安徽省宿州市十三所省重點中學2024屆物理高一第二學期期末檢測試題含解析

安徽省宿州市十三所省重點中學2024屆物理高一第二學期期末檢測試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、載人飛船在發(fā)射至返回的過程中（大氣層以外無阻力作用），滿足機械能守恒的是A．飛船加速升空的階段B．飛船進入大氣層以外的預定橢圓軌道后無動力繞地球運行階段C．返回艙在大氣層內(nèi)向著地球作無動力飛行的階段D．降落傘張開后，返回艙減速下降階段2、(本題9分)汽車以72km/h的速度通過凸形橋最高點時，對橋面的壓力是車重的3/4，則當車對橋面最高點的壓力恰好為零時，車速為A．40km/h B．40m/s C．120km/h D．120m/h3、(本題9分)取水平地面為重力勢能零點．一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能與重力勢能恰好相等．不計空氣阻力．該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為()A． B．C． D．4、(本題9分)如圖所示，在一直立的光滑管內(nèi)放置一輕質(zhì)彈簧，管口上方O點與彈簧上端初始位置A的距離為h，一小球從O點由靜止下落，壓縮彈簧至最低點D，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力，小球自O點下落到最低點D的過程中，下列說法正確的是（）A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B．小球的最大速度與h無關C．小球達到最大速度的位置隨h的變化而變化D．彈簧的最大彈性勢能與h成正比5、(本題9分)世界最高的蹦極是美國皇家峽谷懸索橋蹦極，高321米．假設有一蹦極運動員身系彈性蹦極繩由靜止從橋面跳下．運動員可視為質(zhì)點，空氣阻力忽略不計，下列說法正確的是（）A．運動員下落過程中重力對其先做正功后做負功B．運動員下落過程中地球和運動員組成的系統(tǒng)機械能守恒C．運動員下落過程中其加速度先保持不變，然后減小再增大D．運動員下落過程中其重力勢能的改變量與零勢能面的選取有關6、(本題9分)人的質(zhì)量m＝60kg，船的質(zhì)量M＝240kg，若船用纜繩固定，船離岸1.5m時，人可以躍上岸．若撤去纜繩，如圖所示，人要安全躍上岸，船離岸至多為(不計水的阻力，兩次人消耗的能量相等，兩次從離開船到躍上岸所用的時間相等)()A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m7、(本題9分)將三個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構成了三個不同的三角形，如圖所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同.現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放，并沿木板下滑到底端，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個過程中，下列說法正確的是（）A．沿著1和2下滑到底端時，物塊速度的大小不相等；沿著2和3下滑到底端時，物塊速度的大小相等B．沿著1下滑到底端時，物塊的速率最大C．物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的D．物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，沿著1下滑產(chǎn)生的熱量多8、(本題9分)一個微型吸塵器的直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作，則（）A．電動機消耗的熱功率為 B．電動機消耗的總功率為UIC．電源的輸出功率為EI D．電源的效率為9、(本題9分)質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下運動h高度，那么（）A．物體的動能增加2mgh B．物體的重力勢能減少2mghC．物體的機械能保持不變 D．物體的機械能增加mgh10、(本題9分)一根輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平地面，上端連接一個小球，靜止時小球處于O點，如圖所示．將小球向下壓至A點位置（未超過彈簧的彈性限度）然后放開，小球?qū)⒃谪Q直方向上下往復運動，小球到達的最高位置為B點，忽略空氣阻力的影響．則關于小球從A點向上運動至B點的過程中，以下判斷正確的是（）A．彈簧的彈力對小球始終做正功B．小球在O點時的動能達到最大C．小球在B點時彈簧的彈性勢能最大D．彈簧的彈性勢能與小球的動能之和一定減小11、如圖所示，流水線上的皮帶傳送機的運行速度為v，兩端高度差為h，工作時，每隔相同時間無初速放上質(zhì)量為m的相同產(chǎn)品．當產(chǎn)品和皮帶沒有相對滑動后，相互間的距離為d．根據(jù)以上已知量，下列說法正確的有A．可以求出每個產(chǎn)品與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量B．可以求出工作時傳送機比空載時多出的功率C．可以求出每個產(chǎn)品機械能的增加量D．可以求出t時間內(nèi)所傳送產(chǎn)品的機械能增加總量12、水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為．現(xiàn)對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運動．設F的方向與水平面夾角為，如圖，在從0逐漸增大到90°的過程中，木箱的速度保持不變，則（）A．F先減小后增大 B．F一直增大C．F的功率減小 D．F的功率不變二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某同學用如圖所示裝置來探究碰撞中動量是否守恒，讓質(zhì)量為的入射小球從斜槽某處由靜止開始滾下，與靜止在斜槽末端質(zhì)量為的被碰小球發(fā)生碰撞，、、是小球在水平面上落點的平均位置。（1）實驗中必須要求的條件是（______）A．斜槽必須是光滑的B．斜槽末端的切線必須水平C．要測量槽口離地的高度D．與的球心在碰撞瞬間必須在同一高度（2）兩小球的質(zhì)量應滿足（_____）A．B．C．D．對兩球質(zhì)量關系無要求（3）若該碰撞過程中動量守恒，則一定有關系式_______________________成立。（用、、、、表示）14、（10分）(本題9分)為驗證在自由落體過程中物體的機械能是守恒的，某同學利用DIS設計了一個實驗，實驗裝置如圖甲所示，圖中A為電磁鐵，B為光電門．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球通過電磁鐵從A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，且小球直徑d遠小于A、B間的距離H．則：

