河北省普通高中2023-2024學年物理高一第二學期期末考試試題含解析

河北省普通高中2023-2024學年物理高一第二學期期末考試試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．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)物塊A置于傾角為30°的斜面上，用輕彈簧、細繩跨過定滑輪與物塊B相連，彈簧軸線與斜面平行，A、B均處于靜止狀態(tài)，如圖,，A、B重力分別為10N和4N，不計滑輪與細繩間的摩擦，則()A．彈簧對A的拉力大小為6NB．彈簧對A的拉力大小為10NC．斜面對A的摩擦力大小為1ND．斜面對A的摩擦力大小為6N2、關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能減少了D．重力勢能的減少量等于重力對物體做的功3、(本題9分)如圖所示，兩球的半徑為R1、R2且遠小于R，而球質(zhì)量均勻分布，質(zhì)量為m1、mA．GB．GC．GD．G4、(本題9分)兩顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量之比m1：m2＝1:2，軌道半徑之比R1:R2=3:1，下面有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是()A．周期之比T1:T2=3:1B．線速度之比v1:v2=3:1C．向心力之比為F1:F2=1:9D．向心加速度之比a1:a2=1:95、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為60kg的某運動員在做俯臥撐運動，運動過程中可將她的身體視為一根直棒，已知重心在C點，其垂線與腳，兩手連線中點間的距離Oa、ob分別為0.9m和0.6m，若她在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，則克服重力做功和相應(yīng)的功率為（）A．430J，7WB．4300J，70WC．720J，12WD．7200J，120W6、(本題9分)從空中以的初速度平拋一重為的物體．物體在空中運動落地，不計空氣阻力，取，則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為（）A． B． C． D．7、忽略空氣阻力，下列物體運動過程中滿足機械能守恒的是A．電梯勻速下降B．物體自由下落C．物體由光滑斜面頂端滑到斜面底端D．物體沿著斜面勻速下滑8、(本題9分)一輛車由甲地出發(fā)，沿平直公路開到乙地剛好停止，其速度圖象如圖所示，那么0—t和t—3t兩段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．加速度大小之比為2:1B．位移大小之比為1:2C．平均速度大小之比為1:2D．平均速度大小之比為1:19、(本題9分)如圖所示，在勻強電場中有邊長L=3cm、∠A=60°的菱形ABCD，場強方向平行于ABCD平面，已知A、B、A．D點電勢大小為4.5VB．D點電勢大小為3VC．勻強電場場強大小為150V/m，場強方向沿BDD．勻強電場場強大小為300V/m，場強方向沿AC10、臺球是一項富含物理知識的運動，圖為運動員某次擊球時的示意圖，其中A為白色主球，B為目標球，運動員現(xiàn)欲用主球A碰撞目標球B，并將其擊出并落入前方中袋C，則下列相關(guān)分析合理的是A．擊球瞄準時，應(yīng)使撞擊時兩球連心線a指向中袋CB．擊球瞄準時，應(yīng)使撞擊時兩球公切線b指向中袋CC．通常，由于臺球很堅硬，碰撞時的形變能夠完全恢復(fù)，能量損失很小，故可將它們之間的碰撞視為彈性碰撞來分析D．由于臺球和臺面間有摩擦，故臺球之間的碰撞過程一般不遵循動量守恒定律11、(本題9分)在平直的公路上有一輛質(zhì)量為m＝1500kg的小汽車從靜止開始以額定功率啟動，經(jīng)t＝15s達到最大速度vm＝30m/s．設(shè)小汽車受到的阻力為車重的0.1倍．g＝10m/s1．則A．小汽車做加速度減小的加速運動B．小汽車速度為l0m/s時，加速度α＝1m/s1C．小汽車的額定功率P＝4500WD．小汽車在前15s內(nèi)的位移x＝400m12、(本題9分)一物體靜止在水平桌面上，則以下說法正確的是（

