福建省平潭县新世纪学校2024-2025学年物理高一下期末联考试题含解析.doc

福建省平潭县新世纪学校2024-2025学年物理高一下期末联考试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

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、 (本题9分)如图所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出( )

A．抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向
B．抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向
C．抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向
D．抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向
2、 (本题9分)下列说法中错误的是（）
A．德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律
B．牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律
C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3、 (本题9分)关于互成角度的两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动，下述说法正确的是(　　)
A．一定是直线运动 B．一定是曲线运动
C．可能是直线运动，也可能是曲线运动 D．以上都不对
4、如图所示为一质点作直线运动的速度—时间图象，下列说法中正确的是

A．ab段与bc段的速度方向相反
B．bc段与cd段的加速度方向相反
C．ab段质点的平均速度为3m/s
D．ab段质点的加速度大小为4m/s2
5、小球做匀速圆周运动的过程,以下各量不发生变化的是 ( )
A．线速度 B．向心力 C．周期 D．向心加速度
6、 (本题9分)对于质量一定的物体，下列说法正确的是（ ）
A．物体的运动方向不变时，其动能一定不变
B．物体的速度发生变化时，其动能可能不变
C．物体的速率发生变化时，其动能可能不变
D．物体的动能不变时，其速度一定不変
7、对于绕地球圆周运动的人造卫星，下列叙述正确的是（　　）
A．地球的所有卫星半径越小线速度越大 B．地球的所有卫星半径越小周期越小
C．地球同步卫星的线速度大于7.9km/s D．地球同步卫星相对地面是静止的
8、 (本题9分)光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆型，半径R，固定在竖直平面内．AB两质量均为m的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上．将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R．不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，则（重力加速度为g）：

A．AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力大小为mg
B．A环到达最低点时，两球速度大小均为
C．若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时的速度大小为
D．若将杆换成长，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后，A环离开底部的最大高度
9、 (本题9分)如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时重力所做的功分别为WG1和WG2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（　　）

A．WG1＞WG2 B．WG1＜WG2 C．W1＞W2 D．W1=W2
10、一条河岸平直的小河宽度为40m，河水流速为3m/s。小船在静水中的速度为5m/s，现在始终保持船头垂直对岸渡河。下列分析正确的是
A．小船过河的时间等于10s
B．小船过河的时间等于8s
C．小船过河的位移大于40m
D．小船过河的位移等于40m
11、 (本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是　　

A．小球的机械能守恒
B．弹簧的弹性势能增大
C．小球刚接触弹簧时，动能最大
D．小球和弹簧组成的系统机械能守恒
12、 (本题9分)如图，C为中间插有电介质的电容器， b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地。开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度。以下操作能使静电计指针张角变大的是（ ）

A．将b板也接地
B．b板不动、将a板向右平移
C．将a板向上移动一小段距离
D．取出a、b两极板间的电介质
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、如图所示，利用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上的固定挡板处由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从挡板位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。

（1）实验中，除了斜槽轨道、重锤、两个小球、白纸、复写纸、刻度尺之外，下列器材中还必须使用的两种器材是__________.
A．秒表 B．天平 C．圆规 D．打点计时器
（2）实验中，为了减小误差，入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应满足m1________m2（选填“>”或“<”）。实验中通过测量小球运动的水平射程来“替代”小球碰撞前后的速度，为了进行这样“替代”，在安装斜槽时必须保证__________.
（3）实验中A球的水平射程OP与球A的质量__________（选填“无关”或“有关”），实验中若需要减小OP的距离，可以进行的操作是____________________.
（4）若入射小球和被碰小球的质量分别为m1和m2，测出OM、OP、ON的距离，在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；若还满足关系式__________，则碰撞是弹性碰撞.
14、在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的一项是____（只需填字母代号）．
A．重物 B．纸带 C．天平 D．50Hz低压交流电源 E．毫米刻度尺
（1）关于本实验的误差，下列说法正确的是____
A．必须选择质量较小的重物，以便减小误差
B．必须选择点迹清晰且第1、1两点间距约为1mm的纸带，以便减小误差
C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差
D．本实验应选用密度大体积小的重物，以便减小误差

（3）在该实验中，质量m=lkg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为0.01s，长度单位是cm，g=9.8m/s1．则从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=____J，动能的增加量△EK=____J（两空均保留3位有效数字）．由此你得到的结论是__________________________________________。
15、 (本题9分)在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验方案：使小物块在橡皮筋的作用下沿水平桌面被弹出，第二次、第三次…操作时分别改用2根、3根、…同样的橡皮筋将小物块弹出，测出小物块被弹出时速度，然后找到牵引力对小物块做的功与小物块速度的关系．