（1）小球經(jīng)過光電門B時的速度vB表達式為_____；

（2）多次改變高度H，重復上述實驗，作出-H的變化圖象如圖乙所示，當圖線斜率k=________時（用已知量g、d表示），可判斷小球下落過程中機械能守恒；

（3）實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量△Ek總是稍小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，△EP-△Ek將_______增加（選填“增加”、“減小”、“不變”）．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓豎直軌道BC相連接。質(zhì)量為m的小物塊在水平恒力F作用下，從A點由靜止開始向右運動，當小物塊運動到B點時撒去力F，小物塊沿半圓形軌道運動恰好能通過軌道最高點C，小物塊脫離半圓形軌道后剛好落到原出發(fā)點A。已知物塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)=0.75，重力加速度為g，忽略空氣阻力。求：（1）小物塊經(jīng)過半圓形軌道B點時對軌道的壓力大??；（2）A、B間的水平距離；（3）小物塊所受水平恒力F的大小。16、（12分）如圖所示，用0.5kg的鐵睡把釘子釘進木頭里去，打擊時鐵錘的速度v=4.0m/s，如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?，打擊的作用時間是0.01s（取g=10m/s2），那么：（1）不計鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力多大？（2）考慮鐵錘的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大？17、（12分）如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=0.8m的1/4圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為d=0.8m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央。一個小球從A點的正上方高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點時對軌道的壓力等于其重力的9/4倍，取g=10m/s2。求：（1）小球經(jīng)過D點時的速度大小為多少?（2）小球自由下落的高度H的大小?（3）試討論小球能否到達BDO軌道的O點，并說明理由.

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、B【解題分析】

A.飛船加速升空的階段，推力做正功，機械能增加，故A錯誤；B.飛船在橢圓軌道上繞地球運行的階段，只受重力作用，重力勢能和動能之和保持不變，機械能守恒，故B正確；C.返回艙在大氣層內(nèi)向著地球做無動力飛行階段，空氣阻力做功，機械能不守恒，故C錯誤；D.降落傘張開后，返回艙下降的階段，克服空氣阻力做功，故機械能不守恒，故D錯誤。2、B【解題分析】

汽車在通過橋頂時，做的是圓周運動，汽車重力與橋面給汽車的支持力的合力提供向心力，即當車速為v1=72km/h=20m/s時，要使得橋面對汽車支持力為零，則兩式聯(lián)立求解得到v2=2v1即v2=144km/h=40m/s故B項正確，ACD錯誤．故選B3、B【解題分析】

