2024-2025学年西宁市第四中学物理高一第二学期期末考试试题含解析.doc

2024-2025学年西宁市第四中学物理高一第二学期期末考试试题
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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1、 (本题9分)如图所示，一个凹形桥模拟器固定在水平地面上，其凹形轨道是半径为0.4m的半圆，且在半圆最低点装有一个压力传感器（图中未画出）。一质量为0.4kg的玩具小车经过凹形轨道最低点时，传感器的示数为8N，则此时小车的速度大小为（取g=10m/s2）

A．2m/s B．4m/s C．8m/s D．16m/s
2、两个相同的金属球分别带有+2Q和-4Q的电荷量，两球相隔一定距离时，相互作用力的大小为F，若把它接触后再放回原处，两球相互作用力的大小变为( )
A． B． C． D．
3、 (本题9分)对于电场中确定的A、B两点，关于表达式，下列说法正确的是：
A．电势差Uab随着电场力所做的功Wab变化而变化
B．Wab随着检验电荷q运动路径不同而变化
C．检验电荷q的大小直接影响电势差Uab的大小
D．电势差Uab由电场决定，与电场力做功WAB及检验电荷q无关
4、 (本题9分)关于能源，下列说法正确的是（ ）
A．一次能源是可再生能源 B．二次能源是可再生能源
C．煤、石油、天然气属于新能源 D．太阳能、核能属于新能源
5、 (本题9分)物体从倾角为的固定的光滑斜面由静止开始下滑，斜面高为，当物体滑至斜面底端时，重力做功的功率为（　　）

A．
B．
C．
D．
6、 (本题9分)下图为八颗行星绕太阳公转轨迹示意图，假设上述行星及小行星带上的行星绕太阳运动轨迹均可看成圆周，忽略行星之间万有引力作用．则下列关于各行星绕太阳做圆周运动的说法中正确的是 ( )

A．火星做圆周运动的线速度大于地球做圆周运动的线速度
B．火星做圆周运动的加速度小于地球做圆周运动的加速度
C．海王星做圆周运动的周期大于天王星做圆周运动的周期
D．假设海王星的质量等于天王星的质量，则海王星做圆周运动的动能与它的势能之和小于天王星动能与势能之和
7、 (本题9分)如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速度水平抛出一小球，经过时间恰好落在斜面底端，速度是v，不计空气阻力．下列说法正确的是

A．若以速度2水平抛出小球，则落地时间大于
B．若以速度2水平抛出小球，则落地时间等于
C．若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v成θ角
D．若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v同向
8、 (本题9分)我国于2011年发射了“天宫一号”目标飞行器，之后发射的“神舟八号”、“神舟九号”飞船相继与之成功对接，今年即将发射的“神舟十”也会与“天宫一号”目标飞行器对接。如图所示，在对接前“天宫一号”的轨道半径为“神舟十号”的轨道半径大，它们都做匀速圆周运动。则在对接前

A．它们的线速度相等
B．它们的角速度相等
C．它们的线速度都小于7.9km/s
D．“神舟十号”的线速度一定大于“天宫一号”的线速度
9、人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼晴的情况,若手机质量为150g，从离人眼约20cm 的高度无初速掉落，砸到眼睛后经 0.1s 手机停止 运动，取重力加速度g=10 m/s2，下列分析正确的是

A．手机对眼睛的作用力大小约为 4.5 N
B．手机对眼睛的作用力大小约为 3.0 N
C．全过程手机重力的冲量大小约为 0.15 N·s
D．全过程手机重力的冲量大小约为 0.30 N·s
10、一质量为2kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的s-t图象和y方向的v-t图象分别如图所示.则该质点

A．初速度大小为3m/s
B．所受的合外力为3N
C．做匀变速曲线运动
D．初速度方向与合外力方向垂直
二、实验题
11、（4分）验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m＝1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：

（1）纸带的______（填“P”或“C”，必须用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝______m/s（保留到小数点后两位）；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP＝_____J，此过程中物体动能的增加量△Ek＝_____J；（g取9.8m/s2保留到小数点后两位）
（4）通过计算，数值上△EP_____△Ek（填“＜”、“＞”或“＝”），这是因为_____．
12、（10分） (本题9分)根据线性力做功的求解方法，某同学证明出来:一劲度系数为k的轻弹簧由形变量为恢复到原长的过程中，弹簧弹力所做的功为。于是该同学设计只用的一根弹簧和一把刻度尺测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验，如图所示，他的实验步骤如下：

第一步:将弹簧的左端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时，在桌面上标记出弹簧右端所在的位置B。
第二步:让滑块紧靠弹簧压缩弹簧至某一位置静止时，在桌面上标记出滑块的位置A，松手后弹簧将滑块弹开，滑块在水平桌面上运动一段距离停止，在桌面上标记出滑块停止的位置C。
第三步:滑块通过水平细绳和光滑的定滑轮竖直悬挂拉伸弹簧，滑块静止时，在桌面上标记出弹簧右端到达的位置D。
请回答下列问题：
(1)你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并符号、、……表示) ________。
(2)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数的计算式: = __________。
三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（9分） (本题9分)如图所示，水平传送带A、B两端点相距x=4m，以v0=2m/s的速度顺时针运转。今将一小煤块无初速轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2。由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。求：

