2023-2024學年山西省太原市山西大學附中物理高一第二學期期末綜合測試試題含解析

2023-2024學年山西省太原市山西大學附中物理高一第二學期期末綜合測試試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。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、(本題9分)子彈以v＝1000m/s的速度斜向上射出，速度方向與水平方向的夾角為60°，如圖所示．若將該速度分解到水平方向vx和豎直方向vy，則水平方向vx的大小為（）A．0 B．500m/s C．500m/s D．1000m/s2、(本題9分)一個物體從距地面的高度為H處的自由下落，當它的動能與其重力勢能相等時，需要下落的時間為（）A．2HgB．C．H2gD．3、一個小孩坐在船內(nèi)，按圖示兩種情況，用相同大小的力拉繩，使自己發(fā)生相同的位移．甲圖中繩的另一端拴在岸上，乙圖中繩的另一端拴在同樣的小船上，水的阻力不計（船未碰撞）．這兩種情況中，小孩所做的功分別為W1、W2，做功期間的平均功率分別為P1、P2，則下列關(guān)系正確的是（）A．W1＞W(wǎng)2，P1=P2B．W1=W2，P1=P2C．W1=W2，P1＜P2D．W1＜W2，P1＜P24、(本題9分)如圖所示，天花板上懸掛一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，其下端連接一個小球，小球靜止時彈簧伸長量為x0，現(xiàn)用手托住小球上移至彈簧長度為原長時由靜止放手，小球開始向下運動，彈簧未超過其彈性限度。已知彈簧彈性勢能與伸長量的關(guān)系是E=kx2，x是伸長量。忽略空氣阻力，則小球向下運動過程中下列說法正確的是（）A．小球處于失重狀態(tài) B．小球處于超重狀態(tài)C．當小球下落到最低點時，彈簧伸長量為2x0 D．當小球下落到最低點時，其加速度為零5、(本題9分)如圖所示，從地面上A點發(fā)射一枚遠程彈道導彈，假設(shè)導彈僅在地球引力作用下沿ACB橢圓軌道飛行并擊中地面目標B，C為軌道的遠地點，距地面高度為h.已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G.則下列結(jié)論正確的是()A．導彈在C點的速度大于GMB．導彈在C點的速度等于3C．導彈在c點的加速度等于GMD．導彈在C點的加速度大于GM6、(本題9分)如圖所示，一個物體放在水平面上，在跟豎直方向成θ角的斜向上的拉力F的作用下沿水平面移動了距離s，若物體的質(zhì)量為m，物體與水平面之間的摩擦力大小為f，則在此過程中A．摩擦力做的功為fsB．力F做的功為FscosθC．力F做的功為FssinθD．重力做的功為mgs7、(本題9分)如圖,豎直環(huán)A半徑為r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一檔板固定在地上，B不能左右運動，在環(huán)的最低點靜放有一小球C，A．B．C的質(zhì)量均為m．給小球一水平向右的瞬時速度V，小球會在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運動，為保證小球能通過環(huán)的最高點，且不會使環(huán)在豎直方向上跳起，（不計小球與環(huán)的摩擦阻力），瞬時速度必須滿足A．最小值B．最大值C．最小值D．最大值8、(本題9分)如圖所示，在動摩擦因數(shù)為0.2的水平面上有一質(zhì)量為3kg的物體被一個勁度系數(shù)為120N/m的壓縮輕質(zhì)彈簧突然彈開，物體離開彈簧后在水平面上繼續(xù)滑行了1.3m才停下來，下列說法正確的是(g取10m/s2)()A．物體開始運動時彈簧的彈性勢能Ep＝7.8JB．當物體速度最大時彈簧的壓縮量為x＝0.05mC．物體的離開彈簧時動能為7.8JD．當彈簧恢復原長時物體的速度最大9、如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b，分別與電源的正、負極相連，兩板的中央沿豎直方向各有一個小孔，今有一個帶正電的液滴，自小孔的正上方的P點由靜止自由落下，先后穿過兩個小孔后的速度為v1.若使a板不動，若保持電鍵K斷開或閉合，b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍然從P點由靜止自由落下，先后穿過兩個小孔后的速度為v2，在不計空氣阻力的情況下，下列說法正確的是（）A．若電鍵K保持閉合，向下移動b板，則v2>v1B．若電鍵K閉合一段時間后再斷開，向下移動b板，則v2>v1C．若電鍵K保持閉合，無論向上或向下移動b板，則v2=v1D．若電鍵K閉合一段時間后再斷開，無論向上或向下移動b板，則v2<v110、(本題9分)以下說法正確的是（）A．物體受恒定的合外力作用，一定做勻變速直線運動B．物體受恒定的合外力作用，可能做勻變速曲線運動C．物體受變化的合外力作用，加速度大小一定變化D．物體受的合外力為零，可能靜止也可能做勻速直線運動11、如圖所示，在動摩擦因數(shù)為0.2的水平面上有一質(zhì)量為3kg的物體被一個勁度系數(shù)為120N/m的壓縮輕質(zhì)彈簧突然彈開，物體離開彈簧后在水平面上繼續(xù)滑行了1.3m才停下來，下列說法正確的是(g取10m/s2)()A．物體開始運動時彈簧的彈性勢能Ep＝7.8JB．當物體速度最大時彈簧的壓縮量為x＝0.05mC．物體的離開彈簧時動能為7.8JD．當彈簧恢復原長時物體的速度最大12、(本題9分)如圖所示，兩根長度不相同的細線分別系有兩個完全相同的小球，細線的上端都系于O點．設(shè)法讓兩個小球均在水平面上做勻速圓周運動．已知L1跟豎直方向的夾角為60°，L2跟豎直方向的夾角為30°，下列說法正確的是（）A．細線L1和細線L2所受的拉力大小之比為B．小球m1和m2的角速度大小之比為C．小球m1和m2的向心力大小之比為D．小球m1和m2的線速度大小之比為二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）在用如圖1的實驗裝置驗證“機械能守恒定律”的實驗中：(1)下列操作正確且必要的有______A．用秒表測出重物下落的時間B．用彈簧測力計稱出重物的重力C．裝配好器材，松開紙帶讓重物自由下落然后接通電源D．在點跡清晰的紙帶上，距離起始點適當?shù)奈恢?，沿重物下落的方向，依次取若干個連續(xù)的點并標記，作為測量點(2)某小組的同學，用接有6V、50Hz的交流電的打點計時器打出的一條紙帶，如圖2，O為重錘下落的起點，選取的測量點為A、B、C、D、E，F(xiàn)，各測量點到O點的距離h已標在測量點下面．打點計時器打C點時，重物下落的速度vC=______m/s

