2024-2025学年福建省福州市长乐高级中学物理高一第二学期期末综合测试试题含解析.doc

2024-2025学年福建省福州市长乐高级中学物理高一第二学期期末综合测试试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国GPS系统和俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星，以下说法正确的是（　　）
A．这5颗地球同步卫星的发射速度都大于第一宇宙速度
B．这5颗地球同步卫星的运行周期与地球自转周期不一定相等
C．这5颗地球同步卫星运动的加速度大小不一定相同
D．为避免相撞，不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上
2、 (本题9分)“神舟十号”飞船发射后，经过多次变轨进入距地面高度为h的圆形轨道．已知飞船质量为m，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g．设飞船进入圆形轨道后运动时的动能为EK，则
A． B． C． D．
3、 (本题9分)《流浪地球》影片中，在地球上建造大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，从而逃离太阳系，其过程简化为如图所示，地球在椭圆轨道I上运动到远日点B变轨，进入圆形轨道II；在圆形轨道II上运动到B点时再次加速变轨，从而最终逃离太阳系。关于地球下列说法正确的是

A．沿轨道I运动时，在A点的速度比B点的大
B．沿轨道I运动时，在A点的速度比B点的小
C．沿轨道I运动时，在A点的加速度比B点的小
D．沿轨道I运动经过B点时的加速度比沿轨道Ⅱ经过B点时的大
4、 (本题9分)如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，现将小球拉至A处，弹簧恰好原长，在A处由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的过程中，错误的是：

A．小球机械能守恒
B．小球重力势能减小
C．弹簧弹性势能增大
D．小球和弹簧组成系统机械能守恒
5、 (本题9分)如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H，河水流速为u，船在静水中的速度均为v，出发时两船相距，甲、乙船头均与岸边成600角，且乙船恰好能直达对岸的A点，则下列判断正确的是（ ）

A．甲、乙两船到达对岸的时间相同
B．两船可能在未到达对岸前相遇
C．甲船在A点右侧靠岸
D．甲船也在A点靠岸
6、 (本题9分)在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r．将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是（ ）

A．电压表V的示数变小
B．电流表A1的示数变小
C．电流表A2的示数变小
D．电流表A的示数变大
7、 (本题9分)已知一只船在静水中的速度为3m/s，它要渡过一条宽度为30m的河，河水的流速为5m/s，则下列说法中正确的是( )
A．船不可能渡过河
B．船渡河航程最短时，船相对河岸的速度大小为4m/s
C．船不能垂直到达对岸
D．船垂直到达对岸所需时间为6s
8、 (本题9分)甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H，河水流速为ν0，划船速度均为ν，出发时两船相距H，甲、乙两船船头均与河岸成60°角，如图所示．已知乙船恰好能垂直到达对岸A点．则下列说法中正确的是（ ）

A．甲、乙两船到达对岸的时间不同
B．ν=2ν0
C．两船可能在未到达对岸前相遇
D．甲船也在A点靠岸
9、 (本题9分)水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度沿直线轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，重力加速度为，则（　　）

A．小球到达c点的速度为
B．小球到达b点时对轨道的压力为
C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为
D．小球从c点落到d点所需时间为
10、 (本题9分)如图所示，以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，小球能上升的最大高度为h，上升和下降过程中的空气阻力的大小恒为f．则从抛出点至回到原出发点的过程中，各力做功的情况正确的是（ ）

A．重力做的功为
B．空气阻力做的功为
C．合力做的功为
D．物体克服重力做的功为
11、 (本题9分)如图所示，在倾角为30°的斜面上，质量为1kg的小滑块从a点由静止下滑，到b点时接触一轻弹簧。滑块滑至最低点c后，又被弹回到a点，已知ab=0.6 m，bc=0.4 m，重力加速度g取10 m/s2，下列说法中正确的是

A．滑块滑到b点时动能最大
B．整个过程中滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
C．弹簧的最大弹性势能为2J
D．从c到b弹簧的弹力对滑块做了5J的功
12、 (本题9分)如图所示，内壁光滑的圆锥筒固定不动，圆锥筒的轴线沿竖直方向．两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动的轨道半径之比rA∶rB=2∶1，取圆锥筒的最低点C为重力势能参照面，则A、B两球

A．运动周期之比TA∶TB=2∶1
B．速度之比vA∶vB=∶1
C．机械能之比EA∶EB=2∶1
D．向心加速度之比aA∶aB=∶1
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分）某实验小组要探究“功与物体速度变化的关系”，实验装置如图所示.