）A．物體對桌面的壓力就是重力 B．物體對桌面的壓力使桌面產(chǎn)生了形變C．桌面的形變產(chǎn)生了對物體的支持力 D．桌面對物體的支持力使物體產(chǎn)生了形變二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。(1)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)，分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N.接下來要完成的必要步驟是______(填選項前的符號)A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B．測量小球m1開始釋放高度hC．測量拋出點距地面的高度HD．測量平拋射程OM、ON(2)經(jīng)測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示.碰撞前后m1的動量分別為p1與p1'，碰撞結(jié)束時m2的動量為p2(3)有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大.請你用紙帶中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為_____cm.(保留兩位小數(shù))14、（10分）(本題9分)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．(1)實驗所用的電源為學生電源輸出電壓有的交流電和的直流電兩種，實驗中應(yīng)選用的電源為的___________電．(2)實驗中同學用天平測出了重錘的質(zhì)量，而同學認為沒有必要測出重錘質(zhì)量，你認為__________(填“有”或“沒有”)必要測出重錘的質(zhì)量．(3)打開電源開關(guān)，讓重錘自由下落，打點計時器在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，點為打點計時器所打的第一個點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為，重力加速度為．若重錘的質(zhì)量用表示，從點到打下計數(shù)點的過程中，重錘重力勢能的減少量___________，動能的增加量___________．(4)實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其原因主要是在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大小．若已知當?shù)刂亓铀俣葹?，重錘的質(zhì)量為．試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為_____________．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）質(zhì)量為m的物體靜置于水平地面上，現(xiàn)對物體施以水平方向的恒定拉力，ts末物體的速度到達v時撤去拉力，物體運動的v-t圖象如圖所示，求：（1）滑動摩擦力在（0-3t）s內(nèi)做的功；（2）拉力在ts末的功率．16、（12分）(本題9分)一顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星離地面的高度為h．已知地球半徑為R，地面重力加速度為g．求：（1）衛(wèi)星的線速度；（2）衛(wèi)星的周期．17、（12分）我國科學家正在研究設(shè)計返回式月球軟著陸器，計劃在2030年前后實現(xiàn)航天員登月，對月球進行科學探測。宇航員在月球上著陸后，自高h處以初速度v0水平拋出小球，測量出小球的水平射程為L(這時月球表面可以看成是平坦的)，已知月球半徑為R，萬有引力常量為G。(1)試求月球表面處的重力加速度g.(2)試求月球的質(zhì)量M(3)字航員著陸后，發(fā)射了一顆繞月球表面做勻速圓周運動的衛(wèi)星，周期為T，試求月球的平均密度ρ.

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、C【解析】試題分析：由平衡知識可知，彈簧對A的拉力大小等于B對細繩的拉力，大小為4N，選項AB錯誤；斜面對A的摩擦力大小為：f=mAgsin30°-T=10×0.5N-4N=1N，選項C正確，D錯誤；故選C.考點：物體的平衡.2、D【解析】

A、重力勢能具有相對性，某個物體處于某個位置，相對不同的參考平面具有不同的重力勢能，故A錯誤；

B、重力勢能Ep=mgh，h為相對于零勢能面的高度差；若物體在零勢能面以下，勢能為負值，物體與零勢能面間距離越大，勢能越小，故B錯誤

C、重力勢能可以為負，一個物體的重力勢能從-5J變化到-3J，說明物體克服重力做功重力勢能變大，故C錯誤；

D、只要重力做功，高度一定變化，故重力勢能一定變化，重力做功做多少功重力勢能變化多少，故D正確；

故選D．3、D【解析】根據(jù)萬有引力定律得，F(xiàn)=Gm點睛：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力定律的公式，知道萬有引力定律的適用條件，適用于質(zhì)點間的萬有引力，或均勻球體間的引力，對于均勻球體間的引力，距離為兩球心間的距離．4、D【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：T=2π，周期之比：，故A錯誤；由可得線速度之比：，故B錯誤；向心力之比：，故C錯誤；由，向心加速度之比：，故D正確；故選D．點睛：本題考查了比較線速度、周期、角速度與加速度大小關(guān)系，知道萬有引力提供向心力是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律可以解題．5、B【解析】設(shè)重心上升高度為h，根據(jù)幾何知識可得，解得h=0.24m，故做一次俯臥撐克服重力做功為mgh=144J，所以一分鐘克服重力做功為W=30×144J=4320J，功率約為，故B正確．6、A【解析】

物體做的是平拋運動，在豎直方向上是自由落體運動，所以在物體落地的瞬間速度的大小為vy=gt=10×3=30m/s，物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為P=Fv=mgvy=10×30W=300W.故A正確，BCD錯誤．故選A.7、BC【解析】