（1）要测得小物块被弹出后的水平速度，需要测量哪些物理量（填正确答案标号，g已知）______．
A．小物块的质量m
B．橡皮筋的原长x
C．橡皮筋的伸长量
D．桌面到地面的高度h
E．小物块抛出点到落地点的水平距离L
（2）用测量的物理量表示获得速度大小的表达式________．
（3）能够实现橡皮筋对小物块做功整数倍变化的是_______．
A．增加相同橡皮盘的条数，使小物块每次从同一位置释放
B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍
C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍
D．释放小物块的位置等间距的变化
（4）根据实验数据做出的图象如图乙所示，图线不通过原点的原因是_________．
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)从某一高度处以v0=15m/s初速度水平抛出一个物体，物体质量为2kg，经过时间t=2s落地。g取10 m/s2，求：
(1)物体落地时速度的大小；
(2)物体落地时重力的瞬时功率。
17、（10分） (本题9分)大家都看过杂技演员表演“水流星”（如图）．一根细绳系着盛水的杯子，随演员的抡动，杯子在竖直平面做圆周运动．用长L＝1.2m的绳系沿两个装有m＝0.5kg水的杯子，杯子以绳子中点为圆心在竖直平面内做圆周运动便成为“水流星”（g＝10m/s2）．求：

（1）杯子在最高点水不流出时．杯的最小速度是多少？
（2）若过最高点时速度为3m/s．此时水对杯子底的压力多大？
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、C
【解析】
以乙为参考系，甲是相对静止的，相当于并排坐在汽车里的两个人．甲要将球传给乙，只要沿3方向抛出就行了．以地面为参考系时，不但要考虑乙向前的速度v，还要考虑甲抛出球时，由于惯性，球有一个向前的速度分量v，所以当甲向3方向抛出球时，正好可以到达乙的手中．
2、D
【解析】
A、德国天文学家开普勒研究了第谷观测记录的天文数据，总结出了开普勒三大定律，故A正确；
B、牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律，故B正确；
C、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤测出了引力常量，故C正确；
D、根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，这是对同一个行星而言，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故D错误．
点睛：本题是物理学史问题，根据开普勒、牛顿、卡文迪许等科学家的成就进行解答；行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，这是对同一个行星而言．
3、A
【解析】
互成角度的两个初速度为零的匀变速直线运动的合加速度恒定，合运动的性质一定是匀变速，由于两个运动的初速度为零，所以合运动一定是匀变速直线运动，故A正确；BCD错误；故选A
4、C
【解析】
A.ab段与bc段质点的速度均为正，则速度方向相同；故A错误.
B.根据图象的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度方向，则知bc段与cd段的加速度方向相同；故B错误.
C.ab段质点做匀加速直线运动，其平均速度；故C正确.
D.ab段质点的加速度大小为；故D错误.
5、C
【解析】
试题分析：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是周期和角速度，所以C正确．
考点：线速度、角速度和周期、转速．
点评：对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．
6、B
【解析】
A. 物体加速直线运动时，运动方向不变时，其动能改变，A错误。
B. 物体做匀速圆周运动时，速度方向发生变化，其动能不变，B正确。
C. 动能 ，速率发生变化时，其动能改变，C错误。
D. 动能不变，可能速度大小不变，但速度方向改变，比如匀速圆周运动，D错误。
7、ABD
【解析】
A．万有引力提供向心力：

解得：

可知卫星半径越小线速度越大，A正确；
B．万有引力提供向心力：

解得：

可知卫星半径越小周期越小，B正确；
C．地球的第一宇宙速度是卫星轨道半径为地球半径时的最大绕行速度，同步卫星的轨道半径大于地球半径，所以地球同步卫星的线速度小于，C错误；
D．地球的同步卫星位于赤道上空与地球相对静止，实现同步的目的，D正确。
故选ABD。
8、BCD
【解析】
A.对整体分析，自由落体，加速度g，以A为研究对象，A作自由落体，则杆对A一定没有作用力．即F=0，故AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力为零，选项A错误．
B.AB都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，即vA=vB；对整体依机械能守恒定律，有：mg•2R+mg•R＝•2mv2，解得，故A环到达最低点时，两环速度大小均为，选项B正确．
C. 若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时，杆与竖直方向的夹角为30°；设AB的速度为vA和vB，则；由机械能守恒可得：，联立解得： ，选项C正确；
D.由于杆长超过了半圆直径，故最后A环在下，如图；