实验主要步骤如下：
①实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，接通电源，轻推小车，小车运动稳定后，得到的纸带应该是如图的__________（填“甲”或“乙”）；

②使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程中橡皮筋对小车做的功记为W；
③再分别改用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次从同一位置由静止释放小车，使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W；
④分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、…。如图所示是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的__________（填“AG”或“GJ”）部分进行测量；

⑤根据实验数据，作出W－v图象，下列符合实际的图象是_________.

14、（10分） (本题9分)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图4所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0＝19.00 cm，点A、C间的距离为s1＝8.36 cm，点C、E间的距离为s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m＝1 kg．

(1)下列做法正确的有__________．
A．图中两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是__________J，打下C点时重物的速度大小是__________m/s．(结果保留三位有效数字)

(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、以s为横坐标画出的图象应是下面的__________．

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（12分） (本题9分)如图所示，竖直平面内有一光滑的直角细杆MON，其中ON水平，OM竖直，两个小物块A和B分别套在OM和ON杆上，连接AB的轻绳长为L=0.5m，．现将直角杆MON绕过OM的轴O1O2缓慢地转动起来．已知A的质量为m1=2kg，重力加速度g取10m/s2。

（1）当轻绳与OM的夹角θ=37°时，求轻绳上张力F。
（2）当轻绳与OM的夹角θ=37°时，求物块B的动能EkB。
（3）若缓慢增大直角杆转速，使轻绳与OM的夹角θ由37°缓慢增加到53°，求这个过程中直角杆对A和B做的功WA、WB。
16、（12分） (本题9分)人造地球卫星P绕地球球心作匀速圆周运动，已知P卫星质量为m，距地球球心的距离为r，地球的质量为M，引力常量为G.
(1)求卫星P与地球间的万有引力；
(2)现有另一地球卫星Q，Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍，且P、Q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q在绕地球运行过程中，两星间相距最远时的距离多大？

17、（12分） (本题9分)图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态．另一质量与B相同的滑块A，从导轨上的P点以某一初速度向B滑行，当A滑过距离l1时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连．已知最后A恰好返回出发点P并停止．滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为μ，运动过程中弹簧最大形变量为l2 ，重力加速度为g，求A从P出发时的初速度v1．

参考答案

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、A
【解析】
A．第一宇宙速度是在地面附近发射人造卫星的速度的最小值，所以这5颗地球同步卫星的发射速度都大于第一宇宙速度，故A正确；
B．由于同步卫星与地球同步，因此同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，可得

