浙江省杭州市第四中学2024-2025学年物理高一第二学期期末综合测试试题含解析.doc

浙江省杭州市第四中学2024-2025学年物理高一第二学期期末综合测试试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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)人造地球卫星绕地球做匀速度圆周运动，卫星轨道半径不同，其运行速度、周期等运动参量也不相同，下面说法正确的是
A．卫星轨道半径越大，运行速度越大
B．卫星轨道半径越大,运行周期越大
C．卫星轨道半径越小，向心加速度越小
D．卫星轨道半径越小，运动的角速度越小
2、关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（　　　）．
A．只有动力对物体做功时，物体的动能增加
B．只有物体克服阻力做功时，它的动能减少
C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差
D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化
3、 (本题9分)如图，放置在光滑的水平地面上足够长斜面体，下端固定有挡板，用外力将轻质弹簧压缩在小木块和挡板之间，弹簧的弹性势能为100J．撤去外力，木块开始运动，离开弹簧后，沿斜面向上滑到某一位置后，不再滑下，则

A．木块重力势能的增加量为100J
B．木块运动过程中，斜面体的支持力对木块做功不为零
C．木块、斜面体和弹簧构成的系统，机械能守恒
D．木块运动过程中，发热量为零
4、 (本题9分)科学家们推测太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定
（ ）
A．这颗行星的公转周期与地球相等 B．这颗行星的半径等于地球的半径
C．这颗行星的密度等于地球的密度 D．这颗行星上同样存在着生命
5、 (本题9分)对于牛顿运动定律的有关认识，下列说法正确的是（ ）
A．速度大的物体，其惯性可能小
B．作用力和反作用力的性质可以不同
C．加速度不为零的物体，其所受的力可能为零
D．物体没有受到力的作用，其速度的大小一定不变，但速度的方向可能改变
6、首次测出万有引力常量的科学家是
A．开普勒 B．牛顿 C．爱因斯坦 D．卡文迪许
7、 (本题9分)自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用．图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为分别是三个轮子边缘上的点．当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（ ）

A．A、B两点的角速度大小之比为1：1
B．A、C两点的周期之比为
C．B、C两点的向心加速度大小之比为
D．A、C两点的向心加速度大小之比为
8、 (本题9分)汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，所受阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是(　　 )
A．汽车发动机的输出功率逐渐增大
B．汽车发动机的输出功率保持不变
C．在任意两相等的位移内，发动机做功相等
D．在任意两相等的时间内，发动机做功相等
9、 (本题9分)将一个质量为的物体以的速度从的高度水平抛出,不计空气阻力,取,则（ ）
A．时物体所受重力的功率为
B．内物体所受重力的平均功率为
C．内物体所受重力的冲量大小为
D．内物体的动量增量大小为
10、 (本题9分)如图所示是儿童喜爱的游戏旋转木马。在转台上有两匹小马A、B，已知A的旋转半径小于B的旋转半径，下列说法正确的有　　

A．小马A、B的线速度相同
B．小马A、B的角速度相同
C．小马A的周期小于小马B的周期
D．小马A的线速度小于小马B的线速度
11、 (本题9分)如图所示，内壁光滑半径大小为的圆轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为的小球恰好能通过轨道最高点在轨道内做圆周运动。取桌面为重力势能的参考面，不计空气阻力，重力加速度为g。则小球在运动过程中其机械能E、动能、向心力、速度的平方，它们的大小分别随距桌面高度h的变化图像正确的是

A．
B．
C．
D．
12、 (本题9分)有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图．若由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　)

A．木块所受合外力始终为零
B．木块所受摩擦力越来越大
C．木块合外力做功一定为零
D．木块机械能始终保持不变
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)在“用电火花计时器（或电磁打点计时器）探究匀变速直线运动”的实验中，某同学打出了一条纸带．已知计时器打点时间间隔为0.02s，他按打点的先后顺序，从比较清晰的点起，每五个点取作一个计数点，分别标明O、A、B、C、D等几个计数点，如图3所示，则：B、C两计数点间的时间间隔为_________s，B、C两计数点间的距离是_____m；在B、C之间的平均速度大小为________m/s，打C点时的瞬时速度大小为________m/s．（后面三个空结果保留三位小数）

14、如图甲所示是“研究平抛运动”的实验装置，其中M为电磁铁，S为轻质开关，E为电池，a、b是两个相同的小钢球．

（1）如图甲所示，在研究平抛运动时，小球a沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，此时被电磁铁吸住的小球b同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两球总是同时落地．该实验现象说明了a球在离开轨道后_____
A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．两小球落地速度的大小相同
（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示．图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB＝40cm，yB＝20cm，A、C点位于所在小方格线的中点．则a小球水平飞出时的初速度大小为v0＝_____m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小vB＝_____m/s．（g＝10m/s2）
15、 (本题9分)为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示实验装置．请回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是__________
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（1）图为某次实验得到的纸带，已知打点计时器每隔0.01s打一次点．根据纸带可求出小车的加速度大小为_____________m/s1．（结果保留二位有效数字）

