则卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9km/s；卫星在圆轨道3上的运行速度小于7.9km/s，在P点，从2轨道到3轨道需加速，则椭圆轨道2远地点P的速度一定小于7.9km/s，故C正确；根据牛顿第二定律和万有引力定律得：，所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度．故D正确。11、AD【解析】小球B与圆环间恰好没有摩擦力，由支持力和重力的合力提供向心力，有：mgtan37°=mω2Rsin37°；解得：ω＝，则A正确，B错误；对小球A受力分析如图，可知小球A受到的重力、弹力和摩擦力的合力水平向左，选项C错误；由图可知：

Nsinθ-fcosθ=mω2Rsinθ；Ncosθ+fsinθ-mg=0；联立解得：f＝mg，故D正确；故选AD．点睛：解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解．12、BD【解析】

A项：由于初始时刻弹性绳处于原长，弹力为零，小孩加速度向下，最后接触蹦床，速度一定会减小至零，故小孩先处于失重状态，后处于超重状态，A项错误；B项：随着小孩的下落，弹性绳伸长弹力增大，弹力之间夹角减小，弹性绳合力增大，B项正确；C项：小孩加速下落时，mg－F弹=ma，加速度减小，当接触蹦床后，做减速运动，F蹦+F弹－mg=ma，加速度增大，C项错误；D项：由于弹性绳和蹦床都会对小孩做负功，所以小孩的机械能一直减小，D项正确。故选：BD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）悬点到球心的距离L（2）【解析】

解：(1)(2)小球在最低点时，绳子的拉力最大，则由牛顿第二定律可得，解得，小球从到的过程中，动能改变量的大小为；小球在最高点时，绳子的拉力最小，则有，即，小球摆到最高点时与最低点的高度差，小球从到的过程中，重力势能改变量的大小为；若小球从到的运动过程机械能守恒定律则有，验证机械能守恒定律成立的表达式为，由于小球的质量已知，和通过力传感器可以读出，所以要利用小球从到的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是悬点到球心的距离。14、沙和小桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力；；；；质量；【解析】

（1）当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（2）从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝mgx2，打B点时小车的速度.（3）根据图象上的点，可知，可以得出得v2随W变化的表达式为：v2=0.01+4.7W；

功是能量转化的量度，所以功和能的单位是相同的，斜率设为k，则k=，代入单位后，k的单位为kg-1，所以与该斜率有关的物理量为质量；【点睛】本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)N(2)或【解析】

（1）设轻绳偏离竖直