江苏省苏州中学园区校2024-2025学年高一下物理期末考试试题含解析.doc

江苏省苏州中学园区校2024-2025学年高一下物理期末考试试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、如图所示，a为固定在地球赤道上随地球自转的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，关于a、b、c的下列说法中正确的是（ ）

A．线速度的大小关系为va < vb < vc
B．周期关系为Ta = Tc > Tb
C．加速度大小关系为aa > ab > ac
D．地球对a、b、c的万有引力等于其各自做圆周运动所需的向心力
2、 (本题9分)如图，平行板电容器与电动势为E的电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将上极板竖直向上移动一小段距离，则（ ）
A．P点的电势将降低
B．极板带电量将增加
C．带电油滴的电势能将增大
D．带电油滴将竖直向上运动
3、 (本题9分)在光滑的水平面上有两个质量均为m的小球A和B,B球静止,A球以速度v和B球发生碰撞.碰后两球交换速度.则A、B球动量的改变量△PA、△PB和A、B系统的总动量的改变量△P为
A．△PA=mv,△PB=-mv,△p=2mv B．△PA=mv, △PB=-mv,△P=0
C．△PA=0, △PB=mv, △P=mv D．△PA=-mv,△PB=mv, △P=0
4、 (本题9分)如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U、电容器两极板间场强E的变化情况是（　　）

A．Q变小，C不变，U不变，E变小 B．Q不变，C变小，U变大，E不变
C．Q变小，C变小，U不变，E不变 D．Q不变，C变小，U变小，E变小
5、 (本题9分)已知某船在静水中的速度为=4m/s，现让船以最短时间渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d=100m，水流速度为=3m/s，方向与河岸平行．则下列说法正确的是
A．船渡河的最短时间是20s B．船渡河的最短时间是25s
C．船渡河的实际速度为4m/s D．船渡河的位移为100m
6、如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（　）

A．32J，4W B．32J，8W
C．16J，8W D．16J，4W
7、质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，其轨道半径、线速度大小和向心加速度大小分别为r、v、a，引力常量为G，则在该卫星所受到的地球引力大小的下列各种表达式中，正确的是
A．
B．
C．
D．
8、 (本题9分)若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大
B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小
C．卫星的轨道半径越大，它的运行周期越小
D．卫星的轨道半径越大，它的运行周期越大
9、 (本题9分)两个不在一条直线上的分运动，其合运动
A．若两个分运动都是直线运动，则合运动一定是直线运动
B．若两个分运动都是匀速直线运动，则合运动一定是匀速直线运动
C．若两个分运动都是匀变速直线运动，则合运动一定是匀变速直线运动
D．若两个分运动都是初速为零的匀加速直线运动，则合运动一定是初速为零的匀加速直线运动
10、 (本题9分)两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，，， ，．当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度、可能为
A． B．
C． D．
11、 (本题9分)如图所示，一个质量为m的物体静置在倾角ɑ=30°固定光滑斜面底端，在平行于斜面向上的恒力F作用下沿斜面加速运动，上升了高度h，其加速度为，在此过程中

A．物体动能增加了mgh
B．物体动能增加了mgh
C．物体机械能增加了mgh
D．物体克服重力做功mgh
12、 (本题9分)在地球表面，用弹簧测力计测得质量为的物体的重力为，已知地球的半径为，万有引力常量为，地球同步通讯卫星的轨道离地面的高度为，则
A．地球的第一宇宙速度为
B．地球的质量为
C．地球的近地卫星环绕地球运动的向心加速度大小等于
D．地球的自转周期等于
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)某同学为了验证“滑动摩擦力一定时，因摩擦产生的内能与物体间的相对路程成正比”，设计了如图甲所示的实验装置，实验步骤如下：

①在水平木板的两侧对称、竖直地钉上钉子P1、P2，并准备若干个规格相同的橡皮筋。
②在P1、P2上套上第1个橡皮筋，橡皮筋处于张紧状态。
③缓慢地向左推动上面带有竖直杆的物块，使物块拉着橡皮筋从位置1移到位置2。
④再将物块从位置2由静止释放，物块运动至位置1时与橡皮筋分离，最后物块停在位置3。
⑤测出位置1、3之间的距离x1。
⑥再分别改用2个、3个、4个……橡皮筋套在P1、P2上，重复③、④、⑤步骤，分别得到位置1、3之间的距离x2、x3、x4……
⑦设在上述实验过程中一个橡皮筋释放的弹性势能为E0。现根据每次的实验时橡皮筋释放弹性势能E和位置1、3之间的距离x得到如下表格