（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(3)該小組的同學分別求出打其他各點時的速度v；在v2-h坐標紙上描出的點跡如圖3，則本地的重力加速度約為______m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）14、（10分）(本題9分)用如圖所示實驗裝置驗證機械能守恒定律，通過電磁鐵控制小鐵球從A點由靜止釋放，下列過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間t，實驗前應調(diào)整光電門位置使小鐵球下落過程中球心通過光電門中的激光束．（當?shù)刂亓铀俣扔胓表示）（1）為了驗證機械能守恒定律，還需要測量的物理量有_________；A．A點與地面間的距離HB．小鐵球的質(zhì)量mC．小鐵球從A到B的下落時間tABD．小鐵球的直徑dE．A、B之間的距離h（2）小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=________，如果關(guān)系式=_________成立，則可驗證小鐵球在下落過程中機械能守恒．（用測量的物理量表示）．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）如圖所示，一質(zhì)量m=2×10-4kg，電荷量q=+3×10-9C的帶電小球A用長為10cm的輕質(zhì)絕緣細線懸掛于O點，另一帶電量未知的小球B固定在O點正下方絕緣柱上（A、B均可視為點電荷）。當小球A平衡時，恰好與B處在同一水平線上，此時細線與豎直方向的夾角θ=37°。已知重力加速度g=10ms(1)小球A受到的靜電力大小；(2)小球A所在位置的場強大小和方向；(3)小球B的電荷量。16、（12分）(本題9分)一個物體從45m高處自由下落，那么（1）該物體經(jīng)多長時間落到地面？（2）在最后1s內(nèi)通過的高度是多少？（g取10m/s2）17、（12分）一質(zhì)量m＝2kg的物體在豎直向上的恒定拉力F作用下由靜止豎直向上運動h＝2m，這時物體的速度大小v＝5m/s忽略空氣阻力取g＝10m/s2，求該過程中:(1)物體克服重力做的功WG(2)拉力F對物體做的功WF

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【解析】對v向x軸和y軸進行正交分解，在x軸上的分量為：，B正確．2、B【解析】

設(shè)地面為零重力勢能面，則mgH=EP+Ek，當EP=Ek時，則h=0.5H，則物體下落的高度為0.5H，根據(jù)0.5H=12gt2可得t=3、D【解析】

兩種情況用同樣大小的力拉繩，甲乙兩幅圖中左邊的船移動的位移相同，但乙圖中右邊的船也要移動，故拉力作用點移動的距離大；拉力的功等于拉力與作用點在拉力方向上的位移的乘積，故乙圖中拉力做功多，由于時間相同，故乙圖中拉力的功率大；故選D．4、C【解析】

AB．小球向下運動時，彈簧彈力先小于小球重力，小球向下做加速運動；當彈簧伸長量為x0時，彈簧彈力等于小球重力，小球速度最大；小球繼續(xù)向下時，彈簧彈力大于小球重力，小球向下做減速運動；即小球先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)。故AB兩項均錯誤。C.當小球靜止時，小球受到的重力和彈力平衡，因此有，小球由原長釋放到最低點的過程，重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，則由，聯(lián)立可得D．小球下落到最低點時，其加速度方向向上，D項錯誤。5、C【解析】

