2025届南宁市第四十七中学物理高一下期末综合测试试题含解析.doc

2025届南宁市第四十七中学物理高一下期末综合测试试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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，通过定滑轮悬挂两个质量为m1、m2的物体(m1>m2)，不计细绳与滑轮的质量、不计细绳与滑轮间的摩擦，在m1向下运动一段距离的过程中，下列说法中正确的是

A．m1重力势能的减少量等于m2动能的增加量
B．m1重力势能的减少量等于m2重力势能的增加量
C．m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量
D．m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量
2、 (本题9分)在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为，下列说法正确的是(　　)
A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0
B．若检验电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反
D．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小、方向均不变
3、 (本题9分)己知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列关于卫星运动的说法正确的是（ ）
A．线速度大小为
B．角速度为
C．加速度大小为
D．周期为
4、下列描述正确的是（ ）
A．牛顿首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度的概念
B．开普勒通过观测行星运动发现了万有引力定律
C．库仑通过油滴实验测出了元电荷的电荷量
D．法拉第最早引入电场概念，并提出用电场线形象描述电场
5、 (本题9分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示．卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是　　

A．卫星在轨道 3 上运行的速率大于在轨道 1 上的速率
B．卫星在轨道 3 上的机械能小于在轨道 1 上的机械能
C．卫星在轨道 2 上经过Q点时的加速度大于它在轨道 1 上经过Q点时的加速度
D．卫星在轨道 2 上由Q点运动至P点的过程中，速度减小，加速度减小，机械能守恒
6、 (本题9分)关于功率的概念，下列说法中正确的是( )
A．功率是描述力对物体做功多少的物理量
B．由P=W/t可知，功率与时间成反比
C．由P=Fvcosθ可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零
D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大
7、一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（　　）
A．该星球自转的角速度大小为
B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为
8、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷 风或热风。已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为100 W，吹热风时的功率为1200 W。关于该电吹风，下列说法正确的是

A．当开关S1、S2均闭合时，电吹风吹出冷风
B．电动机的内电阻为484Ω
C．电热丝的电阻为44Ω
D．电动机正常工作时，电动机每分钟消耗的电能为6000J
9、 (本题9分)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上．现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得

A．在时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态
B．从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C．两物体的质量之比为=1∶2
D．在时刻A与B的动能之比为
10、 (本题9分)如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（ ）

A．a的飞行时间比b的长
B．a的水平速度比b的小
C．b和c的飞行时间相同
D．b的初速度比c的大
11、 (本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线绕过O点的轻质光滑小定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块B质量是A质量的4倍。C为O点正下方杆上的一点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时，A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B由静止释放。下列说法正确的是

A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度不断增大
B．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量
C．物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动
D．物块A经过C点时的速度大小为
12、 (本题9分)如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，则（ ）

A．a点和b点的电势相等
B．a点和b点的电场强度大小相等
C．a点和b点的电场强度方向相同
D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)如图所示，在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：

A．让小球多次从同一位置静止释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图中a、b、c、d所示.
B．安装好器材，注意斜槽末端切线水平，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线.
C．取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.
（1）上述实验步骤的合理顺序是____________.
（2）已知图中小方格的边长为L，则小球从a位置运动到c位置所用的时间为________，小球平抛的初速度为________. (均用L、g表示)
14、某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上，放置两个小球 a 和 b。其中，b 与轻弹簧紧挨着但不栓接，弹簧左侧固 定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘，球心在地面上的投影点为 O 点。实验时，先将 a 球移开，弹簧解除锁定，b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b 球与 a 球 发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中，小球落点记为 AB、C。