请完成以下问题：
（1）在图乙上将⑦中表格的数据进行描点、连线，画出E-x图象____________
（2）如果用某种方法测出了E0的大小，又用刻度尺测出位置1、2之间的距离x0，再根据E－x图象求出图象的斜率为k，则物块在木板上运动时受到的滑动摩擦力大小为___________，E－x图象的纵截距为___________（两空都只能用E0、x0、k中的量来表示）
14、 (本题9分)用图示装置测量弹簧的弹力做功，将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点，此时弹簧处于原长，在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连，用天平测出滑块（含遮光片）的质量为m，用刻度尺分别测得A、O之间的距离为x1，B、C两点间距离x2，再用滑块压缩弹簧到位置A（滑块与弹簧没有栓接），静止释放，利用计时器测出遮光片从B到c所用的时间为t．

（1）根据所测量的物理量，可计算出滑块离开弹簧时速度大小，其表达式为v=______，从A运动到O过程中弹簧对滑块做的功W=_______．（用所给的物理量符号表示）
（2）某同学未调节气垫导轨水平就开始做实验，导致气垫导轨左端比右端略高，则弹簧对滑块做功的测量值与真实值比较将__________（填字母序号）．
A．偏大 B．偏小 C．相等
15、 (本题9分)如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______和____
A．直流电源 B．交流电源 C．天平及砝码 D．毫米刻度尺
（2）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________
A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
（3）如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h而绘制出的v2-h图线。图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________.

（4）若已知重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量=________，动能的增加量=________。实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是________.
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)某一星球上，宇航员站在距离地面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的第一宇宙速度；
（3）该星球的质量M．
17、（10分） (本题9分)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气虹与活塞间有柴油与空气的混合物．在重锤与桩碰摊的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动．现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为，锤在桩帽以上高度为处（如图）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上，同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这过程的时间极短．随后，桩在泥土中向下移动一距离．已知锤反跳后到达最高点时，锺与已停下的桩子之间的距离也为（如图2）．已知，，，，重力加速度，混合物的质量不计，设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力是恒力，求：

（1）重锤与桩子发生碰撞之前的速度大小；
（2）重锤与桩子发生碰后即将分离瞬间，桩子的速度大小；
（3）桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力的大小．
参考答案

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、B
【解析】
A．a、c运行的角速度相等，根据v=ωr知，va＜vc．对于b、c卫星，根据万有引力提供了向心力，得 ，可得，，知vc＜vb．所以有va＜vc＜vb．故A错误．
B．a、c转动的周期相等．根据可得，知Tc ＞Tb，所以有Ta =Tc ＞Tb．故B正确．
C．a、c运行的角速度相等，根据a=ω2r，知ac＞aa．根据可得，知ab ＞ac．所以有ab ＞ac＞aa．故C错误．
D．地球对b、c的万有引力等于其各自做圆周运动所需的向心力，而对于a，地球对的万有引力和地面支持力的合力等于a做圆周运动所需的向心力，故D错误；
2、C
【解析】
将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=U/d得知板间场强减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势低于下极板的电势，则知P点的电势将升高．故A错误．油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故D错误．根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故B错误；由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带正电，P点的电势升高，则油滴的电势能将增加．故C正确．故选C．
点睛：本题运用E=U/d分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．
3、D
【解析】
碰撞前，A动量为：pA=mv，B动量为零，系统的总动量为mv；碰撞后，A动量为零，B动量为pB=mv，系统的总动量为mv；故A球动量的改变量△pA=0-mv=-mv；B球动量的改变量△pB=mv-0=mv；A、B系统的总动量的改变△p为0，故选D。
4、B
【解析】
电容器与电源断开，电量保持不变，增大两极板间距离时，根据可知，电容C变小，根据可知，两极板间的电势差U变大，根据