AB.對于位于離地高為h的軌道上勻速運動的物體有：GMmR+h2=其速度v=GMR+h，導彈從C點做向心運動，速度應小于GMCD.根據(jù)牛頓第二定律在C點有：GMmR+h2導彈在C點的加速度a=GMR+h6、C【解析】試題分析：摩擦力方向水平向左，位移水平向右，故Wf=-fs，A錯誤；力F所做的功為考點：考查了功的計算7、CD【解析】

考點：牛頓第二定律；向心力．專題：牛頓第二定律在圓周運動中的應用．分析：當小球恰好到達最高點時，由重力提供向心力，求出小球在最高點時速度，根據(jù)機械能守恒定律求出小球經(jīng)過最低點時速度，即為速度的最小值．當小球經(jīng)過最高點恰好使環(huán)在豎直方向上跳起時，對環(huán)的壓力等于環(huán)和木板B的重力和時，根據(jù)牛頓第二定律求出小球在最高點時速度，根據(jù)機械能守恒定律求出小球經(jīng)過最低點時速度，即為速度的最大值．解答：解：當小球恰好到達最高點時，設(shè)小球經(jīng)過最高點時速度為v1，最低點速度為v2，則mg=m①根據(jù)機械能守恒定律得mg·2r+m=m②由①②聯(lián)立得最小速度v2=當小球經(jīng)過最高點恰好使環(huán)在豎直方向上跳起時，小球?qū)Νh(huán)的壓力等于環(huán)的重力和木板B的重力和．以小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得mg+2mg=m③根據(jù)機械能守恒定律得mg×2r+m=m④解得最大速度v2′=．故應該選CD8、BC【解析】

AC.根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，物體離開彈簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物體離開彈簧時的動能為Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J設(shè)彈簧開始的壓縮量為x0，則開始運動時彈簧的彈性勢能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故選項A不合題意，選項C符合題意；B.當物體速度最大時，物體受的合外力為零，彈簧彈力與摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物體速度最大時彈簧的壓縮量x=μmgk=0.2×3×10故選項B符合題意；D.物體在彈簧恢復原長之前，壓縮量為x=0.05m時速度最大，故選項D不合題意。9、BC【解析】

由于兩極板接在電源兩端，若S保持閉合，無論向上還是向下移動b板時，兩板間的電壓不變，故電場力做功不變，高度也不變，故重力做功不變，故總功不變，由動能定理可得，則，A錯誤；C正確；若電鍵S閉合一段時間后再斷開，兩極板所帶電荷量不變，向上移動b板，兩板間電勢差增大，重力做功不變，克服電場力做功增加，由動能定理可知，液滴速度變小，即；如果向下移動b板，兩板間電勢差減小，重力做功不變，克服電場力做功變小，由動能定理可知，小球速度變大，即，B正確；D錯誤；故選BC．【點睛】帶正電的液滴在下落過程中受到豎直向下的重力，豎直向上的電場力作用，重力做正功，電場力做負功；由動能定理判斷帶電液滴速度大小關(guān)系．10、BD【解析】

AB．物體受恒定的合外力作用，可能做勻變速直線運動（與速度共線時），也可能做勻變速曲線運動（與速度不共線時），如平拋運動，A錯誤B正確；C．物體受變化的合外力作用，加速度大小不一定變化，如勻速圓周運動的加速度大小、速度大小都是不變的，C錯誤；D．物體受的合外力為零，可能靜止也可能做勻速直線運動，D正確．故選BD。11、BC【解析】

AC.根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，物體離開彈簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物體離開彈簧時的動能為Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J設(shè)彈簧開始的壓縮量為x0，則開始運動時彈簧的彈性勢能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故選項A不合題意，選項C符合題意；B.當物體速度最大時，物體受的合外力為零，彈簧彈力與摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物體速度最大時彈簧的壓縮量x=μmgk=0.2×3×10故選項B符合題意；D.物體在彈簧恢復原長之前，壓縮量為x=0.05m時速度最大，故選項D不合題意。12、AC【解析】

A.對任一小球研究．設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ，豎直方向受力平衡，則：Tcosθ=mg，解得：，所以細線L1和細線L2所受的拉力大小之比為：T1：T2=cos30°：cos60°=：1，故A正確；B.小球所受合力的大小為mgtanθ，根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ=mLsinθω2，得：ω=.兩小球的角速度之比為：ω1：ω2=，故B錯誤；C.小球所受合力提供向心力，則向心力為：F=mgtanθ，小球m1和m2的向心力大小之比為：F1：F2=tan60°：tan30°=3：1，故C正確；D.根據(jù)v=ωr，小球m1和m2的線速度大小之比為：v1：v2=，故D錯誤．故選AC.二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、D1.569.8【解析】試題分析：(1)打點計時器就是記錄時間的，故不用秒表測出重物下落的時間，A不必要；在實驗中，不需要知道重物的重力，故B也不必要；裝配好器材，應該先接通電源再松開紙帶讓重物自