（1）小煤块从A运动到B的时间；
（2）小煤块从A运动到B的过程中留下的划痕长度。
14、（14分） (本题9分)如图所示，电源电动势E=50V，内阻r=1Ω， R1=3Ω，R1=6Ω．间距d=0.1m的两平行金属板M、N水平放置，闭合开关S，板间电场视为匀强电场．板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB，有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1×10-3C（可视为点电荷，不影响电场的分布）．现调节滑动变阻器R，使小球恰能静止在A处；然后再闭合K，待电场重新稳定后释放小球p．取重力加速度g=10m/s1．求：

（1）小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压；
（1）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）小球p到达杆的中点O时的速度．
15、（13分） (本题9分)如图甲所示，水平面上A点处有一质量m＝0.5kg的小物块，从静止开始在水平向右恒力F1作用下运动，通过B点时立即撤去力F1，物块恰好落到斜面P点。物块与水平面间的滑动摩擦力为f，f大小与物块离A点的距离d的关系如图乙所示。已知AB间距为2m，斜面倾角＝37°，BP间距为3m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求

(1)物块通过B点时速度大小;
(2)恒力F1大小
(3)现将图甲装置置于风洞实验室中，斜面BC.处于风场中，且足够长。物块从B点以(1)同中的速度水平向右抛出，立即撤去力F1，同时物块受到大小为4N的风力F2作用，风力方向从水平向左逆时针到竖直向下范围内可调，如图甲所示。调整风力方向使物块从抛出至落到斜面的时间最短，求该最短时间及在此条件下物块第一次落到斜面时的动能.
参考答案

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1、A
【解析】
小车经过凹形桥的最低点时，受重力和支持力，沿半径方向的合外力提供向心力，由牛顿第二定律有：，由牛顿第三定律得，而即为视重为8N，联立得瞬时速度，故选A。
此题考查圆周运动的力和运动的关系，注意分析受力和力的作用效果．
2、C
【解析】
由库仑定律可得：，两相同金属小球带异种电荷时，开始时的库仑力：，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量都是：，库仑力：，所以库仑力是原来的，即.
A.与分析结果不相符；故A错误.
B.与分析结果不相符；故B错误.
C.与分析结果相符；故C正确.
D.与分析结果不相符；故D错误.
3、D
【解析】
ACD.电势差的定义式为，是用比值法定义的物理量，其特点是电势差与试探电荷无关，由电场的强度和两点的位置决定；故A，C错误，D正确.
B.电场力做功是与路径无关，只由初末位置的电势差有关；故B错误.
4、D
【解析】
试题分析：从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源，像风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源；可以从自然界直接获取的能源叫一次能源．
解：A、可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，一次能源并不一定都是可再生能源，比如煤是一次能源，但属于不可再生能源，A错误；
B、并不是所有的二次能源都是可再生能源，故B错误；
C、煤、石油、天然气属于不可再生能源，而像太阳能、风能、核能、地热能、氢能等属于新能源．故C错误，D正确；
故选D．
点评：难度较小，掌握能源的分类方法和能源的种类即可解答．
5、C
【解析】
由机机械能守恒定律得：

解得当物体滑至斜面底端时速度

当物体滑至斜面底端时，重力做功的功率为

A. 与计算结果不符，故A错误；
B. 与计算结果不符，故B错误；
C. 与计算结果相符，故C正确；
D. 与计算结果不符，故D错误；
6、BC
【解析】
A、根据万有引力提供向心力，即，则可知，由于火星轨道半径大于地球轨道半径，即火星的线速度小于地球的线速度，故选项A错误；
B、由 得：地球加速度大于火星，选项B正确；
C、根据万有引力提供向心力，即，由得：由于海王星半径大于天王星的半径，故海王星的周期大于天王星的周期，选项C正确；
D、假设天王星和海王星质量相等，天王星变轨到海王星轨道需要外力推动做正功，机械能增加，所以海王星机械能大于天王星机械能，选项D错误．
点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能熟记．
7、BD
【解析】
A、B、若以速度2v1水平抛出小球，小球将落水平面上，下落的高度与小球落在斜面底端时相等，而平抛运动的时间是由下落的高度决定的，所以落地时间等于t1．故A错误，B正确．C、D、以速度v1水平抛出小球，小球将落斜面上，则有，设撞击斜面时速度方向与水平方向的夹角为α，则得，可得tanα=2tanθ，与小球的初速度无关，所以若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与水平方向的夹角也为α，速度方向与v同向，故C错误，D正确．故选BD.
【点睛】本题是对平抛运动规律的考查，要知道平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，当小球落斜面上时竖直分位移与水平分位移之比等于斜面倾角的正切．
8、CD
【解析】
据万有引力提供向心力得；
AD、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的线速度比“神舟十号”的线速度小，故A错误，D正确；
B、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的角速度比“神舟十号”的角速度小，故B错误；
C、第一宇宙速度是近地环绕速度，也是最大环绕速度，所以它们的线速度都小于7.9km/s，故C正确；
故选CD。
根据万有引力提供向心力，分析运行速度、角速度与轨道半径的关系，从而比较出大小。
9、AC
【解析】
AB. 20cm=0.20m；150g=0.15kg；根据自由落体速度

