湖南省衡阳四中2024-2025学年高一下物理期末联考试题含解析.doc

湖南省衡阳四中2024-2025学年高一下物理期末联考试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1、(本题9分)下列说法中正确的是（　　）
A．能源开发和利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．在能源的利用过程中，能量可利用的品质不会降低
C．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
D．能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
2、均匀小球A、B的质量分别为m、6m，球心相距为R，引力常量为G，则A球受到B球的万有引力大小是（ ）
A． B． C． D．
3、 (本题9分)一架飞机以一定的水平速度匀速飞行，不计空气阻力，在某一时刻让A物体先落下，相隔1秒钟又让B物体落下，在以后运动中关于A物体与B物体的位置关系，以下说法中正确的是 （ ）
A．A物体在B物体的前下方
B．A物体在B物体的后下方
C．A物体始终在B物体的正下方
D．以上说法都不正确
4、 (本题9分)如图所示，将两根劲度系数均为、原长均为的轻弹簧，一端固定在水平天花板上相距的两点，另一端共同连接一质量为的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为。若将物体的质量变为，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为，，则等于（ ）

A． B． C． D．
5、物体从倾角为的固定的光滑斜面由静止开始下滑，斜面高为，当物体滑至斜面底端时，重力做功的功率为（　　）

A．
B．
C．
D．
6、 (本题9分)已知引力常量G和以下各组数据，能够估算出地球质量的是（ ）
A．地球绕太阳运行的周期和地球与太阳间的距离
B．月球绕地球运行的周期和月球与地球中心间的距离
C．人造地球卫星贴近地球表面绕行的速度与周期
D．若不考虑地球的自转，已知地球的半径与地面的重力加速度
7、 (本题9分)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（　　）

A．所受合外力始终为零
B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零
D．机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
8、 (本题9分)如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin=0.6，cos0.8，g取10m/s2，则（　　）

A．F为恒力
B．F的最大功率为0.56W
C．回路中的最大电功率等于0.56W
D．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J
9、下列说法错误的是（ ）
A．一定质量气体，在体积不变的情况下，它的压强与温度 t 成正比
B．气体在趋近绝对零度时，其体积趋于零
C．一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高1度，其压强增加
D．绝对零度是低温的极限，将来随着技术的发展，也不可能达到
10、一质量为1kg的物体从某一高度以6m/s的速度水平抛出。落地时速度大小为10m/s，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．物体在空中的运动时间为0.8s
B．物体抛出时离地而的高度为3.2m
C．物体抛出点到落地点的水平距离为6m
D．物体运动过程中重力做功的平均功率为40W
二、实验题
11、（4分） (本题9分)如图所示为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空．

实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平；
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s；
③将滑块移至光电门1左侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2；
④测出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2；
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．
回答下列问题：
(1)滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝________________和Ek2＝________________；
(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝________(重力加速度为g)；
(3)如果满足关系式________________(用Ek1、Ek2和ΔEp表示)，则可认为验证了机械能守恒定律．
12、（10分） (本题9分)利用斜槽轨道做“验证动量守恒定律”的实验，实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示．

(1)除了图中的器材外还需要_________.
A．秒表
B．刻度尺
C．天平
D．弹簧秤
E.游标卡尺
(2)下列关于实验的一些要求必要的是______.
A 两个小球的质量应满足<<
B．实验中重复多次让．球从斜槽上释放，应特别注意让a球从同一位置由静止释放
C．斜槽轨道的末端必须调整水平
D．需要测出轨道末端到水平地面的高度
E.必须测量出小球的直径
(3)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式·OP=___________成立．
三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（9分）如图是弹簧枪发射钢珠前，测量弹簧的弹性势能的装置，M为半径R＝1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为钢珠接收罩，它是一个与轨道的最低点A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的弹簧枪（枪的水平长度远小于M的半径），可向M轨道发射速度不同的质量均为m＝0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。取g＝10m/s2。

（1）某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上；求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能；
（2）另一次发射的小钢珠沿轨道从B点水平飞出后落到N上的位置与A点水平距离为s＝4.8m，求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能。
14、（14分） (本题9分)把一个小球用细线悬挂起来，就成为单摆，摆长为L，最大偏角为θ，如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度为多大？
15、（13分） (本题9分)如图所示，P为弹射器，PA、BC为光滑水平面分别与传送带AB水平相连，CD 为光滑半圆轨道，其半径R=1m，传送带AB长为L=6m，并沿逆时针方向匀速转动．现有一质量m=1kg 的物体（可视为质点）由弹射器P弹出后滑向传送带经BC紧贴圆弧面到达D点，已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能，物体与传送带的动摩擦因数为=0.1．取g=10m/s1，现要使物体刚好能经过D点，求：
（1）物体到达D点速度大小；
（1）则弹射器初始时具有的弹性势能至少为多少．

参考答案

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1、D
【解析】
A.能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能转化成机械能的过程；故A错误.
B.能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，因此在能源的利用过程中，能量可利用的品质会降低，故B错误.
C.石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，机械能并没有消失；故C错误.
D.能源在使用中存在品质降低的现象，能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性；能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的；故D正确.
2、D
【解析】
根据万有引力公式，质量分布均匀的球体间的距离指球心间距离，故两球间的万有引力

