炮车中学2024-2025学年高一下物理期末检测试题含解析.doc

炮车中学2024-2025学年高一下物理期末检测试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、 (本题9分)在地球两极和赤道的重力加速度大小分别为g1、g2，地球自转周期为T，万有引力常量为G，若把地球看作为一个质量均匀分布的圆球体，则地球的密度为
A． B．
C． D．
2、 (本题9分)如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h.在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD.下列关系式正确的是(　　)

A．PA＝PB＝PC＝PD B．PA＝PC>PB＝PD
C．PA＝PC＝PD>PB D．PA>PC＝PD>PB
3、 (本题9分)甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，甲、乙的速度v随时间t的变化如图所示，设0时刻出发，t1时刻二者速度相等，t2时刻二者相遇且速度相等。下列关于甲、乙运动的说法正确的是（ ）

A．在0〜t2时间内二者的平均速度相等 B．t1〜t2在时间内二者的平均速度相等
C．t1〜t2在时间内乙在甲的前面 D．在t1时刻甲和乙的加速度相等
4、 (本题9分)如图所示,在竖直平面内有一固定的半圆槽,半圆直径水平, 点为最低点．现将三个小球1、2、3(均可视为质点,不计空气阻力)分别从点向右水平抛出,球1、2、3的落点分别为,则下列说法正确的是（ ）

A．球1水平抛出时的初速度最大
B．球3空中运动的时间最长
C．球2不可能垂直圆槽切线打在点
D．运动过程中球1的动量变化率最大
5、 (本题9分)有关超重和失重的说法，正确的是(　　)
A．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减小
B．竖直上抛运动的物体处于完全失重状态
C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程
D．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程
6、 (本题9分)在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( )
A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．
B．正电荷在原子中是均匀分布的．
C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．
D．原子是不可再分的．
7、 (本题9分)如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为θ，杆以O点为支点绕竖直轴旋转，质量为m的小球套在杆上可自由滑动，当杆旋转角速度为ω1时，小球可在A处的水平面内旋转，当杆旋转角速度为ω2时，小球可在B处的水平面内旋转，设球对杆的压力分别为N1和N2，则（　　）

A．N1=N2
B．N1＜N2.
C．ω1＜ω2
D．ω1＞ω2
8、如图所示，物体在水平推力F的作用下静止于斜面上，如图所示，若稍微增大推力，物体仍保持静止，则

A．物体所受合力增大
B．物体所受合力不变
C．物体所受摩擦力可能增大
D．物体所受斜面的支持力增大
9、 (本题9分)如图甲所示，质量为0.5kg的物块A和足够长的木板B叠放在光滑水平面上，t=0时刻，木板B受到水平向右的拉力F作用，0~4s内，F随时间t变化的关系如图乙所示，木板B加速度a与时间t的关系如图丙所示。若物块A与木板B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2。则

A．木板B的质量为1kg
B．物块A与木板B之间的动摩擦因数为0.4
C．2s~4s内，物块A的加速度随时间均匀增大
D．2s~4s内，物块A的速度随时间均匀增大
10、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（ ）

A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大
B．小球运动到B点时的速度大小为
C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg
D．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量
11、 (本题9分)如图所示，一质量为1kg的滑块A以的速度在光滑水平面上向右运动，一质量为2kg的滑块B以的速度向左运动并与滑块A发生碰撞，已知滑块B的左侧连有轻弹簧，下列说法正确的是 　　

A．当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为
B．当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为
C．两滑块相距最近时，滑块B的速度大小为
D．两滑块相距最近时，滑块B的速度大小为
12、 (本题9分)如图所示，固定光滑斜面的倾角为，其顶端有光滑定滑轮，跨过滑轮的轻绳，一端与斜面上质量为的滑块相连，另一端与小车相连，滑轮左侧轻绳与斜面平行，重力加速度大小为，若小车水平向右做匀速直线运动，则（　　）

A．滑块做加速直线运动
B．滑块做匀速直线运动
C．轻绳的拉力等于
D．轻绳的拉力大于
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分） (本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度，测得所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图2所示．经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm．

（1）根据以上数据，计算重物由O点运动到B点，重力势能减少了_______J，动能增加了________J（最后结果要求保留三位有效数字）．
（2）假设物体下落做匀加速运动，则物体在下落过程中的实际加速度为____________．
14、（10分） (本题9分)某同学利用如图所示实验装置探究功与动能变化的关系，在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的轻绳一端与质量m=1kg的小球C连接，另一端绕过定滑轮B与传感器连接，定滑轮B视为质点)与A等高，BD为水平线，测出B、C间绳长l=1m，实验时，使绳处于绷直状态，将小球从距离BD线高度为h处由静止释放，从拉力传感器中记录小球摆动过程中拉力的最大值为F，改变h的值，记录下相应的最大拉力F，重力加速度g=9.8m/s2.