（3）某学生在实验中，保持小车质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示．
F/N
0.10
0.10
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
a/m•s-1
0.30
0.50
0.70
0.90
1.05
1.15
1.10
①根据表中的数据在图中坐标纸上画出a-F图线_______．

②在操作过程中没有始终满足保证钩码质量远小于小车总质量，则小车收到拉力的真实值______测量值（填“大于、等于”或“小于”）．
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)如图所示，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务．某时刻甲、乙都以大小为v0＝2 m/s的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点．甲和他的装备总质量为M1＝90 kg，乙和他的装备总质量为M2＝135 kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m＝45 kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后即不再松开， (设甲、乙距离空间站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度)则：乙要至少以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出，才能避免与甲相撞？

17、（10分） (本题9分)质量为m的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，ts末物体的速度到达v时撤去拉力，物体运动的v-t图象如图所示，求：
（1）滑动摩擦力在（0-3t）s内做的功；
（2）拉力在ts末的功率．

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.根据，得，轨道半径越大，环绕速度越小，A错误；
B.，轨道半径越大，周期越大，B正确;
C.向心加速度，轨道半径越小，越大，C错误；
D.运动的角速度，轨道半径越小，越大，D错误。
2、D
【解析】
A.根据动能定理得W总=Ek，合力做功量度动能的变化。动力对物体做正功，只有动力对物体做功时，W总0，物体的动能增加，故选项A不合题意；
B.物体克服阻力做功，阻力做负功，只有物体克服阻力做功时，W总0，物体的动能减少，故选项B不合题意；
C.根据动能定理内容知道，外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差，故选项C不合题意；
D.动力和阻力都对物体做功，物体受各个力做功的代数和可能为零，所以物体的动能可能不变，故选项D符合题意。
3、B
【解析】
放置在光滑的水平地面上足够长斜面体，下端固定有挡板，用外力将轻质弹簧压缩在小木块和挡板之间，弹簧的弹性势能为100J．撤去外力，木块开始运动，斜面体也会运动，木块沿斜面向上滑到某一位置后，不再滑下，说明木块和斜面体有共同速度，根据功能关系分析力做功和能的转化．
【详解】
对整个系统除重力和系统内弹力做功，还有木块和斜面体之间的摩擦力做功，系统机械能不守恒定律，弹簧的弹性势能为100J转化为木块重力势能以及动能和斜面体动能及内能，故木块重力势能的增加量小于100J，故AC错误；斜面体支持力垂直于斜面，木块运动的方向不是沿斜面，故力与位移不垂直，可以做功，故B正确；木块运动过程中，与斜面有摩擦，则发热量不为零，故D错误．故选B．
此题的关键是分析出那些力做功，知道力做功对应的能力转化关系，注意地面光滑这个条件．
4、A
【解析】
研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：G=mR得出：T=．表达式里M为太阳的质量，R为运动的轨道半径．已知太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，说明第十颗行星和地球的轨道半径相等，所以第十颗行星的公转周期等于地球的公转周期，故A正确．B错误；C、这颗行星的密度与地球的密度相比无法确定，故C错误．存在生命需要好多条件，并不是和地球同轨道就可以，还需要空气、水、温度等许多条件，不能判断该行星的环境，所以D错误．故选A．
思路分析：研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式．太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，说明它与地球的轨道半径相等
试题点评：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．环绕体绕着中心体匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，我们只能求出中心体的质量
5、A
【解析】惯性是保持物体原来运动状态的性质，与物体的质量有关，与物体的速度无关；故A错误；一对作用力与反作用力作用在相互作用的两个不同物体上，不可能平衡，作用效果不能合成，故B错误；根据牛顿第二定律可知，加速度不为零的物体，其所受的力一定不为零，故C正确；物体没有受到力的作用，则加速度大于0，其速度的大小一定不变，同时速度的方向也不改变．故D错误；故选C.
点睛：解决本题的关键知道作用力、反作用力与平衡力的区别，知道力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因．
6、D
【解析】
A.开普勒的提出了重要的开普勒三定律，故A错误；
B.牛顿发现三大定律和万有引力定律，但并没有测出引力常量，故B错误；
C.爱因斯坦提出了相对论和光电效应以及质能方程等，故C错误；
D.卡文迪许利用扭秤测出了万有用力常数，故D正确。
7、BD
【解析】
大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据v=Rω可知：R2ω2=R2ω2，所以：．故A错误；小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等即ω2=ω2，根据．所以B与C的周期相等，即T2=T2；
根据，则A与B的周期之比： ，所以A、C两点的周期之比为．故B正确；小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等，根据a=ω2r，可知B、C两点的向心速度大小之比为a2：a2=R2：R2．故C错误；大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据，所以：a2：a2=R2：R2．所以：．故D正确．故选BD.
点睛：本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．解决本题的关键知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等．
8、AC
【解析】
匀加速运动合外力F为定值，又因为阻力不变，故牵引力恒定不变，由P=Fv，v逐渐增大 所以P增大 所以A正确，B错误。根据W=Fx可知因F一定，则在任意两相等的位移内，发动机做功相等，选项C正确；汽车做匀加速运动，则在任意两相等的时间内的位移不同，发动机做功不相等，选项D错误；故选AC.
该题主要考查了机车启动时功率跟牵引力、速度的关系，关键是掌握功率的公式P=Fv以及牵引力做功的公式W=Fx，题目较为简单．
9、BCD
【解析】
0.6s时物体的竖直速度：vy=gt=6m/s，则0.6s时物体所受重力的功率为P=mgvy=20×6=120W，选项A错误；0.6s时物体下落的竖直高度：h=gt2=1.8m，则0.6s时物体所受重力的平均功率为，选项B正确；0.6s内物体所受重力的冲量大小为I=mgt=20×0.6=12N⋅s，选项C正确；0.6s 内物体的动量增量大小为∆P=m∆v=2×6=12kg⋅m/s，选项D正确；故选BCD.
10、BD
【解析】
两匹小马A、B同轴转动，角速度相同，根据分析比较线速度、周期之间的关系。
【详解】
两匹小马A、B同轴转动，角速度相同，根据可知，角速度相同时，线速度与半径成正比，又A的旋转半径小于B的旋转半径，故小马A的线速度小于小马B的线速度，故A错误D正确；两匹小马A、B同轴转动，角速度相同，故B正确；角速度相同时，根据可知，周期也相同，故C错误；故选BD。
解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，靠链条传动轮子边缘的点线速度大小相等。知道线速度、角速度、周期之间的关系。
11、CD
【解析】
根据竖直平面内小球做圆周运动的临界条件，结合机械能守恒定律分析即可解题。
【详解】
AB．小球通过轨道最高点时恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点：，则在最高点小球的动能：（最小动能），在最高点小球的重力势能：，运动的过程中小球的动能与重力势能的和不变，机械能守恒，即：，故AB错误；
CD．小球从最高点到最低点，由动能定理得：，，则有在距桌面高度h处有： ，化简得：，
，故C、D正确。
本题主要考查了竖直圆周运动的综合应用，属于中等题型。
12、BC
【解析】
木块的运动速率保持不变，则木块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，合外力不为零，故A错误；设物体与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，根据f=μN=μ(m+mgcosθ)可知，随物体的下滑，则θ减小，则木块所受摩擦力越来越大，选项B正确；木块的动能不变，则木块合外力做功一定为零，选项C正确；木块的动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项D错误；故选BC.

