上海市宝山区2025年高一下物理期末综合测试试题含解析.doc

上海市宝山区2025年高一下物理期末综合测试试题
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，在一匀强电场区域中，有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，已知A、B、C三点电势分别为φA＝1 V，φB＝4 V，φC＝2V，则D点电势φD的大小为(　　)

A．－3 V B．0 C．2 V D．－1 V
2、 (本题9分)两个质量相同的小球，从同一高度由静止释放，其中a球自由下落，b球沿光滑斜面下滑，如图所示。两个小球运动至地面的瞬间，两个小球所受重力的瞬时功率分别为,则

A．
B．
C．
D．无法判定
3、 (本题9分)如图所示，大气球质量为100 kg，载有质量为50 kg的人，静止在空气中距地面20 m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（ ）

A．10 m B．30 m C．40 m D．60 m
4、 (本题9分)甲、乙两物体的质量之比为m甲：m乙=1：2，它们分别在相同力的作用下，沿光滑水平面，从静止开始做匀加速直线运动．当两个物体通过相等的位移时，则甲、乙两物体此时的动能之比为 （ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：4 D．1：8
5、 (本题9分)水平面上甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下停下来。图中的a、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图象，则以下说法正确的是（ ）

①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大
②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则乙的质量较大
③若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大
④若甲、乙质量相同，则乙与地面间的动摩擦因数较大
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
6、 (本题9分)下列运动过程中机械能守恒的是(　　)
A．小球在竖直光滑圆轨道内做圆周运动
B．跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动
C．摩天轮在竖直平面内匀速转动时,舱内的乘客做匀速圆周运动
D．带电小球仅在电场力作用下做加速运动
7、 (本题9分)为了进一步探究课夲中的迷你小实验,某同学从圆珠笔中取出轻弹簧,将弹簧一端竖直固定在水平桌面上,另一端套上笔帽,用力把笔帽往下压后迅速放开,他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离．不计空气阻力,忽略笔帽与弹簧间的摩擦,在弹簧恢复原长的过程中
A．笔帽一直做加速运动
B．弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等
C．弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等
D．弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率
8、 (本题9分)质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不伸长绳上。先将小球拉至同一水平位置(如图示)从静止释放，当二绳竖直时，则（ ）

A．两球速度一样大 B．两球的动能一样大
C．两球的机械能一样大 D．两球所受的拉力一样大
9、 (本题9分)如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为，现让弹簧一端连接另一质量为的物体（如图乙所示）， 物体以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，则( )

A．物体的质量为
B．物体的质量为
C．弹簧压缩最大时的弹性势能为
D．弹簧压缩最大时的弹性势能为
10、 (本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则(　 　)

A．小球以后将向右做平抛运动
B．小球将做自由落体运动
C．此过程小球对小车做的功为
D．小球在弧形槽内上升的最大高度为
11、如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向弹出，Q球同时被松开而自由下落，则

A．P、Q两球同时落地
B．Q先落地，P后落地
C．下落过程中，两球的重力平均功率相同
D．下落至相同高度时，两球的重力瞬时功率不同
12、如图所示，物体A、B由轻弹簧相连接，放在光滑的水平面上，物体A的质量等于物体B的质量。物体B左侧与竖直光滑的墙壁相接触，弹簧被压缩，弹性势能为E，释放后物体A向右运动，并带动物体B离开左侧墙壁。下列说法正确的是（ ）

A．物体B离开墙之前，物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒
B．物体B离开墙之后，物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒
C．物体B离开墙之后，物体B动能的最大值为
D．物体B离开墙之后，弹簧的最大弹性势能为
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)验证机械能守恒定律的方法很多.落体法验证机械能守恒定律就是其中的一种．图示是利用透明直尺自由下落和光电计时器来验证机械能守恒定律的简易示意图．当有不透光的物体从光电门间通过时.光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01．将挡光效果好、宽度的黑色磁带贴在透明直尺上.现将尺从定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门．一同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间.与图中所示的高度差,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示．(取,表格中为直尺的质量)

1
1.21
3.14
─
─
─
2
1.15
8.30
0.052
0.06
0.059
3
1.00
3.80
0.229
0.24
0.235
4
0.95
4.00
0.307
0.32
0.314
5
0.90
①
②
0.41
③
（1）从表格中的数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:_________________________________________________．
（2）表格中的数据①、②、③分别为____________、_____________、________________．
（3）通过实验得出的结论是：________________________________________________． 
（4）根据该实验，请你判断下列图象中正确的是_____________．