(1)某次实验中，当h=0.6m时，对应的F=17.6N，则小球的最大动能为___________J；从释放点运动到最低点的过程中合力对小球所做的功为___________J.(结果均保留三位有效数字)
(2)请根据(1)中实验结果，推导出F与h的函数关系式为F=___________.(用相应的字母符号表示)
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)我国已实现探月计划一“嫦娥工程”,同学们对月球有了更多的关注。
(1)若已知地球半径为,地球表面的重力加速度为,月球绕地球运动的周期为,月球绕地球的运动近似看成匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径。
(2)若宇航员随登月飞船登录月球后,在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球,经过时间,小球落回宇航员手上(宇航员抛出球后手的位置不变)。已知月球半径为,万有引力常量为,试求出月球的质量和月球的第一宇宙速度。
16、（12分） (本题9分)玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，提出具有量子特征的氢原子模型，其能级图如图所示．有一个发光管里装有大量处于n＝4能级的氢原子，利用这个发光管的光线照射金属钠的表面．已知金属钠的极限频率是5.53×1014 Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，1 eV＝1.6×10－19 J.

(1)发光管可能发射几种不同能量的光子？
(2)发光管能使金属钠发生光电效应吗(通过计算回答)?
(3)求出发光管照射金属钠所发射的光电子的最大初动能．
17、（12分） (本题9分)如图所示，水平传送带AB长1m，以v=1m/s的速度匀速运动．质量均为4kg的小物体P、Q与绕过定滑轮的轻绳相连，t=0时刻P在传送带A端以初速度v0=4m/s向右运动，已知P与传送带间动摩擦因数为0.5，P在传送带上运动过程它与定滑轮间的绳始终水平．不计定滑轮质量和摩擦，绳不可伸长且有足够长度，最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力，取g=10m/s1．求：

（1）t=0时刻小物体P的加速度大小和方向；
（1）小物体P滑离传送带时的速度．
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、B
【解析】
试题分析：质量为m的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力．根据万有引力定律和牛顿第二定律，在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力联立求解
地球两极①，在 地球赤道上②，联立①②得，由①得，地球密度，B正确．
2、C
【解析】
小球落地时，A的重力的瞬时功率： ；B落地的瞬时功率：；C落地的瞬时竖直速度为 ，则落地时重力的瞬时功率：；因D中小球上升的最大高度为h，则落地的瞬时竖直速度为 ，则落地时重力的瞬时功率：；故PA＝PC＝PD>PB，故选项C正确，ABD错误；故选C.
3、A
【解析】
A．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，0时刻出发，t2时刻二者相遇，则0〜t2时间内二者的位移相同，0〜t2时间内二者的平均速度相等。故A项正确；
B．v-t图象与时间轴围成面积表对应时间内的位移，则t1〜t2时间内乙的位移大于甲的位移，t1〜t2时间内乙的平均速度大于甲的平均速度。故B项错误；
C．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，0时刻出发，0〜t1时间内甲的速度大于乙的速度，则t1时刻甲在乙的前面；t2时刻二者相遇，则在t1〜t2时间内甲在乙的前面，两者间距逐渐变小。故C项错误；
D．v-t图象切线斜率表示加速度，则t1时刻甲和乙的加速度不相等。故D项正确。
4、C
【解析】
根据可知，因为h1>h2>h3可知球1空中运动的时间最长；根据可知，球3水平抛出时的初速度最大，选项AB错误；由平抛运动的推论可知，速度方向的反向延长线过水平位移的中点，若球2垂直圆槽切线打在D点，则其速度的反向延长线交于O点，不是水平位移的中点，则球2不可能垂直圆槽切线打在D点，选项C正确；运动过程中小球的动量变化率等于小球的重力，因三个小球的重力大小关系不确定，可知无法比较三个球动量变化率的大小，选项D错误；故选C.
点睛：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，知道运动的时间由高度决定，与初速度无关，知道平抛运动在某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，也就是速度的反向延长线过水平位移的中点．
5、B
【解析】
当物体处于超重与失重状态时，实重不变，改变的只是视重，故A选项错误；竖直上抛物体只受重力，即a=g，处于完全失重状态，故B选项正确；超重加速度向上有两种状态，向上加速运动或向下减速运动．失重加速度向下也有两种运动状态，向下加速运动或向上减速运动，故CD选项错误，所以本题答案为B．
思路分析：当物体具有竖直向上加速度时，处于超重状态；当物体具有竖直向下加速度时，处于失重状态．不管物体处于失重还是超重状态，物体的实际重力没有变化．
试题点评：本题是考查对超重和失重的理解．
6、C
【解析】
α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变．α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小；综上所述，少数的α粒子发生了大角度的偏转的原因是原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．故C正确，ABD错误．故选C．
点睛：本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．
7、AD
【解析】
对小球受力分析，如图所示，