A.電梯勻速下降，動能不變，重力勢能減小，則其機械能減小，故A錯誤；B.物體自由下落時只受重力，所以機械能守恒，故B正確；C.物體由光滑斜面頂端滑到斜面底端時，斜面對物體不做功，只有重力做功，所以機械能守恒，故C正確；D.物體沿著斜面勻速下滑，物體受力平衡，摩擦力和重力都要做功，所以機械能不守恒，故D錯誤。8、ABD【解析】

A．速度-時間圖象的斜率表示加速度，根據(jù)可知前ts內(nèi)與后2ts內(nèi)速度變化大小相同，所用時間之比為1：2，所以加速度大小之比為2：1，A正確；B．速度-時間圖象與時間軸圍成的面積表示位移，前ts內(nèi)為：2ts內(nèi)的位移為：所以位移大小之比為，B正確。CD．由于位移大小之比為1：2，時間之比為1：2，所以平均速度：所以平均速度大小之比為1：1，C錯誤；D正確。故選ABD。9、AD【解析】

AB.根據(jù)菱形ABCD的對角線垂直平分，其交點為O點，則B、O、D電勢相等，所以D點電勢大小為4.5V，故A正確，B錯誤；CD.電場方向和等勢線垂直，順電場線方向電勢降低，所以場強方向沿AC，計算AC長度為3cm，AC電勢差為9V，得出勻強電場場強大小為9V/3cm=300V/m故C錯誤D正確。10、AC【解析】

AB.要使目標球B落入前方中袋C，則A球?qū)球的作用力方向必須要沿兩球心連線方向，則擊球瞄準時，應(yīng)使撞擊時兩球連心線a指向中袋C，選項A正確，B錯誤；C.通常，由于臺球很堅硬，碰撞時的形變能夠完全恢復(fù)，能量損失很小，故可將它們之間的碰撞視為彈性碰撞來分析，選項C正確；D.由于兩球碰撞時的碰撞力遠大于臺球和臺面間的摩擦，故可認為臺球之間的碰撞過程遵循動量守恒定律，選項D錯誤.11、AB【解析】根據(jù)P=Fv，汽車的功率一定，隨速度的增加，汽車的牽引力逐漸減小，則汽車做加速度減小的加速運動，直到加速度為零時速度最大，選項A正確；汽車的額定功率：；小汽車速度為l0m/s時，牽引力，加速度，選項B正確，C錯誤；根據(jù)動能定理：，解得x=300m，選項D錯誤；故選AB.點睛：機車啟動問題常常與牛頓第二定律相結(jié)合進行考查，對于機車的兩種方式，要根據(jù)牛頓第二定律和牽引力功率公式，弄清過程中速速、加速度的變化情況．12、BCD【解析】試題分析：A壓力是彈力，重力是另一種性質(zhì)力，所以不可能相同，A錯．彈力的產(chǎn)生是因為物體形變造成的，即施力物體形變造成的．所以B中的壓力應(yīng)該使得桌面形變，B錯C才對．D中應(yīng)該是使得物體發(fā)生形變，D錯考點：彈力的產(chǎn)生條件點評：此類題型考察了常見性質(zhì)力彈力的產(chǎn)生以及如何判斷形變物體的方法：彈力是由于施力物體形變造成的．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、AD1.0176.80【解析】

（1）[1]根據(jù)動量守恒定律，有m小球碰前碰后從同一高度做平拋運動，即平拋運動時間相等，根據(jù)平拋運動特點有mmx1表示碰前小球平拋運動水平位移，x1'、x2分別表示碰后兩小球的位移。整理知要驗證動量守恒定律，需要驗證的關(guān)系式為m故實驗還需完成的必要步驟是：AD（2）[2]碰撞前后總動量的比值p（3）[3]小球發(fā)生彈性碰撞時，被碰小球平拋射程最大，有mm代入OP，得ON=14、（1）交流（2）沒有（3），（4）【解析】

（1）[1]電磁打點計時器使用的低壓交流電，故選6V的交流電；（2）[2]因為我們是比較、的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要測出重錘的質(zhì)量；（3）[3][4]重力勢能減少量為；打下B點的速度為，故到B點時重錘增加的動能為；[5]根據(jù)動能定理可得，解得．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（1）（2）【解析】

（1）減速過程的加速度大小為：根據(jù)牛頓第二定律可知0-3t內(nèi)通過的位移為故摩擦力做功為；（2）在0-t內(nèi)加速度為根據(jù)牛頓第二定律可知，，聯(lián)立解得16、（1