14、利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F1，图中B点的值为F2。

（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________ ；
（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F1”、“F2”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。
15、 (本题9分)某个实验小组利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）小组内某同学按照正确的操作得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=___________，动能变化量△Ek=___________。

（2）小组内同学发现他们的实验结果总有△Ep略大于△Ek，请你指出一个可能的原因___________。
三．计算题(22分)
16、（12分）坐标原点O处的波源t=0时刻开始沿着y轴方向做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。T=0.3s时刻，波刚传播到x=3m处的P点，t=0.3s时刻的波形如图所示。

求：
（1）波的传播速度大小；
（2）从图示时刻再经过多长时间，位于x=8m处的Q点第一次到达波谷；
（3）在图中画出t=0.5s时刻的波形（不用写出推导过程）。
17、（10分）游乐园的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由长度为L的钢丝绳竖直悬吊在空中，到转轴的水平距离为r。秋千匀速转动时，绳与竖直方向夹角为，其简化模型如图所示。座椅的质量为m，大小忽略不计。重力加速度为g，不计空气阻力。在秋千匀速转动的过程中，求:

(1)钢丝绳所受拉力F的大小:
(2)秋千匀速转动的角速度
(3)质量不等的两名游客分别乘坐在左、右两个座椅里，设此时钢丝绳与竖直方向的夹角分别为、，试比较、大小，并说明理由.
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、D
【解析】
在匀强电场中，根据U=Ed知，沿电场方向相同距离电势差相等，根据平行四边形的特点知，AB与DC平行且相等，所以AB边与DC边沿电场方向的距离相等，AB间的电势差与DC间的电势差相等，即有  φA-φB=φD-φC，解得 φD=φA-φB+φC=1V-4V+2V=-1V，故选D．
点睛：本题的技巧是由匀强电场中沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等，得到φA-φD=φB-φC．
2、A
【解析】
两球下落过程中机械能均守恒，则由

可得

则两球到达地面时的速度大小相同，由功率的公式可知：

可知
；
A. ，与结论相符，选项A正确；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. 无法判定，与结论不相符，选项D错误。
3、B
【解析】
人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，设运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，以向下为正方向，由动量守恒得：m1v1-m2v2=0，则，，，则绳子长度L=s气球+s人=10m+20m=30m，即绳子至少长30m长，故选B．
【点睛】本题为动量守恒定律的应用，属于人船模型的类别，关键要找出人和气球的速度关系和绳子长度与运动路程的关系．
4、A
【解析】
由动能定理知，合外力做功等于物体动能的增量．以物体为研究对象，重力支持力不做功，只有力F做功，合外力功为：，甲乙两物体受力相同，位移相同，所以合外力做功相同，即动能增量相同，且均从静止开始，所以甲乙动能相同，故A正确，BCD错误。
5、A
【解析】
动能定理、摩擦力的判断与计算
【详解】
甲、乙两物体的初动能和末动能都相同，都只受摩擦力作用，根据动能定理可知摩擦力对甲、乙两物体做的功相等，即：，由图可知：，则，
所以：若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大，①正确，②错误；
若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大，③正确，④错误．
该题主要考查了动能定理的直接应用，关键是从图象中得到信息．
6、A
【解析】
A项：小球在竖直光滑圆轨道内做圆周运动，只有重力做功，故小球的机械能守恒，故A正确；
B项：跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动过程中阻力做功，机械能不守恒，故B错误；
C项：转轮始终不停地匀速转动，乘客做匀速圆周运动，所以除了重力做功以外还有其他力做功，C错误；
D项：电场力对小球做功，所以小球机械能不守恒，故D错误。
物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。
7、CD
【解析】
弹簧恢复原长的过程中，笔帽向上加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，故A错误；笔帽向上运动，受到的弹力方向向上，力与位移同向，故弹力对笔帽作正功，重力方向向下，与位移反向，对笔帽做负功，由于笔帽动能增加，所以弹簧对笔帽做的功大于笔帽克服重力做的功，时间相同，根据功率的定义，故D正确；弹簧对桌面虽然有弹力，但没有位移，所以不做功，故B错误；由于轻弹簧质量不计，所以弹簧对桌面的弹力等于对笔帽的弹力，作用时间相同，冲量大小相等，故C正确，故选CD.
8、CD
【解析】
A球和B球在下落过程中只有重力做功，所以机械能守恒，设释放时的水平面为零势能点，所以两球的机械能在运动过程中总为零，故两球的机械能相等，C正确。过程中A球的重力做功为mgl，B球的重力做功为2mgl，所以在竖直方向上A球的动能为mgl，B球的动能为2mgl，AB错误，在竖直方向是,得绳子对A球的拉力为3mg，，得绳子对B球的拉力为3mg，所以两球所受的拉力一样大，D正确。
9、AC
【解析】
对图甲，设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能EP=M；对图乙，物体A以2的速度向右压缩弹簧，A、B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量仍为x时，A、B二者达到相等的速度v
由动量守恒定律有：M=(M+m)v
由能量守恒有：EP=M-(M+m)
联立两式可得：M=3m，EP=M=m，故B、D错误，A、C正确．
故选A、C
10、BCD
【解析】
小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小．
【详解】
AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，得：①，由动能守恒得②，联立①②得，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，A错误B正确；
C．对小车运用动能定理得，小球对小车做功，C正确；
D．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则③，④，联立③④解得，D正确．
11、AC
【解析】
AB.根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，P竖直方向的分运动也是自由落体运动，因此两球将同时落地，故A正确，B错误；
C.由于两球同时落时，且重力做功相同，根据，所以重力做功的平均功率相同，故C正确；
D.由于落地时竖直分速度相同，根据P=mgvy，所以两球落地时的重力做功的瞬时功率相同，故D错误。
12、BD
【解析】
A.物体B离开墙之前，由于墙壁对B有向右的作用力，物体A、B系统的合外力不为零，系统的动量不守恒；故A项不合题意.
B.物体B离开墙壁后，系统的合外力为零，系统的动量守恒，故B项符合题意.
C.弹簧从B离开墙壁到第一次恢复原长的过程，B一直加速，弹簧第一次恢复原长时B的速度最大.设此时A、B的速度分别为vA、vB.
根据动量守恒和机械能守恒得：

