2025年山东省泰安市长城中学物理高一第二学期期末监测试题含解析.doc

2025年山东省泰安市长城中学物理高一第二学期期末监测试题
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，P和Q为两平行金属板，板间有恒定的电压，在P板附近有一电子（不计重力）由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是（ ）

A．电子到达Q板时的速率，与加速电压无关，仅与两板间距离有关
B．电子到达Q板时的速率，与两板间距离无关，仅与板间电压有关
C．两板间距离越小，电子的加速度就越小
D．两板间距离越大，加速时间越短
2、据报道：2019年6月5日，我国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭“CZ-11WEY号”成功发射技术试验卫星捕风一号A、B星及5颗商业卫星，如图所示. 卫星被顺利送往预定轨道，试验取得圆满成功，首次实现“航天+海工”技术融合，突破海上发射稳定性、安全性……，验证了海上发射能力. “七星”在预定轨道绕地球的飞行可视为匀速圆周运动下面对“七星”飞行速度大小的说法正确的是

A． B．
C． D．
3、 (本题9分)质量m=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用沿+x轴方向的力F1=8N作用了2s，然后撤去F1；再用沿+y方向的力F2=24N作用了1s．则质点在这3s内的轨迹为
A． B．
C． D．
4、如图所示，质量均为m的物块P、Q，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物块P下面，用竖直向上的推力推物块Q，使轻绳的拉力刚好为零，保持两物块静止不动。现撤去推力F，则在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，（轻绳不会被拉断）

A．物块Q的机械能一直增加
B．初末两状态，物块Q的机械能相等
C．物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能
D．Q重力势能的减少量大于Q动能的增加量
5、如图所示,利用倾角为的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离,此过程中木箱升高h，木箱和传送带始终保持相对静止．木箱和传送带间的动摩擦因数为关于此过程,下列说法正确的是(   )

A．木箱克服摩擦力做功mgh
B．摩擦力对木箱做功为零
C．摩擦力对木箱做功为mgh
D．摩擦力对木箱做功为
6、 (本题9分)质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是
A．物体的重力势能减少
B．物体的机械能减少
C．物体的动能增加
D．重力做功mgh
7、 (本题9分)如图所示，一光滑细杆固定在水平面上的点，细杆与水平面的夹角为，一原长为的轻质弹簧，下端固定在水平面上的点，上端与质量为的小环相连，当把小环拉到点时，与地面垂直，弹簧长为，将小环从点由静止释放，当小环运动到的中点时，速度达到最大．重力加速度为，下列说法正确的是（ ）

A．下滑过程中小环的机械能先增大再减小
B．小环到达的中点时，弹簧的弹性势能为零
C．小环刚释放时的加速度等于
D．小环的最大速度为
8、用DIS实验研究机械能守恒定律的实验中，用光电门测定摆锤在某--位置的瞬时速度。实验测得D点的速度偏小，造成这个误差的原因可能是

A．摆锤释放的位置高于A点 B．摆锤释放的位置在AB之间
C．摆锤在A点没有静止释放 D．光电门没有放在D点
9、 (本题9分)质量为m的物体置于倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下斜面以加速度a向左做匀加速直线运动，如图所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，则下列说法正确的是(　　)

A．斜面对物体m的支持力一定做正功
B．斜面对物体m的摩擦力一定做正功
C．斜面对物体m的摩擦力可能不做功
D．斜面对物体m的摩擦力可能做负功
10、 (本题9分)图示为一皮带传送装置，a、b分别是两轮边缘上的点，a、b、c的半径之比为3：2：以、、分别表示这三点线速度的大小，以、、分别表示三点的角速度大小，则以下关系正确的是　　

A．：：：2：1 B．：：：3：1
C．：：：2：3 D．：：：3：2
11、 (本题9分)一根长为L ，质量不计的轻杆，轻杆的中点及右端各固定一个质量为m的小球，轻杆可以带着球在竖直平面内绕O点转动，若开始时轻杆处于水平位置，并由静止释放，如图所示．当杆下落到竖直位置时（ ）

A．外端小球的速率为
B．外端小球的机械能减少mgL
C．中点小球的机械能减少mgL
D．每个小球的机械能都不变
12、 (本题9分)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s1．由图中数据可得（　　）

A．从地面至h＝4m，物体重力做功80J
B．从地面至h＝4m，物体克服空气阻力做功10J
C．物体的质量为1kg
D．h＝0时，物体的速率为10m/s
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题1分)（1）在进行《验证机械能守恒定律》的实验中，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关．其中不必要的器材是 ____________，缺少的器材是 ________________