手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向上为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为

手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知

解得手机对眼睛的作用力大小约为4.5N，故A项与题意相符，B项与题意不相符；
CD. 全过程中重力的冲量，mgt=0.15N•s，故C项与题意相符，D项与题意不相符。
10、BC
【解析】
A.由图可知，质点在x方向上的初速度为，y方向上初速度为3m/s，根据平行四边形定则，则初速度的大小；故A错误.
BD.质点的加速度方向沿x轴方向，，则F合=ma=2×1.5=3N，合力的方向沿y轴方向，与初速度的方向不垂直；故B正确，D错误.
C.质点受到的合外力不变，则质点的加速度不变，所以质点做匀变速曲线运动；故C正确.

二、实验题
11、P 0.98 0.49 0.48 ＞ 有机械能损失
【解析】
（1）与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，从纸带图上可以看出是P点．
（2）利用匀变速直线运动的推论 得：
B点的速度
B点的动能
（3）重力势能减小量△Ep＝mgh＝1×9.8×0.0501J＝0.49J．
（4）＞，由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失．
12、 （1）AB间的距离x1，AC间的距离x2，BD间的距离x3， （2）
【解析】（1）该过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求出弹簧弹力做功的大小，根据W=kx2，需要测量弹簧的形变量，即原长和压缩后的长度的差值，即图中AB间距x1；需要测量弹簧的劲度系数，可以根据弹簧挂物体时弹簧的形变量，即BD间距x3求出劲度系数k；在整个过程中根据功能关系有： kx2=mgμs，所以要测量物体滑行的距离，即AC的距离x2；
（2）根据题意，弹簧水平弹出滑块过程，根据功能关系，有： kx12-μmgx2=0；其中mg=kx3；   联立解得：μ=； 
点睛：对于这样的课本之外的实验解答的突破口在于明确其实验原理，本题中要依据所提供信息，根据所学物理规律，明确该实验的实验原理，对于考查学生综合利用知识的能力起到很好的作用．

三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（1）2.25s （2）0.5m
【解析】（1）煤块在传送带上滑动时，根据牛顿第二定律有：，因此解得．
当煤块速度和传送带速度相同时，位移为，
因此煤块先加速后匀速运动：加速时间为：，
匀速时间为：，
小煤块从A运动到B的过程中总时间为：；
（2）在加速阶段产生相对位移即产生划痕，固有：．
【点睛】物体静止从皮带左端释放，在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动，当速度与皮带速度相同时，物体随着皮带一起匀速运动，明确滑块的运动形式，知道划痕长度即为相对位移大小．
14、 (1)U=10V (1)Rx=8Ω (3)v=1.05m/s
【解析】
(1)小球带负电；
恰能静止应满足：

(1)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，由电路电压关系:

代入数据求得Rx=8Ω
(3)闭合电键K后，设电场稳定时的电压为U'，由电路电压关系:

代入数据求得U'=V
由动能定理:
代入数据求得v=1.05m/s
本题为电路与电场结合的题目，要求学生能正确掌握电容器的规律及电路的相关知识，能明确极板间的电压等于与之并联的电阻两端的电压．
15、（1）4m/s（2）4.5N（3）7.69J
【解析】
（1）物块从到，假设间距为，根据平抛运动规律有
水平方向： ①
竖直方向： ②
代入数据，联立①②式解得；
（2）由图乙可知摩擦力对物块做功为 ③
物块从到，由动能定理有 ④
代入数据，联立③④式解得
（3）方法一：

以点为坐标轴原点，水平方向为轴，竖直方向为轴，假设与轴方向成角，根据运动的合成与分解有
水平方向： ⑤
竖直方向： ⑥
几何关系： ⑦
联立⑤⑥⑦式解得 ⑧
代入数据可得，要使最小，即要取最大值，
而，故当时，最小，

⑨
⑩
（11）
联立⑨⑩（11）式解得 （12）
（，）
【或：把代入⑥式中解得⑨
假设落到点，从到过程，由动能定理得，
即 ⑩
代入数据解得 （11）

方法二：以点为坐标轴原点，沿斜面方向为轴，竖直斜面方向为轴，
，和均为定值，为使物块尽快落到斜面，故垂直斜面向下。
方向： ⑤
方向： ⑥
时，解得
或： ⑥
当时，，
⑦
把代入⑦式中解得，而，
⑧
代入数据解得 ⑨
【或：把代入⑤式中解得，
假设落到点，从到过程，由动能定理得，
即 ⑦
代入数据解得 ⑧】