建立平拋運動模型，設物體水平拋出的初速度為v0，拋出時的高度為h，根據(jù)題意，由：解得：；由于豎直方向物體做自由落體運動，則落地的豎直速度：所以落地時速度方向與水平方向的夾角：tanθ===1則θ=，故B正確，ACD錯誤。故選B。4、A【解題分析】A、小球在運動的過程中只有重力和彈簧的彈力做功，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；

B、設小球剛運動到A點時的速度為v，則有，，小球接觸彈簧后先做加速運動，當彈簧的彈力與重力大小相等時，彈簧壓縮量為x，此時小球的速度最大，則有，，該過程中機械能守恒，由功能關系可得：，得：，可知小球的最大速度與h有關，故B錯誤；

C、當彈簧的彈力與重力大小相等時，即彈簧壓縮量為時小球的速度最大，與h無關，故C錯誤；

D、選取小球的平衡位置處為重力勢能的0點，當小球運動到最低點D時，彈性勢能最大，動能為0，則彈簧的彈性勢能等于取小球的平衡位置處小球與彈簧組成的系統(tǒng)的機械能，根據(jù)機械能守恒定律得，彈簧的最大彈性勢能為：，可知彈簧的最大彈性勢能與h是線性關系，但不是成正比，故D錯誤。點睛：本題既要根據(jù)受力情況判斷小球的運動情況，又要運用機械能守恒分析小球的速度和彈簧的彈性勢能，綜合性較強。5、C【解題分析】

運動員下落過程中高度不斷下降，重力始終做正功，故A錯誤；運動員下落過程中，對于運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，由于只有重力和彈力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，而運動員和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故B錯誤；蹦極繩繃直前，繩子的彈力為零，運動員只受重力，加速度為g，保持不變．蹦極繩繃緊后，運動員受到重力和繩的彈力，彈力先小于重力，再等于重力，后大于重力，隨著彈力的增大，合力先減小后增大，則運動員的加速度先減小后增大，故C正確；重力勢能的改變量與重力做功有關，取決于初末位置的高度差，與零勢能面的選取無關，故D錯誤.故選C.6、C【解題分析】

以人的方向為正方向，撤去纜繩，由動量守恒定律可知，0=mv1-Mv2；由于兩次人消耗的能量相等，故人跳起時的動能不變；則由功能關系可知：解得：所以，故C正確．7、BC【解題分析】

對物塊從高為h的斜面上由靜止滑到底端時，根據(jù)動能定理有①其中Wf為物塊克服摩擦力做的功，因滑動摩擦力所以物塊克服摩擦力做的功為②由圖可知，Lcosθ為斜面底邊長可見，物體從斜面頂端下滑到底端時，克服摩擦力做功與斜面底端長度L底成正比。AB.B因沿著1和2下滑到底端時，物體克服摩擦力做功相同，沿著1重力做功大于沿2重力做功，根據(jù)①式得知，沿著1下滑到底端時物塊的速度大于沿2下滑到底端時速度；沿著2和3下滑到底端時，重力做功相同，而沿2物體克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功，則由①式得知，沿著2下滑到底端時物塊的速度大于沿3下滑到底端時速度，所以沿著1下滑到底端時，物塊的速率最大，而沿著3下滑到底端時，物塊的速率最小，故A項與題意不相符，B項與題意相符；C.沿3時克服摩擦力做的功最多，物體的機械能損失最大，產(chǎn)生的熱量最多，故C項與題意相符；D.因沿著1和2下滑到底端時，物體克服摩擦力做功相同，物塊沿1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量一樣多，故D項與題意不相符。8、BD【解題分析】

電動機消耗的熱功率應該用P=I2R來計算，所以熱功率P=I2R，所以A錯誤．電動機消耗的總功率應該用P=IU來計算，所以總功率為IU，所以B正確；電源的輸出功率等于電動機的輸入功率，得P出=UI．故C錯誤．電源的總功率為IE，內(nèi)部發(fā)熱的功率為I2r，所以電源的效率為：，所以D正確．故選BD．【題目點撥】對于電功率的計算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計算公式是不一樣的.9、AD【解題分析】A、合力對物體做的功為，根據(jù)動能定理得知，物體的動能增加，故A正確；