可得同步卫星的加速度的大小

所以这5颗地球同步卫星的加速度大小一定相同，故C错误；
D．地球同步卫星，与赤道平面重合，离地面的高度相同，在相同的轨道上，故D错误。
故选A。
2、A
【解析】
试题分析：飞船绕地球运动时，由万有引力提供向心力，则，故动能为Ek=mv2=×，由GM=gR2，所以，选项A正确．
考点：万有引力与航天．
【名师点睛】该题的飞船运行在高为h的轨道上，得出其速度的大小后，再利用物体在地球表面上时的重力是万有引力得出其黄金代换进行替换，最后可以得出动能的表达式．
3、A
【解析】
AB.在轨道I上由A点运行到B点的过程，引力做负功，速度逐渐减小，在A点的速度比B点的大，故A正确，B错误；
C.A点距离太阳近，其受的引力大，则加速度大，故C错误；
D.沿轨道Ⅰ运动经过B点和沿轨道Ⅱ经过B点时离太阳的距离相等，万有引力相等，所以加速度大小相等，故D错误；
4、A
【解析】
小球运动过程中，除重力做功外还有弹簧的弹力做功，则小球的机械能不守恒，选项A错误；小球高度降低，重力势能减小，选项B正确；弹簧被拉长，则弹簧弹性势能增大，选项C正确；小球和弹簧组成的系统由于只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，选项D正确；此题选项错误的选项，故选A.
5、A
【解析】
小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度，故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求两船相遇的地点，需要求出两船之间的相对速度，即它们各自沿河岸的速度的和；由于知道了它们过河的时间，故可以求出甲船靠岸的地点；
【详解】
A、小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度，故小船过河的速度，故小船过河的时间：，故甲乙两船到达对岸的时间相同，故A正确；
B、甲船沿河岸方向的速度为：
乙船沿河岸方向的速度为：
故甲乙两船沿河岸方向的相对速度为：
故两船相遇的时间为：，故两船在到达对岸时相遇，故B错误；
C、由于乙船恰好能直达对岸的A点，而两船在到达对岸时相遇，故甲船在A点到达对岸，故C错误，D正确；
本题考查了运动的合成与分解，相对速度，小船过河问题，注意过河时间由垂直河岸的速度与河宽决定。
6、C
【解析】
D. 滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动，电路总电阻变大，电路中总电流减小，D错误；
A. 电源的内电压减小，则电路外电压变大，A错误；
B. R1上电压变大，则电流变大，B错误；
C. 由于总电流减小，A1电流增大，则A2电流减小，C正确
考点：考查闭合电路的动态变化分析
本题应先明确各用电器间的串并联关系，可以先把电表看做理想电表，电流表短接，电压表断路看待，这可以使电路结构变得简单
7、BC
【解析】
A．当静水速度与河岸不平行，则船就能渡过河，A错误；
B．以水速矢量尾端为圆心，以小船船速大小为半径做圆，过水速矢量始端做圆的切线，此时小船航程最短，合速度与船速垂直，故船相对河岸的速度大小为m/s，B正确；
C．根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸，C正确；
D．当静水速与河岸垂直时，渡河时间：
s
D错误。
故选BC。
8、BD
【解析】
由于两船的速度大小相等，且与河岸的夹角相同，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等；根据运动的独立性原理，船速度平行于河岸的分量将不影响船行驶到对岸所用的时间，所以两船同时到岸，A错误；
因乙船正对垂直河岸过河，故，故，故B正确；
甲船沿水流方向的速度为，在相同的时间内，甲船通过的位移，
船到达对岸的时间，故船沿水流方向通过的位移，故甲船也在A点靠岸，故D正确；
因两船同一时间到达A点，故在两船靠岸以前不会相遇，故C错误；
故选BD．
由运动的独立性可知，渡河时间取决于船垂直于河岸的速度，由两船的速度可求得渡河时间；
根据乙船的合运动可知船速与水速的关系；
先求得甲船沿水流方向的速度，根据渡河时间可求得甲过河时在水流方向上通过的距离，则可判断在何处靠岸．
运动的合成与分解中要注意独立性的应用，两个分运动是相互独立，互不干扰的，但二者的合成决定了物体的实际运动．
9、CD
【解析】
A. 小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，只有重力提供向心力