设A再次上升后，位置比原来高h，如下图所示．
由机械能守恒，有：−mgh+mg(2R−2R−h)＝0
解得h＝(−1)R，故A离开底部(+1)R
故若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度为(+1)R．选项D正确.
9、AD
【解析】
由题图及“WG1和WG1”、“W1和W1”可知，本题考查功的计算公式的运用。根据物体下降的高度关系分析重力做功关系。由功的计算公式分析克服摩擦力所做的功关系。
【详解】
AB、根据重力做功公式WG=mgh，知m相等，h1＞h1，则WG1＞WG1，故A正确，B错误。
CD、设任一斜面的倾角为θ，斜面的长度为s，斜面底边为L．则物体克服摩擦力做功Wf=μmgcosθ•s=μmgL，μ、m、L都相等，则W1=W1．故C错误，D正确。
计算知道重力做功与竖直高度有关，滑动摩擦力做功与水平位移有关。
10、BC
【解析】
AB．小船渡河过程中始终保持船头指向与河岸垂直，渡河时间最短，最短渡河的时间为
，
A错误B正确；
CD．小船的实际航线是垂直河岸方向上与水流方向上的合位移，与水流方向成锐角，则小船过河的位移大于40m，C正确D错误．
11、BD
【解析】
对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。小球的动能先增大后减小。
【详解】
在将弹簧压缩到最短的整个过程中，弹簧的弹力对小球做负功，故小球的机械能不守恒，故A错误；在压缩到最短的过程中，小球对弹簧始终做正功，故弹簧的弹性势能移植增大，故B正确；小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹簧的弹力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速运动，后向下减速运动，所以小球的动能先变大后变小，故C错误；对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，故D正确；故选BD。
本题考查弹簧中的功能变化关系，弹簧问题往往是动态变化的，分析这类问题时用动态变化的观点进行，要注意该系统机械能守恒，但小球的机械能并不守恒。不能想当然，认为小球一接触弹簧动能就开始减小。
12、CD
【解析】
静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由，分析电容的变化，根据C=Q/U分析电压U的变化．
【详解】
将b板也接地，电容器带电量不变，两板间的电势差不变，则静电计指针张角不变，选项A错误；b板不动、将a板向右平移，根据可知d变小时，C变大，Q不变时，根据C=Q/U，可知U减小，即静电计指针张角变小，选项B错误；将a板向上移动一小段距离，根据可知S变小时，C变小，Q不变时，根据C=Q/U，可知U变大，即静电计指针张角变大，选项C正确；取出a、b两极板间的电介质，根据可知C变小，Q不变时，根据C=Q/U，可知U变大，即静电计指针张角变大，选项D正确；故选CD.
本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是关于电容的两个公式和C=Q/U．

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、BC > 斜槽末端水平 无关 减小斜槽高度或降低挡板高度 m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2(或OP+OM=ON)
【解析】
(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：

因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故
m1OP=m1OM+m2ON，
实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，确定落点的平均位置要用圆规，测量小球落地点的距离需要毫米刻度尺，因此还需要的实验器材有BC.
(2)[2]为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量,即；
[3]为了保证小球离开斜槽做平抛运动，则需保证斜槽末端水平.
(3)[4]实验中A球的水平射程OP=v0t,而A球每次从同一高度静止滚下，则每次到达斜槽末端的速度大小相同，同时平抛的时间t一定，故水平射程与A球的质量无关.
[5]为了减小OP，可减少v0，则减小A球的重力做功，故可减小斜槽高度或降低挡板高度.
[6]根据两球碰撞和速度用水平位移代换，结合A碰前的平抛落点为P点，A碰后的落点为M，B球被碰的落点为N；可得验证动量守恒的表达式为：
m1OP=m1OM+m2ON.
[7]若碰撞是弹性碰撞，有：

用水平位移代换速度后，得：

或者联立各式化简后得：
.
14、C BD 0.476 0.473 在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）
【解析】
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证动能增加量和势能减小量是否相等，质量约去，不需要天平测量物体的质量，所以天平不必要．故选C.
（1）为了减小阻力对其影响，选用重锤时，应该选用质量大体积小重锤的进行实验，故A错误，D正确；物体自由下落时根据公式h=gt1，其中t=T=0.01s，由此可知，开始所打两个点之间的距离约等于1mm，则第1、1两点间距约为1mm的纸带，打第一个点的速度接近为零，误差较小，故B正确；应先接通电压后释放纸带，故C错误．
（3）利用匀变速直线运动的推论；重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0486 J=0.476J．EkB=mvB1=0.473J；实验得到的结论是：在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）．
15、 (1)DE; (2); (3)A; (4) 物体在桌面上运动时要克服摩擦力做功
【解析】
（1）物块离开桌面后做平抛运动，竖直方向：，水平方向：，解得：，要测物被弹出时的速度，需要测量：桌面到地面的高度h，小物块抛出点到落地点的水平距离L，故选DE；
（2）由（1）可知用测量的物理量表示获得速度大小的表达式为；
（3）实验时，选择相同的橡皮筋，使橡皮筋的形变量相同，通过改变橡皮筋的条数改变橡皮筋对小车所做的功，A正确，BCD错误，选A；
（4）物块在桌面上运动时，弹力对物块做整个，摩擦力对物块做负功，由于物块要克服摩擦力做功，则图象不过原点．

三．计算题(22分)
16、 (1) (2)P=400W
【解析】
(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平行四边形定律求出初速度；(2)根据P=Fv求功率．
【详解】
(1)平抛运动的竖直方向为自由落体运动，落地时竖直方向速度vy=gt=20m/s
水平方向的速度v0=15m/s
故合速度为
(2)由功率的定义式，得重力的瞬时功率P=mgvy 
得重力的瞬时功率P=20×20=400W
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．
17、（1） （2）2.5N
【解析】
（1）水在杯子中做圆周运动设其半径为r．由几何关系得
过最高点临界条件：mg＝m
解得最小速度v＝m/s．
（2）若过最高点时速度v＝3m/s>m/s．设此时杯子底部对水的压力为N．由牛顿第二定律：N＋mg＝m
解得 N＝2.5N
据牛顿第三定律知此时水对杯底的压力为2.5N