(1)若 a 球质量为 ma，半径为 ra；b 球质量为 mb， 半径为 rb。b 球与 a 球发生碰撞后，均向前水平 飞出，则 ______ 。
A．mamb，ra=rb D．ma>mb，ra>rb
(2)为了验证动量守恒，本实验中必须测量的物理 量有____。
A．小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb
B．小球飞出的水平距离 xOA、xOB、xOC
C．桌面离地面的高度 h
D．小球飞行的时间
(3)关于本实验的实验操作，下列说法中不正确的是______。
A．重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同
B．重复操作时发现小球的落点并不完全重合，说明实验操作中出现了错误
C．用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
D．仅调节桌面的高度，桌面越高，线段 OB 的长度越长
(4)在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式：__________， 即说明碰撞过程遵循动量守恒。（用题中已测量的物理量表示）
(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h，该地的 重力加速度为g，则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep 为 _______。（用题中已测量的 物理量表示）
15、在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的一项是____（只需填字母代号）．
A．重物 B．纸带 C．天平 D．50Hz低压交流电源 E．毫米刻度尺
（1）关于本实验的误差，下列说法正确的是____
A．必须选择质量较小的重物，以便减小误差
B．必须选择点迹清晰且第1、1两点间距约为1mm的纸带，以便减小误差
C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差
D．本实验应选用密度大体积小的重物，以便减小误差

（3）在该实验中，质量m=lkg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为0.01s长度单位是cm，g=9.8m/s1．则从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=____J，动能的增加量△EK=____J（两空均保留3位有效数字）．由此你得到的结论是__________________________________________。
三．计算题(22分)
16、（12分）如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为＋q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v．已知点电荷＋Q产生的电场在A点的电势为φ（取无穷远处电势为零），PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：
（1）物块在A点时受到轨道支持力的大小；
（2）点电荷＋Q产生的电场在B点的电势．

17、（10分）黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程。某中子星的球体半径为，在距中子星表面高度处绕中子星运动的小星球其周期为。已知引力常量为，中子星质量分布均匀。求：
（1）中子星的密度；
（2）中子星表面的重力加速度；
（3）中子星的第一宇宙速度。
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、C
【解析】
两个物体系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒；m1重力势能减小，动能增加，m2重力势能和动能都增加，故m1减小的重力势能等于m2增加的重力势能和两个物体增加的动能之和；故选C．
点睛：本题关键是两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变．
2、D
【解析】
电场中某点的电场强度只取决于电场本身，与检验电荷无关，故选D.
3、B
【解析】
根据万有引力提供向心力即
忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：，
一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径；
A、线速度大小为，故A错误；
B、角速度为，故B正确；
C、加速度，故C错误；
D、周期，故D错误．
点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．
4、D
【解析】
A．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度的概念，选项Ａ错误；
B．开普勒通过观测行星运动发现行星运动三定律，牛顿发现了万有引力定律，选项Ｂ错误；
C．密立根通过油滴实验测出了元电荷的电荷量，选项Ｃ错误；
D．法拉第最早引入电场概念，并提出用电场线形象描述电场，选项Ｄ正确。
5、D
【解析】
A．根据

得

卫星在轨道3上的轨道半径大于轨道1上的轨道半径，则卫星在轨道3上运行的速率小于在轨道1上的速率，故A错误．
B．卫星从轨道1进入轨道2，需点火加速，在轨道2进入轨道3需在P点点火加速，机械能增加，则卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能，故B错误．
C．卫星在轨道2上经过Q点和在轨道1上经过Q点时万有引力相等，根据牛顿第二定律知，加速度相等，故C错误．
D．卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，万有引力做负功，速度减小，万有引力减小，加速度减小，因为只有万有引力做功，则机械能守恒，故D正确．
故选D．
根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系，从而比较轨道1和3上的线速度大小；根据变轨的原理分析轨道3和轨道1上的机械能大小；根据牛顿第二定律，结合万有引力的大小比较加速度；从Q到P，根据万有引力做功分析速度的变化，结合万有引力大小比较加速度的大小．
6、D
【解析】
功率是描述一个物体做功快慢的物理量，故A错误．由P=W/t可知，当功一定时，功率与时间成反比，故B错误．当F与v垂直时，则功率等于零，故C错误．根据知，做功越快，功率越大，故D正确．故选D
7、ACD
【解析】
A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．
BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．
D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R•＝，故D正确．
故选ACD．
8、CD
【解析】
A．当开关S1、S2均闭合时，电动机工作，电热丝发热，电吹风吹出热风．故A项错误．
B．吹冷风时的功率为100 W，吹冷风时只有电动机工作时，则，因电动机工作时是非纯电阻元件，则．故B项错误．
C．吹冷风时的功率为100 W，吹热风时的功率为1200 W，则电热丝的发热功率为1100 W，所以电热丝的电阻．故C项正确．
D. 电动机正常工作时，功率为100 W，电动机每分钟消耗的电能．故D项正确．
9、BD
【解析】
试题分析：图线与坐标轴围成的面积表示位移，在时刻B的位移大于A的位移，此时弹簧处于拉伸状态，在时刻B做加速运动，即受到向右的弹力，所以此时弹簧处于压缩状态，当B的加速度为零时，弹簧弹力为零，所以时刻B受到的弹力为零，即弹簧恢复原长，故从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长，在A错误B正确；由于过程中两者和弹簧组成的系统动量守恒，故从0~过程中有，解得，故，C错误；在时刻A的速度为，B的速度为，根据，解得，故D正确．
考点：考查了牛顿第二定律，动量守恒定律，
【名师点睛】对于这类弹簧问题注意用动态思想认真分析物体的运动过程，注意过程中的功能转化关系；解答时注意动量守恒和机械能守恒列式分析，同时根据图象，分析清楚物体的运动情况
10、CD
【解析】
b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间。故A错误，C正确；因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度。故B错误；b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度。故D正确。故选CD。
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，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
11、AC
【解析】
A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，动能不断增大，速度不断增大，故A正确。
B.到C点时B的速度为零。则根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故B错误。
C.由几何知识可得 AC=h，由于AB组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。
D.设物块A经过C点时的速度大小为v，此时B的速度为0。根据系统的机械能守恒得：，得 v=2，故D错误。
12、BC
【解析】
由几何关系，可知b的电势大于a的电势，故A错误；把负电荷从a移到b，电势能减少，故D错误；由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、BAC
【解析】
(1)[1]实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,在进行数据处理，故实验顺序为:B,A,C
(2)[2])由图可以知道a、b、c、d之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有:

由题可以知道,带入计算得出每相邻两个位置的时间间隔为：

则小球从a位置运动到c位置所用的时间为：

[3] 水平方向匀速直线运动，

小球平抛的初速度为：

14、A AB B mb•OB=mb•OA+ma•OC
【解析】
(1)[1] 为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：应该使mb大于ma
(2)[2] 要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替，所以需要测量的量为：小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故AB符合题意；
(3)[3] A.重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同，可以保证b能够获得相等的速度，故A项与题意不相符；
B. 重复操作时发现小球的落点并不完全重合，不是实验操作中出现了错误；可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故B项与题意相符；
C. 用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故C项与题意不相符；
D. 仅调节桌面的高度，桌面越高，则小球飞行的时间越长，则线段OB的长度越长，故D项与题意不相符；
(4)[4] 小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则
mbv0=mbv1+mav2
两边同时乘以时间t，得：
mbv0t=mbv1t+mav2t
则
mb•OB=mb•OA+ma•OC
(5)[5] 桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，小球b飞行的时间

b的初速度

弹簧锁定时具有的弹性势能Ep转化为小球b的动能，所以弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为

15、C BD 0.476 0.473 在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）
【解析】
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证动能增加量和势能减小量是否相等，质量约去，不需要天平测量物体的质量，所以天平不必要．故选C.
（1）为了减小阻力对其影响，选用重锤时，应该选用质量大体积小重锤的进行实验，故A错误，D正确；物体自由下落时根据公式h=gt1，其中t=T=0.01s，由此可知，开始所打两个点之间的距离约等于1mm，则第1、1两点间距约为1mm的纸带，打第一个点的速度接近为零，误差较小，故B正确；应先接通电压后释放纸带，故C错误．
（3）利用匀变速直线运动的推论；重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0486 J=0.476J．EkB=mvB1=0.473J；实验得到的结论是：在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）．

三．计算题(22分)
16、（1） （2）
【解析】
（1）物体受到点电荷的库仑力

由几何关系可知

设物体在A点时受到轨道的支持力大小为N，由平衡条件有

解得

（2）设点电荷产生的电场在B点的电势为，由动能定理有：

解得

17、（1）（2）（3）
【解析】
（1）绕中子星运动的小星球质量为，根据万有引力提供向心力：--1
密度公式： --2
联立1，2解得：
（2）对中子星表面静止的物体，根据万有引力公式： --3
联立1，3解得： 。
（3）对绕中子星运动的近表卫星，根据向心力方程：--4
联立1，4解得：