2023-2024学年山西省重点中学协作体高一物理第二学期期末统考试题含解析

2023-2024学年山西省重点中学协作体高一物理第二学期期末统考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)()A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，FN＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，FN＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，FN＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，FN＝m(gsinθ＋acosθ)2、(本题9分)若将地球同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,在地球表面以初速度竖直上抛一钢球,钢球经时间落回抛出点,已知地球半径为,引力常量为下列相关说法不正确的是（）A．地球的质量为B．地球的第一宇宙速度大小为C．月球的线速度比同步卫星的线速度小D．月球的向心加速度比同步卫星的向心加速度小3、(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零4、如图所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升，那么以下说法正确的是（）A．物体B正向右做匀减速运动B．斜绳与水平成30°时，C．地面对B的摩擦力减小D．物体B正向右做加速运动5、质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图象中可能正确的是()A． B．C． D．6、(本题9分)对于一个做匀减速直线运动的物体，在它静止前，下列说法中正确的是A．速度越来越小 B．速度越来越大C．加速度越来越小 D．加速度越来越大7、(本题9分)木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如下图所示，则下列说法正确的是(g=10m/s2)()A．木板获得的动能为2J B．系统损失的机械能为3JC．木板A的最小长度为1m D．A、B间的动摩擦因数为0.18、如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和1kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.1m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s1．则下列说法中正确的是（）A．下滑的整个过程中A球机械能不守恒B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为1m/sD．下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J9、(本题9分)如图所示，a、b是两颗质量相等，绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是A．卫星a的动能大于b的动能B．卫星a的动能小于b的动能C．卫星a的机械能大于b的机械能D．卫星a的机械能小于b的机械能10、(本题9分)如图所示，第一次，小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为，机械能减少；第二次，同一小球从底端B以冲上圆形轨道，恰好能到达A点，机械能减少，则（）A．等于B．小球第一次经过B点对轨道的压力小C．小于D．小球第二次运动的时间长11、(本题9分)如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3……N．现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是A．N个小球在运动过程中始终不会散开B．第1个小球到达最低点的速度C．第N个小球在斜面上向上运动时机械能增大D．N个小球构成的系统在运动过程中机械能守恒，且总机械能12、(本题9分)当前汽车工业发展的大主题是“安全”、“环保”“节能”.某型号新能源汽车的额定功率为P额，在水平路面上行驶时受到的阻力是f.在阻力不变的条件下，下列说法正确的是（）A．汽车在额定功率下行驶的最大速率是B．汽车保持速度v(小于最大速度)匀速行驶时发动机输出的实际功率小于fvC．若汽车以恒定加速度由静止启动，行驶后速度达到最大，该过程牵引力做功为fs．D．若汽车以额定功率由静止启动，经后速度达到最大，该过程牵引力做功为P额二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某学习小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律．(1)实验中，应先通电还是先释放带___?．(2)如图2所示，a、b、c以及d、e、f分别是连续相邻的三个打点，C、d间还有些点图中未画出，用刻度尺分别测得a、c间距为x1，d、f间距为x2，b、e间距为x1．(1)已知打点计时器的打点周期为T,当地重力加速度为g,若重锤质量为m,从b到e过程，重锤重力势能的减少量为________，动能的增加量_______．14、（10分）(本题9分)某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：(ⅰ)将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；(ⅱ)将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；(ⅲ)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O；(ⅳ)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q；(ⅴ)将小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定A、B两小球落点的中心位置P、R；(ⅵ)用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x1、x2、x3；(ⅶ)用天平测量小球A、B质量m1、m2；(ⅷ)分析数据，验证等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，从而验证动量守恒定律。请回答下列问题(1)步骤(ⅴ)与步骤(ⅳ)中定位卡的位置应_____________；(2)步骤(ⅶ)用天平测得A的质量为17.0g。测量小球B的质量时将小球B放在天平的__盘，__盘放上一个5g砝码，游码如图乙位置时天平平衡；(3)如图丙是步骤(ⅵ)的示意图。该同学为完成步骤(ⅷ)设计了下列表格，并进行了部分填写，请将其补充完整①_______②_________③___________。物理量碰前碰后m/gm1＝17.0m1＝17.0m2＝①x/cmx2＝50.35x1＝②x3＝74.75mx/g·cmm1x2＝855.95m1x1+m2x3=③三、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）如图所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m2的小球乙静止在水平轨道上，质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰.若m1∶m2＝2∶3，且轨道足够长，（1）第一次碰撞后的瞬间两球的速度分别多大；（2）要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ应满足什么条件？.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)17、（12分）(本题9分)如图所示，小孩与冰车的总质量m=20kg．大人用恒定拉力使冰车由静止开始沿水平冰面移动，拉力F=20N，方向与水平面的夹角θ=37°．已知冰车与冰面间的动摩擦因数μ=0.05，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．求：拉力作用t=1s时间内，冰车位移的大小．

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、A【解析】当加速度a较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力G、绳子拉力T和斜面的支持力FN，绳子平行于斜面；小球的受力如图：由牛顿第二定律得水平方向上：;竖直方向上，由平衡得：，联立得：，，故A正确，BCD错误．2、B【解析】在地球表面以初速度v0竖直上抛一钢球，钢球做加速度竖直向下，大小为重力加速度g的匀变速运动；钢球经时间t落回抛出点，故钢球回到抛出点时的速度和初速度大小相等、方向相反，故有；由地球表面物体重力即万有引力可得：，所以地球的质量为：，故A正确；绕地球做圆周运动的卫星，半径为地球半径时，卫星速度即地球的第一宇宙速度，故由万有引力做向心力可得：；所以地球的第一宇宙速度为：，故B错误；根据，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的线速度比同步卫星的线速度小，选项C正确；根据，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的向心加速度比同步卫星的小，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选B.点睛：此题是万有引力问题与运动问题的结合，求解重力加速度是联系这两个问题的桥梁；万有引力与卫星的运动问题，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、向心加速度的关系，然后通过半径关系来比较．3、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。4、B【解析】