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、0.1、 0.036、 0.360、 0.420
【解析】
[1]．每五个点取作一个计数点，因此计数点之间的时间间隔为：T=0.1s；
[2]．由图可知，B、C两计数点间的距离：xBC=7.20-3.60=3.60cm=0.036m；
[3]．则B、C之间的平均速度大小为
＝0.36m/s；
[4]．xBD=12.00-3.60=8.40cm=0.084m，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：
vC＝=0.420m/s．
点睛：打点计时器每隔0.02s打一个点，由此可知计数点之间的时间间隔，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
14、C 2 2
【解析】
（1）[1]球a与球b同时释放，同时落地，时间相同；a球做平抛运动，b球做自由落体运动；将球a的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而a球的竖直分运动与b球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即a球的竖直分运动与b球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；故填C.
（2）[2]由题意可知，A点的横坐标为20cm，纵坐标为5cm，
C点的横坐标为60cm，纵坐标为45cm.
根据△y＝gT2，得：
Ts＝0.1s
则平抛运动的初速度为：
v0m/s＝2m/s.
[3]B点竖直方向上的分速度为：
vym/s＝2m/s.
则B点的瞬时速度为：
vB2m/s.
15、（1）C （1）3.1 （3）① ②小于
【解析】
（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故选C．
（1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT1可以求出加速度：
（3）①图像如图：

②对小车：T=Ma；对钩码：mg-T=ma；联立解得 ；当m<<M时，T=mg；若在操作过程中没有始终满足保证钩码质量远小于小车总质量，则小车受到拉力的真实值小于测量值．

三．计算题(22分)
16、5.2m/s
【解析】
解：以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以乙的方向为正方向
则有：
以乙和A组成的系统为研究对象，有：
代入数据联立解得：v1=0.4m/s，v=5.2m/s
17、（1） （2）
【解析】
（1）减速过程的加速度大小为：

根据牛顿第二定律可知

0-3t内通过的位移为

故摩擦力做功为
；
（2）在0-t内加速度为

根据牛顿第二定律可知
，，
联立解得