可知，电场强度E不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
5、B
【解析】
船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短．由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小．
【详解】
当船头垂直对岸行到对岸时，所需要的时间最短，最短时间为：．故A错误，B正确；船实际的运动是由两个相互垂直的分运动组成，所以合速度：．故C错误；船沿着水流方向的位移大小：；船发生的位移是：；故D错误；故选B．
小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度．
6、D
【解析】
力F所做的功为，平均功率为，故D正确．
点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．
7、ABD
【解析】
质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：，故ABD正确，C错误；故选ABD.
【点睛】根据万有引力定律求解卫星受到的万有引力，根据卫星围绕地球做匀速圆运动也可以求解万有引力，要注意向心力表达式中的m应为卫星的质量．
8、BD
【解析】
卫星绕地球做匀速圆周运动是因为万有引力充当向心力，由万有引力公式可知周期、半径及线速度的关系；
【详解】
卫星的向心力由万有引力提供得；
A、由万有引力公式可得运行线速度，故半径越大，运行速度越小，故A错误，B正确；
C、由万有引力公式可得运行周期，故半径越大，运行周期越大，故C错误，D正确．
判断卫星各量的变化时，最好直接利用万有引力公式充当向心力列出方程推导出结论后再进行判断，千万不要乱套公式．
9、BD
【解析】
A. 两个分运动是直线运动，如果其加速度的方向与初速度的方向不在同一条直线上,就会做曲线运动，例如平抛运动就是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上自由落体运动(也是直线运动)的合运动，所以它们的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，选项A错误；
B. 两个分运动是匀速直线运动，则其合运动的加速度为零，则它们的合运动一定是匀速直线运动，选项B正确；
C. 两个分运动是初速度不为零的匀加速直线运动，其合加速度与合速度可能在同一条直线，此时做匀变速直线运动；也可能合加速度与合速度不在同一条直线上，此时将做曲线运动，故C错误；
D. 两个分运动是初速度为零的匀加速直线运动，他们的合运动的初速度一定为零，合加速度也是恒定的，所以它们的合运动一定是初速度为零的匀加速直线运动，选项D正确．
故选BD
10、AD
【解析】
两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：MAvA+MBvB=（MA+MB）v，代入数据解得：v=4m/s；如果两球发生完全弹性碰撞，有：MAvA+MBvB=MAvA′+MBvB′，由机械能守恒定律得：MAvA2+MBvB2＝MAvA′2+MBvB′2，代入数据解得：vA′=2m/s，vB′=5m/s，则碰撞后A、B的速度：2m/s≤vA≤4m/s，4m/s≤vB≤5m/s，故AD正确，BC错误．故选AD．
本题碰撞过程中动量守恒，同时要遵循能量守恒定律，不忘联系实际情况，即后面的球不会比前面的球运动的快．
11、ACD
【解析】
AB．沿斜面加速运动，上升高度h时物体的速度，物体增加的动能Ek= ，故A正确，B错误；
C．物体重力势能增加了mgh，动能增加了mgh，所以机械能增加了mgh，故C正确；
D．物体上升高度h，克服重力做功mgh，故D正确．
故选ACD.
12、AB
【解析】
由可得到地球表面的重力加速度，根据万有引力提供向心力，即可求解近地卫星的环绕速度，即为第一宇宙速度；根据地球表面重力等于万有引力，可求得地球的质量；由求近地卫星环绕地球运动的向心加速度；根据同步地球卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力列式，求其周期，即得到地球自转的周期。
【详解】
AB．第一宇宙速度即为近地卫星环绕地球运动的线速度，由万有引力提供向心力，
得：，
即： ①
由得：地球表面的重力加速度 ②
在地球的表面,由重力等于万有引力得：
③
联立②③，解得：地球的质量为 ④
将④代入①得： v=，故A、B正确；
C．地球的近地卫星环绕地球运动的向心加速度大小为，故C错误；
D．对于地球同步卫星，由万有引力提供向心力，得： ⑤
联立④⑤得：，
即地球自转的周期也为：，故D错误。
本题主要考查了万有引力定律及其应用，属于中等题型。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、（1）图像见解析； （2）k； kx0
【解析】
第一空.图像如图；

第二空第三空.由能量关系可知： ，由图像可知f=k；E－x图象的纵截距为.
14、 A
【解析】
(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度；则有；A到O弹簧对滑块做的功转化为滑块的动能，由动能定理有：.
(2) 若气垫导轨左端比右端略高，重力对滑块要做正功，导致通过两光电门的时间将减小，那么测得速度偏大，因此弹性势能的测量值也偏大，故A正确，BC错误。
故选A.
本题利用机械能守恒来探究弹簧的弹性势能的大小，要注意明确实验原理，知道如何测量滑块的速度，并掌握物体运动过程以及光电门的使用方法．
15、B D D 重力加速度的2倍 mgh mv2 阻力做功
【解析】
第一空.第二空.实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离。时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平。故选BD；
第三空.实验中不能用v=gt，v＝求解瞬时速度，不能根据计算出高度h，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC错误；实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确。
第四空.根据自由落体运动规律有v2=2gh，则可知v2-h图线斜率的物理含义是重力加速度的2倍；
第五空.第六空.根据重力做功与重力势能的变化关系，可得重力势能的减少量为|△EP|=mgh，动能的增加量为△Ek＝mv2；
第七空.实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是阻力做功。

三．计算题(22分)
16、（1）；（2）；（3）．
【解析】
试题分析：（1）根据得
（2）得=
（3）得
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】本题是万有引力与平抛运动的综合，要抓住平抛运动的加速度就等于重力加速度，能熟练运用运动的分解法处理平抛运动，根据万有引力等于重力求天体的质量．
17、（1） （2）见解析 （3）
【解析】
（1）锤自由下落，设碰桩前速度大小为，由动能定理得：

化简得：
即锤与桩碰撞前的瞬间，锤速度的大小为
（2）碰后，设碰后锤的速度大小为，由动能定理得：

化简得：
设碰后桩的速度为，由动量守恒定律得：

解得
桩下降的过程中，根据动能定理得：
解得：
即桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力的大小为
故本题答案是：（1） （2） （3）
点睛：利用动能定理求解重锤落下的速度以及重锤反弹的速度，，根据动量守恒求木桩下落的速度．