解得：vB=v，vA=0
物体B的最大动能为：
，
故C项不合题意.
D.根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，可得物体B离开墙时物体A的动能等于E.
设物体B离开墙壁的瞬间A的速度为v，则
，
物体B离开墙壁后，系统的动量守恒，当弹簧伸长最大时和压缩最大时，两物体的速度相等，则
mv=(m+m)v′，
则知两种状态下AB共同速度相同，动能相同，则根据机械能守恒知，弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能,有：

联立解得：；故D项符合题意.

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、极短时间或极短位移内的平均速度趋近于瞬间时速度（答案合理均得分） 4.22 0.397 0.402 在误差允许的范围内,直尺的机械能守恒 C
【解析】
（1）根据平均速度的定义可知，当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用求出．
（2）根据题意可知：，
则动能的增加量，
重力势能的减小量．
（3）可知在实验误差允许的范围内，机械能守恒．
（4）根据机械能守恒得，，可知图线为过原点的倾斜直线，故选C．
点睛：本题考查了实验“验证机械能守恒定律”中的数据处理，以及利用图象来处理实验数据的能力，注意物理基本规律在实验中的应用．
14、（1）悬点到球心的距离L （2）
【解析】
解：(1)(2)小球在最低点时，绳子的拉力最大，则由牛顿第二定律可得，解得，小球从到的过程中，动能改变量的大小为；小球在最高点时，绳子的拉力最小，则有，即，小球摆到最高点时与最低点的高度差，小球从到的过程中，重力势能改变量的大小为；若小球从到的运动过程机械能守恒定律则有，验证机械能守恒定律成立的表达式为，由于小球的质量已知，和通过力传感器可以读出，所以要利用小球从到的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是悬点到球心的距离。
15、 纸带和重物受到摩擦阻力和空气阻力的作用（言之成理即可）
【解析】
第一空.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=mghB；
第二空.打B点时，重物的速度为，由于初速度为零，所此过程中动能的增加量为；
第三空.由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。

三．计算题(22分)
16、（1）（2）（3）
【解析】
；
【详解】
（1）由题可以知道，波的传播速度为
；
（2）由图可知，
，
故周期
，
设在经过时间，位于处的Q点到达波谷，则：

时，
。
（3）由题可以知道, 时，波恰好传递到5m处，所以，波形图是：

17、（1） （2） （3）
【解析】
（1）根据平行四边形定则知，钢丝绳的拉力大小为：。

（2）座椅做匀速圆周运动的半径为：R=r+Lsinθ，
由mgtanθ=mω2R
得：
（3）由（2）可知，mgtanθ=mω2R，解得tanθ=ω2R，角速度和半径相等，则钢丝绳与竖直方向的夹角θ1=θ2。