根据平行四边形定则知，N=，可知支持力大小相等，则压力大小相等．故A正确、B错误．根据＝mrω1得，ω=，由于r1＞r1，所以ω1＞ω1．故D正确，C错误．故选AD．
解决本题的关键是画出小球的受力图，找到小球做圆周运动的圆心，然后确定向心力，结合牛顿第二定律进行求解．
8、BCD
【解析】
AB.物体保持静止状态，合力保持为零不变，故A错误，B正确；
C. 设斜面的倾角为α，物体的质量为m。

①物体原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有Fcosα=mgsinα+f，得 f=Fcosα-mgsinα。当F逐渐增大时，f也逐渐增大；
②若物体原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有Fcosα+f=mgsinα，得 f=mgsinα-Fcosα当F逐渐增大时，f逐渐减小；
③若物体原来mgsinα=Fcosα，则物体所受斜面摩擦力为0；当F逐渐增大时，f从零也逐渐增大；综上C正确；
D.物体所受斜面支持力N=Fsinα +mgcosα，F增大，则得N增大；故D正确；
9、AD
【解析】
A.由图可知，在0-2s内木板B和物块A一起加速运动，则对AB整体，由牛顿第二定律：F=(M+m)a，将F=3N，a=2m/s2，解得M=1kg，选项A正确；
B.2s后，物块与木板产生相对滑动，由图可知，4s时F=6N，此时木板的加速度为5m/s2，则对木板：，解得μ=0.2，选项B错误；
C. 2s~4s内，物块A受大小不变的滑动摩擦力作用，则其加速度a=μg，不变，选项C错误；
D. 2s~4s内，物块A的速度v=at=μgt，随时间均匀增大，选项D正确。
10、CD
【解析】
弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度 vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力 F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力 F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．
解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．
11、BD
【解析】
A、B、以向右为正方向，A、B组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，当滑块A的速度减为0时，由动量守恒定律得：′，
即：，，方向向左；即当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为1.5m/s，A错误，B正确；
C、D、两滑块相距最近时速度相等，设相等的速度为v．根据动量守恒定律得：
，
解得：，大小为；C错误；D正确；
12、AD
【解析】
AB．设拉小车细绳与水平方向的夹角为，将小车的速度分解，如图，则，小车水平向右做匀速直线运动，则θ减小，滑块的速度v1增大，即滑块做加速直线运动，故A正确，B错误；
CD．滑块沿斜面向上加速运动，根据牛顿第二定律，有
T-mgsinθ=ma
可知，轻绳的拉力T大于mgsinθ，故C错误，D正确。
故选AD。

此题是斜牵引问题，关键是知道小车的速度是合速度，会分解小车的速度，根据平行四边形法则求解分速度，然后结合牛顿第二定律讨论拉力和重力的关系。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、 8.43 8.00 9.00
【解析】试题分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值，根据根据求解加速度．
（1）重力势能减小量．在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有，则动能增加量
（2）根据得．
14、3.90 3.92
【解析】
第一空．小球从静止释放绕着B点摆动到最低点时动能最大，在最低点，根据牛顿第二定律有：，可得，代入数据可得.
第二空．摆动过程只有重力做功，则.
第三空．根据小球摆动过程，由动能定理，最低点的牛顿第二定律，联立可得：.

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）
【解析】（1）设地球质量为，地球表面一物体质量为，月球绕地球运动的轨道半径为，据万有引力和向心力公式，有：，
解得：；
（2）设月球表面的重力加速度为，根据竖直上抛运动规律，有：
设月球质量为，月球表面一物体质量为，月球近地卫星质量为，有：
，
联立，有：，
点睛：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力。
16、 (1)6种　(2)能　(3)10.46 eV
【解析】 (1)由于发光管里装有大量处于能级的氢原子，则其能发出不同能量光子的数目种。)
(2)金属钠的逸出功为

其中， ，
， 都大于逸出功，所以一定能发生光电效应(算出其中一组数据并进行比较，就可以给全分)。
(3)发光管照射金属钠所发射的光电子的最大初动能应为从能级的氢原子跃迁至能级发出的，则。
点睛：对于可能放出光子的组合，掌握光电效应发生条件，理解光电效应方程的应用，注意电子跃迁时，释放能量的计算及单位的转换。
17、（1）2．5m/s1 ，方向向左（1）m/s
【解析】
试题分析：（1）由于v0>v， 所以P向右减速运动，
对P： T+μmg=ma1①
对Q： mg- T=ma1②
a1=2．5m/s1 ③
方向向左
（1）设经过时间t1速度与传送带速度相同，则
④
位移⑤
由于最大静摩擦力，所以此后P将继续向右减速
加速度:m/s1⑥
当其速度减为0时，位移⑦
可知P在速度未减为0时没有到达B端，此后P将反向向左加速从A端离开传送带
由：⑧
得:m/s ⑨