A. 与分析不符，故A项错误；
B. 与分析不符，故B项错误；
C. 与分析不符，故C项错误；
D. 与分析相符，故D项正确。
3、C
【解析】
AB两物体均从匀速飞行的飞机上自由落下，均做平抛运动，水平方向做速度等于飞机速度的匀速直线运动，所以两物体在落地前总在飞机的正下方；A物体先下落，A物体在竖直方向速度始终大于B物体在竖直方向的速度，则A物体在B物体的正下方，且两物体竖直方向的间距越来越大．故C项正确，ABD三项错误．
4、A
【解析】
因为两弹簧弹力的合力与重力大小相等，方向相反，则对于题中左图有

对于题中右图有

联立解得

故选A。
5、C
【解析】
由机机械能守恒定律得：

解得当物体滑至斜面底端时速度

当物体滑至斜面底端时，重力做功的功率为

A. 与计算结果不符故A错误；
B. 与计算结果不符，故B错误；
C. 与计算结果相符，故C正确；
D. 与计算结果不符，故D错误；
6、BCD
【解析】
地球绕太阳做匀速圆周运动，受到太阳的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律得：，则太阳的质量，因此不能求出地球的质量，故选项A错误。月球绕地球做匀速圆周运动，它受到地球的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律得：，则地球的质量，因此，可求出地球的质量，故选项B正确。人造卫星绕地球表面做匀速圆周运动，它受到地球的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律得：，又因，则地球的质量M′=，因此可求出地球的质量，故选项C正确。地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力，即mg=，因此，可求出地球的质量M′=，故选项D正确。故选BCD。
解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动，其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速度、周期表示向心力，同时注意公式间的化简．
7、CD
【解析】
滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化．摩擦力做功运动员的机械能减小．
【详解】
A、滑雪运动员的速率不变，而速度方向是变化的，速度是变化的，运动员的加速度不为零，由牛顿第二定律可知，运动员所受合外力始终不为零，A错误；
B、运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从A到B的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，所以滑动摩擦力也逐渐减小，B错误；
C、滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，C正确；
D、运动员从A到B下滑过程中的只有重力和摩擦力做功，重力做功不影响机械能，所以机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，D正确．
8、ACD
【解析】
AB．对棒受力分析有

变形得

结合图乙可知

联立解得

且由可知，F的最大功率为

故A正确，B错误；
C．当棒的速度为1m/s时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为

故C正确；
D．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得

即

解得

金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得

解得

由功能关系可知

故D正确。
故选ACD。
9、ABC
【解析】
A.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，根据：

可知压强p与热力学温度T成正比，而：
T=t+273
故压强与温度 t不是成正比，故A错误,符合题意；
B.气体趋近于绝对零度时，已液化，气体实验定律已经不适用了，体积也不会趋近于零。故B错误,符合题意。
C.一定质量气体发生等容变化，由理定律定律得：

则有：

气体温度每升高1℃，压强就增加T温度时压强的倍，当0℃=273K，故气体温度每升高1℃，增加的压强等于它在0℃时压强的，故C错误,符合题意；
D.根据热力学第三定律可知，热力学温标的零K达不到，故D正确,不符合题意。
10、ABD
【解析】
A.根据平行四边形定则知，物体落地的竖直分速度，则物体在空中运动的时间；故A正确.
B.物体离地面的高度；故B正确.
C.物体抛出点到落地点的水平距离x＝v0t＝6×0.8m＝4.8m；故C错误.
D物体运动过程中重力做功的功率；故D正确.

二、实验题
11、 mgs
【解析】
试题分析：滑块通过光电门1、过光电门2时的速度，，滑块通过光电门1、过光电门2时的动能、．
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中系统势能的减少量⊿Ep=mgx
在误差允许范围内，如果满足关系式，则可认为验证了机械能守恒定律．
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】本题主要考查了验证机械能守恒定律、光电门的应用．光电门是现代物理实验常要用到的仪器，我们在重点掌握物体对过光电门的速度求法，因为遮光片通过光电门的时间很小，所以一般当作匀速直线运动来处理．本题是系统机械能守恒，学生们易犯错误是认为滑块机械能守恒，而忽略了法码的机械能．
12、BC BC ·OM+·ON
【解析】
(1)根据实验原理：要验证mav=mav1+mbvb根据两球做平抛运动的时间t相同，可验证mavt=mav1t+mbvbt，故只需验证maOP=maOM+mbON，所以还要刻度尺和天平，故B、C正确；
(2)A项：为了保证ab球碰撞后，小球a不被弹回，所以两个小球的质量应满足，故A错误；
B项：由于实验要重复进行多次以确定同一个碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必需相同，所以每次必需让a球从同一高处静止释放滚下，故B正确；
C项：由于要保证两物体发生碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证槽的末端的切线是水平的，故C正确；
D、E项：由原理可知：maOP=maOM+mbON，故D错误，E错误．
(3) 根据实验原理：要验证mav=mav1+mbvb根据两球做平抛运动的时间t相同，可验证mavt=mav1t+mbvbt，故只需验证maOP=maOM+mbON．

三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（1） （2）
【解析】
（1）在B处对小钢珠进行受力分析，由牛顿第二定律
得:
从发射钢珠到上升至B点过程，由机械能守恒定律:

得:
（2）钢珠做平拋运动，有

联立解得
由机械能守恒定律
得
14、
【解析】
设最低点为零势能面，则最高点的机械能E1=mgl（1-cosθ）；最低点的机械能E2=mv2；由机械能守恒可得：
mgL（1-cosθ）=mv2；解得：v=,小球运动到最低点的速度为.
15、（1）1m/s；（1）61J
【解析】
（1）由题知，物体刚好能经过D点，则有：

解得：m/s
（1）物体从弹射到D点，由动能定理得：

解得：61J