AD.将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图，

根据平行四边形定则有：vBcosα=vA，所以α减小，B的速度减小，但不是匀减速，故AD错误；B.根据vBcosα=vA，斜绳与水平成30°时，vA：vB=：2，故B正确；C.在竖直方向上，对B有：mg=N+Tsinα，T=mAg，α减小，则支持力增大，根据f=μFN，摩擦力增大，故C错误；5、D【解析】解：A、物体做曲线运动，物体的速度的方向是沿着轨迹的切线方向的，所以A错误；B、物体受到的合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，并且合力的方向和加速度的方向是相同的，所以加速度的方向也是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断BC错误，D正确；故选D．【点评】根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点．6、A【解析】匀减速直线运动是加速度不变而速度均匀减小的运动，故A正确，BCD错误．7、CD【解析】

木板A和物块B组成的系统动量守恒，因此有解得；木板获得的速度为v=1m/s，木板获得的动能为J，A错误；由图得到：0-1s内B的位移为m，A的位移为m，木板A的最小长度为m，C正确；由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为m/s2，根据牛顿第二定律得：，代入解得，，D正确。系统损失的机械能为J，B错误。8、AD【解析】

AB．在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B在水平面滑行，而A在斜面滑行时，杆的弹力对A做功，所以A球机械能不守恒，故选项A正确，B错误；C．根据系统机械能守恒得，代入解得，故选项C错误．D．系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为，故选项D正确．9、BC【解析】

AB.根据可知，半径小的b线速度更大，质量相同，所以b的动能更大，A错误B正确。CD.引力势能的表达式，根据万有引力提供向心力得，动能，总的机械能所以半径大的a机械能更大，C正确D错误。10、BC【解析】小球从A到B的过程，由动能定理得mgh-W1=；小球从B到A的过程，由动能定理得-mgh-W1=0-．即mgh+W1=，对比可得v1＜v1．故A错误．同理可知，小球经过轨道上同一点时，上滑时的速度大于下滑时的速度，上滑时所需要的向心力大于下滑时所需要的向心力，而向心力是由轨道的支持力和重力垂直于轨道的分力的合力提供，所以上滑时所受的支持力大于下滑时所受的支持力，即小球第一次在B点所受的支持力小于第二次在B点所受的支持力，由牛顿第三定律可知，小球第一次在B点对轨道的压力小于第二次在B点对轨道的压力，故B正确．因同一点上滑时所受的支持力大于下滑时所受的支持力，则上滑时所受的摩擦力大于下滑时所受的摩擦力，而上滑与下滑两个过程路程相等，所以上滑时克服摩擦力做功大于下滑时克服摩擦力做功，即上滑时机械能减小量大于下滑时机械能减小量，E1小于E1，故C正确．因小球经过轨道上同一点时，上滑时的速度大于下滑时的速度，则上滑时的平均速度大于下滑时的平均速度，则第二次上滑用的时间短，选项D错误；故选BC.

点睛：本题考查了动能定理、向心力的基本运用，运用动能定理要灵活选择研究的过程，根据向心力分析支持力的关系，注意判断不同过程中克服摩擦力做功的关系．11、AC【解析】在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球要向前压力的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；把N个小球看成整体，若把弧AB的长度上的小球全部放在高度为R的斜面上，通过比较可知，放在斜面上的N个小球的整体的重心位置比较高．而放在斜面上时，整体的重心的高度为：R，选择B点为0势能点，则整体的重力势能小于NmgR，小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得：Nmv2＜Nmg•R；解得：v＜，即第1个小球到达最低点的速度v＜，故B错误，D错误；冲上斜面后，前面的小球在重力沿斜面向下的分力的作用下，要做减速运动，而后面的小球由于惯性想变成匀速运动，所以后面的小球把前面的小球往上推，后面的小球对前面的小球做正功，所以可得第N个小球在斜面上向上运动时机械能增大．故C正确．故选AC．点睛：本题主要考查了机械能守恒定律的应用，要求同学们能正确分析小球得受力情况，能把N个小球看成一个整体处理．12、AD【解析】A、当汽车达到最大速度时，牵引力和阻力大小相等，由可得，最大速度为：，故选项A正确；B、当汽车保持速度v(小于最大速度)匀速行驶时，其牵引力，则实际功率为：，故选项B错误；C、若汽车以恒定加速度由静止启动，其牵引力不变，当功率达到额定功率之后，牵引力开始减小，达到最大速度是牵引力等于阻力，即开始时牵引力大于阻力，最后等于阻力，所以该过程牵引力做功与不相等，故选项C错误；D、根据功率的公式：可知，若汽车以额定功率由静止启动，经后速度达到最大，该过程牵引力做功为，故选项D正确．点睛：本题考查机车启动的问题，需要注意当汽车达到最大速度时，牵引力和阻力大小相等，根据分析即可得出结论．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）先通电（1）【解析】（1）实验时，应先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带．