B、質(zhì)量為m的物體向下運動h高度時，重力做功為，則物體的重力勢能減小，故B錯誤；

C、依題物體的加速度為，說明除重力做功之外，還有其他力對物體做正功，物體的機械能應增加，故C錯誤；

D、物體的重力勢能減小，動能增加，則物體的機械能增加，故D正確．點睛：本題考查分析功能關系的能力．幾對功能關系要理解記牢：重力做功與重力勢能變化有關，合力做功與動能變化有關，除重力和彈力以外的力做功與機械能變化有關．10、BD【解題分析】

A．小球從A點向上運動至B點的過程中，彈簧彈力方向先向上，后向下，所以彈力先做正功，后做負功，故A錯誤；B．從A到O，彈力大于重力，小球向上做加速運動，在O點，重力等于彈簧彈力，加速度為零，小球速度最大，則動能最大，故B正確；C．對小球和彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，當小球的機械能最小時，彈簧的彈性勢能最大，從A到B的過程中，A點小球的機械能最小，則A點彈性勢能最大，故C錯誤；D．系統(tǒng)機械能守恒，從A到B的過程中，小球重力勢能增大，則彈簧的彈性勢能與小球的動能之和一定減小，故D正確。11、CD【解題分析】試題分析：每個產(chǎn)品與傳送帶的摩擦生熱為Q=fx其中f為滑動摩擦力，x為產(chǎn)品與傳送帶的相對滑動位移，而由題目的條件都不能求解，故選項A錯誤；工作時傳送機比空載時多出的功率等于工件的機械能增量與摩擦生熱的和與時間的比值，因摩擦生熱的值不能求解，故不能求出工作時傳送機比空載時多出的功率，選項B錯誤；每個產(chǎn)品機械能的增加量為，因已知每個產(chǎn)品的質(zhì)量m和速度v，以及傳送帶的高度h已知，故可求出每個產(chǎn)品機械能的增加量，選項C正確；根據(jù)x=vt可求解t時間傳送帶的位移，然后除以d可求解t時間所傳送的產(chǎn)品個數(shù)，再根據(jù)C選項中求出的每個產(chǎn)品機械能的增加量，則可求出t時間內(nèi)所傳送產(chǎn)品的機械能增加總量，選項D正確；故選CD．考點：能量守恒定律名師點睛：此題是傳送帶問題，考查能量守恒定律的應用；關鍵是知道摩擦生熱的求解方法以及產(chǎn)品隨傳送帶上升過程中的能量轉(zhuǎn)化情況，結合能量守恒定律即可求解．12、AC【解題分析】由于木箱的速度保持不變，因此木箱始終處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖所示，則由平衡條件得：，兩式聯(lián)立解得，可見F有最小值，所以F先減小后增大，A正確；B錯誤；F的功率，可見在從0逐漸增大到90°的過程中tan逐漸增大，則功率P逐漸減小，C正確，D錯誤．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、BDA【解題分析】

第一空.A.軌道是否光滑對實驗的結果沒有影響。故A錯誤；

B.要保證碰撞后兩個球做平拋運動，故斜槽軌道末端的切線必須水平，故B正確；

C.槽口離地的高度大小與對實驗沒有影響，故C錯誤；

D.同時為了對心碰撞，兩小球的直徑應相同，碰撞時兩球必須在同一高度上，故D正確；第二空.為了防止入射球反彈，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m1＞m2，A正確BCD錯誤。第三空.因為平拋運動的時間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，若該碰撞過程中動量守恒，物理量滿足表達式。14、d/t增加【解題分析】【分析】由題意可知，本實驗采用光電門利用平均速度法求解落地時的速度；則根據(jù)機械能守恒定律可知，當減小的機械能應等于增大的動能；由原理即可明確注意事項及數(shù)據(jù)的處理等內(nèi)容；解：(1)已知經(jīng)過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度，故；(2)若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒，則有：；即，解得：，結合圖象，則有：；(3)由于該過程中有阻力做功，而高度越高，