(2)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g＝1．8m／s2，实验中得到一条点迹清楚的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量A、B、C、D各点到O的距离分别为2．11 cm、3．18 cm、4．76 cm、5．73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于____________________J，动能的增加量等于__________ J(取三位有效数字)．在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能____________，(可设重物质量为m)
14、如图，用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，若实验中所用重物的质量m=1kg，实验后打下点的纸带如图所示，打点间隔为T=0.02s，则记录A点时，重物动能Ek=__________J。从A点下落至C点过程重物的重力势能减小量是_________J，要验证从A点下落至C点的过程中机械能守恒，还必须求出____________，在实际实验中，重物质量_________（填“是”或“不是”）必需测量。（计算结果保留三位有效数字，g取9.8m/s2）。

15、某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和步骤完成下列问题：

(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________.
A．重物最好选择密度较小的木块
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度
(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，重物的质量为0.5 kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能ΔEp＝________ J；重物增加的动能ΔEk＝________ J(重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果均保留三位有效数字)。
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是__________________.
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随着陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°．已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为．

（1）若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0
（2）若改变陶罐匀速旋转的角速度,而小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值．
17、（10分） (本题9分)光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为、，开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．

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】极板之间的电压U不变，由可知两极板距离d越大，场强E越小，电场力F=Eq越小，加速度越小，加速时间越长；由可得，可知速度与极板间距无关，与加速电压有关，故ACD错误， B正确；
故选B。
2、A
【解析】
第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，“七星”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，飞行速度一定小于第一宇宙速度，即v＜7.9km/s。
A. v<7.9km/s，与结论相符，选项A正确；
B. v=7.9km/s，与结论不相符，选项B错误；
C. v=11.2km/s ，与结论不相符，选项C错误；
D. 7.9km/s>v<11.2km/s，与结论不相符，选项D错误；
3、D
【解析】
考点：运动的合成和分解；牛顿第二定律．
分析：物体在F1作用下在x轴方向做匀加速直线运动，撤去F1，施加F2，由于合力与速度方向垂直，做曲线运动，将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向研究，在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀加速直线运动．
解答：解：质点在F1的作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动，加速度a1==2m/s2，速度为v1=at1=4m/s，对应位移x1=a1t12=4m，到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用，物体在+x轴方向匀速运动，x2=v1t2=4m，在+y方向加速运动，+y方向的加速度a2==6m/s2，方向向上，对应的位移y=a2t22=3m，物体做曲线运动．q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，知D正确，A、B、C错误．
故选D．
点评：解决本题的关键掌握处理曲线运动的方法，将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向，分析出两方向分运动的情况．
4、B
【解析】
轻绳的拉力刚好为零时，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力等于，弹簧的压缩量；物块Q向下运动到速度最大时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量．
AB．在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，弹簧由压缩变为伸长，且初始压缩量等于最终伸长量；弹簧对物块Q先做正功后做负功，物块Q的机械能先增加再减小，且初末两状态，物块Q的机械能相等．故A项错误，B项正确．
C．物块Q的机械能先增加再减小，弹簧的弹性势能先减小后增大．故C项错误．
D．初末两状态，物块Q的机械能相等，则此过程中Q重力势能的减少量等于Q动能的增加量．故D项错误．
5、C
【解析】
木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力，对木箱做正功，木箱匀速运动，根据功能关系，摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功mgh，该摩擦力为静摩擦力，不一定等于，所以摩擦力对木箱做功不一定为，故C正确．
故选C．
6、C
【解析】
根据重力做功与重力势能变化的关系得，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，，所以重力势能减小了mgh，A错误D正确；由除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化得出，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，根据牛顿第二定律得，物体除了重力之外就受竖直向上的阻力，所以物体的机械能减小了，B正确；根据动能定理知道，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，，所以物体的动能增加了，故C错误．
7、ACD
【解析】
小环受重力、支持力和弹簧弹力，弹簧弹力做功，故环的机械能不守恒，小环和弹簧系统的机械能守恒，小环到达AD的中点时，弹性绳的伸长量最短，弹性势能最小，小环机械能最大，故下滑过程中小环的机械能先增大再减小，故A正确；小环到达AD的中点时，弹性绳的长度为L，伸长量不为0，故弹性势能不为零，故B错误；在A位置，环受重力、弹簧拉力、支持力，根据牛顿第二定律，有：mgsin30°+Fsin30°=ma，在D点，环的速度最大，说明加速度为零，弹簧长度为2L，故：mgsin30°-Fcos60°=0，联立解得：a=g，故C正确；小环和弹簧系统的机械能守恒，在D点速度最大，此时橡皮绳长度等于初位置橡皮绳的长度，故初位置和D位置环的机械能相等，故：mg（2Lcos60°）=mv2，解得：v=，故D正确；故选ACD．
本题为力学综合问题，关键正确的受力分析，根据牛顿第二定律列式分析，注意环的机械能不守恒，是环和弹簧系统的机械能守恒．
8、BD
【解析】
若实验测得D点的机械能明显偏小，说明重锤低于A点才开始静止释放的，或未到D点就开始测速度，因此不是重力势能少些，就是动能小些．
A．摆锤释放的位置高于A点，与结论不相符，选项A错误；
B．摆锤释放的位置在AB之间，与结论相符，选项B正确；
C．摆锤在A点没有静止释放，与结论不相符，选项C错误；
D．光电门没有放在D点，与结论相符，选项D正确。
9、ACD
【解析】
由功的计算公式可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90°，支持力一定做正功，故A正确；摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力沿斜面向上，即，摩擦力沿斜面向上，做负功．当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即，摩擦力沿斜面向下，做正功．当时，摩擦力不存在，不做功，故AC正确，B错误；故选ACD．
【点睛】使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度水平向左，支持力垂直斜面向上，而摩擦力方向需要讨论，然后结合功的计算公式进行分析判断正负功．
10、BD
【解析】
a、b两点皮带传动，线速度大小相等，a、c两点同轴传动，角速度相等，根据知，：：1，所以：：3：1。a、b的角速度之比等于半径的反比，：：：3，所以：：：3：2，故BD正确，AC错误。故选BD。
解决本题的关键知道同轴转动的点角速度大小相等，考皮带传动，轮子边缘上点的线速度大小相等。
11、AC
【解析】
A. 两球转动的角速度相等，根据v=rω知，两球的线速度大小之比为1:2，设杆的中点小球的速度为v，则外端小球的速度为2v，
根据系统机械能守恒得：mgL+mg⋅= +
解得：v=，则外端小球的速率为：v′=2v=，故A正确；
BCD. 外端小球的重力势能减小量为mgL，动能增加量为：=mgL，则外端小球机械能增加mgL，根据系统机械能守恒知，中点小球的机械能减小mgL.可知两球的机械能都在变化．故BD错误，C正确．
故选AC.
12、BC
【解析】
A. 从地面至h=4m，物体重力势能增加了80J，则物体重力做功-80J，故A项与题意不相符；
B. 从地面至h=4m，物体的机械能减少10J，根据功能关系知，物体克服空气阻力做功10J．故B项与题意相符；
C. 由图知，h=4m时Ep=80J，由Ep=mgh得m=1kg，故C项与题意相符；
D. h=0时，Ep=0，E总=100J，则物体的动能为
Ek=E总-Ep=100J
由