解得：

故A错误；
B.由机械能守恒定律得：

由向心力公式有：

解得轨道对小球的支持力F=6mg，根据牛顿第三定律得：小球到达b点时对轨道的压力为，故B错误；
C.由平抛运动规律得，水平位移

故C正确；
D.小球离开轨道后，在竖直方向做自由落体运动， 小球从c点落到d点所需时间为

故D正确。
10、BC
【解析】
A、由于重力做功只与物体的初末位置有关，与物体所经过的路径无关，所以从抛出点至回到原出发点的过程中，重力做功为零，所以A错误．
B、阻力对物体做功与物体经过的路径有关，上升和下降阻力做的功都是-fh，所以空气阻力做的总功为-2fh，所以B正确．
C、由于重力不做功，所以合力的功即为全程中阻力做的功，应该是-2fh，所以C错误．
D、物体克服重力做的功大小与重力做功的大小相同，由A的分析可知D错误．
重力做功只与物体的初末的位置有关，这是保守力做功的特点，而摩擦力做功是与物体经过的路径有关的．
11、BD
【解析】滑块滑到b点时刚接触弹簧，刚过b点时，滑块重力的分力大于弹力，滑块仍加速运动，则b点动能不是最大，选项A错误；整个过程中只有重力和弹簧的弹力做功，则弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，故B正确；滑块从a到c，运用动能定理得：mghac+W弹′=0
解得：W弹′=-5J。弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为5J，故C错误；从c点到b点弹簧的弹力对滑块做功与从b点到c点弹簧的弹力对滑块做功大小相等，根据C选项分析，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是5J，故D正确；故选BD。
点睛：本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，列出相应的物理方程解题．同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化．
12、BC
【解析】
小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的和提供向心力，结合牛顿第二定律列出向心力与线速度、角速度、向心加速度的表达式，从而进行求解．
设支持力和竖直方向上的夹角为θ，根据牛顿第二定律得：，
解得：，
因为A、B圆运动的半径之比为2:1，所以，，，AD错误B正确；从以上分析可知，根据几何知识可知，故，由于机械能为动能和重力势能之和，故EA∶EB=2∶1，C正确．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、乙 GJ D
【解析】
第一空：平衡合适的依据是小车做匀速直线运动，选择乙图
第二空：我们应测量橡皮筋做功结束以后的速度，且此时小车匀速，应选择GJ部分
第三空：由于 根据实验数据，作出W－v图象为抛物线，D正确
14、AB 2.68 2.60 C
【解析】
（1）图甲中两限位孔必须在同一直线上，故A正确；实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B正确；开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故D错误．
（2）重物减少的重力势能为：△Ep=mgh=mg（s0+s1）=1kg×9.8m/s2×（19.00+8.36）×10-2m≈2.68J
打下C点时重物的速度vc=(s1+s2)/(4T)=2.28m/s
(3)在验证机械能守恒定律的实验中，有： 则有：，g是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，故C图正确．
（4）由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力．

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（1）（2） （3） ，
【解析】
（1）因始终处于平衡状态，所以对有

得
（2）设质量为、速度为、做圆周运动的半径为，对有

得

（3）因杆对的作用力垂直于的位移，所以
由（2）中的知，当时，的动能为
杆对做的功等于、组成的系统机械能的增量，故 ①
其中 ②
得
16、（1）；（2）5r
【解析】
(1)由万有引力定律得：卫星P与地球间的万有引力为；
(2) 根据，得 ，卫星Q的周期是卫星P周期的8倍，根据知，卫星Q的轨道半径是卫星P轨道半径的4倍，即，当 P、Q、地球共线且P、Q位于地球两侧时最远，最远距离。
17、
【解析】
令A、B质量皆为m，A刚接触B时速度为（碰前），
由功能关系，有①
A、B碰撞过程中动量守恒，令碰后A、B共同运动的速度为有：②
碰后A、B先一起向左运动，接着A、B一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，设A、B的共同速度为，在这过程中，弹簧势能始末两态都为零，利用功能关系，有：③
此后A、B开始分离，A单独向右滑到P点停下，由功能关系有④
由以上各式，解得
【点睛】本题中除因木块与地面间的摩擦导致系统损失机械能外，两个木块的碰撞过程中系统也有机械能损失，由于碰撞过程的损失能量无法用碰撞力的功的形式直接求出来，故不能对整个过程运用动能定理列式，只有分段对各个过程运用动能定理和动量守恒定律列式，再分析求解．