得：

故D项与题意不相符。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、（1）低压直流电源；天平；秒表 交流电源； 重锤； 刻度尺； （2）7.2m 7.57m 守恒
【解析】
（1）该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，打点计时器需要的是交流电源，因此低压直流电源不需要，缺少低压交流电源，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少刻度尺．故不必要的器材有：低压直流电源、秒表、天平．缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺．
（2）重力势能减小量为：，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：，得：，故可以得出结论：在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能守恒．
根据实验原理分析那些器材需要，那些不需要；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．
14、0.0968 0.231 C点重物的动能 不是
【解析】
[1]A点是OB段的中间时刻，所以A点的瞬时速度是OB的平均速度，即：

记录A点时，重物动能：

[2]从A点下落至C点过程重物的重力势能减小量为：

[3]要验证从A点下落至C点的过程中机械能守恒，已知A点重物的动能和从A点下落至C点过程重物的重力势能减小量，因此还必须求出C点重物的动能。
[4] 实验中重力势能的减小量等于动能的增加量，由于都包含质量，故质量可以消去，所以本实验中不是必须测量质量
15、BC 2.14 2.12 图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍
【解析】
第一空.重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误.本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是mgh＝mv2，因为是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平测量重物的质量，操作时应先接通电源，再释放纸带，故B、C正确.不能利用公式v＝来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证却变成了理论推导，故D错误.
第二空.重力势能减少量ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×0.436 5 J≈2.14 J.
第三空.利用匀变速直线运动的推论：vD＝m/s＝2.91 m/s，
EkD＝mvD2＝×0.5×2.912 J≈2.12 J，动能增加量ΔEk＝EkD－0＝2.12 J.
第四空.根据表达式mgh＝mv2，则有v2＝2gh；当图象的斜率为重力加速度的2倍时，即可验证机械能守恒，而图象的斜率k＝＝19.52≈2g；因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒.

三．计算题(22分)
16、（1） （2）
【解析】
试题分析：（1）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有：
解得：．
（2）当时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值，设此最大角速度为，由牛顿第二定律得，
，联立以上三式解得：；
当时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，设此最小角速度为，由牛顿第二定律得，

联立三式解得：，综述，陶罐旋转的角速度范围为：

考点：向心力、牛顿第二定律
【名师点睛】解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解．
17、
【解析】
设A与B碰撞后，A的速度为，B与C碰撞前B的速度为，B与C碰撞后粘在一起的速度为，由动量守恒定律得：
对A、B木块：

对B、C木块：

由A与B间的距离保持不变可知
联立代入数据得：
．