黑龙江省哈尔滨市第24中学2024-2025学年高一下物理期末调研试题含解析.doc

黑龙江省哈尔滨市第24中学2024-2025学年高一下物理期末调研试题
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：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、 (本题9分)一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置缓慢地移到Q点，如图所示，则此过程中力F所做的功为（ ）

A．mglcosθ B．Flsinθ
C． D．
2、 (本题9分)如图所示的电路中，R1是光敏电阻（光照越强，阻值越小），R2是定值电阻，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，并且没有光线照射R1时，一带电液滴恰好能静止在电容器两板间的M点。当用强光照射R1时，则（ ）

A．液滴向上运动
B．电容器两极板间电压变小
C．电容器所带电荷量减少
D．通过R1的电流减小
3、 (本题9分)如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a点在它的边缘上，左轮半径为2r，b点在它的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则a点与b点的向心加速度大小之比为（ ）

A．1：2 B．2：1 C．4：1 D．1：4
4、 (本题9分)如图所示为某同学站在电子体重计上做下蹲起立动作时，与体重计相连的显示器上思示的压力随时间变化的图像，则该同学在这段时间内做的动作，可能是（ ）

A．下蹲 B．起立
C．先下蹲后起立 D．先起立后下蹲
5、 (本题9分)物体做平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．加速度的方向时刻改变
B．速度的变化率不断增大
C．任意一段时间内速度变化量的方向均竖直向下
D．相同时间内速率变化量相同
6、 (本题9分)在下列情况下机械能守恒的有：
A．在空气中匀速下落的降落伞
B．在竖直面做匀速圆周运动的物体
C．做自由落体运动的物体
D．沿斜面匀速下滑的物体
7、 (本题9分)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连．开始时绳与水平方向的夹角为θ．当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，BO间距离也为L．小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A点运动到O点的过程中，F对小物块做的功为WF，小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf，则以下结果正确的是(　　)

A．WF＝FL(cos θ＋1)
B．WF＝2FLcos θ
C．Wf＝μmgLcos 2θ
D．Wf＝FL－mgLsin 2θ
8、下列所述的实例中，机械能守恒的是（ ）
A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降
B．斜向上抛出的石子
C．飞机在竖直平面内做匀速圆周运动的过程
D．光滑水平桌面上匀速运动的木块
9、 (本题9分)质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是8kg·m/s，B求的动量是4kg·m/s，当A求追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（ ）
A．6kg·m/s,6kg·m/s
B．7kg·m/s,5kg·m/s
C．-2kg·m/s,14kg·m/s
D．-4kg·m/s,6kg·m/s
10、假设将来一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，已知万有引力常量为，则下列说法正确的是（　　）

A．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅰ运动到P点的速度
B．若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ运动的周期，就可以推知火星的密度
C．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道Ⅰ上运动时的周期
11、 (本题9分)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（ ）
A．质量之积
B．质量之和
C．速率之和
D．各自的自转角速度
12、 (本题9分)如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．则下列说法正确的是（　　）

A．角速度的大小关系是ωa＜ωb
B．向心加速度的大小关系是aa＞ab
C．线速度的大小关系是va＞vb
D．周期的大小关系是Ta＞Tb
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分） (本题9分)为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：
步骤1：在A、B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；
步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽．倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；
步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，P掉B木块只剩下A木块，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示．

(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置________．
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________．
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78
⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式___________________________________________．
14、（10分） (本题9分)在利用如图所示的装置验证机械能守恒定律的实验中．

（1）下列操作正确的是_______．
A．打点计时器应接到直流电源上
B．先释放重物，后接通电源
C．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器
（2）如下图所示，为实验中所得到的甲、乙两条纸带，应选_______（选填“甲”或“乙”）纸带好．

（3）实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带．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．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ΔEp＝__________，动能变化量ΔEk＝__________．

（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要的原因是_______．
A．利用公式计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（12分） (本题9分)如图所示，质量均为m大小相同的小球A、B（都可视为质点）静止在光滑水平面内的x轴上，它们的位置坐标分别为x=0和x=L．现沿x轴方向加一个力场，该力场只对小球A产生沿x轴正方向大小为F的恒力，以后两小球发生正碰过程时间很短，不计它们碰撞过程的动能损失．

(1)小球A、B在第一次碰撞后的速度大小各是多少？
(2)如果该力场的空间范围是 （）,求为使A、B恰好在其中发生完成10次碰撞，L的取值
16、（12分） (本题9分)为了研究过山车的原理，某同学设计了如下模型：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.5 m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.2 m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量m=2 kg小物块，当从A点以初速度v0=6 m/s沿倾斜轨道滑下，到达C点时速度vC=4 m/s。取g=10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。

（1）小物块到达C点时，求圆轨道对小物块支持力的大小；
（2）求小物块从A到B运动过程中，摩擦力对小物块所做的功；
（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，求沿倾斜轨道滑下时在A点的最小初速度vA。
17、（12分） (本题9分)水平地面上放一个重为200N的铁块，铁块与地面间的最大静摩擦力大小为85N，铁块与地面间的动摩擦因数为0.4，一个人用沿着水平方向的力推原静止的铁块，试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力大小：
（1）推力为50N时；（2）推力为83N时；（3）推力为100N时.
参考答案

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、D
【解析】
根据动能定理W=WG+WF=ΔEk=0，
WG=-mgl(1−cosθ)，
所以WF=mgl(1−cosθ)，故ABC错误，D正确．
故选D
2、A
【解析】
ABD、光敏电阻R1与R2串联，电容器并接在R2两端，电容器上的电压与R2相同，当光照增强时，光敏电阻减小，总电阻减小，总电流增大，通过R2的电流增大，R2两端电压增大，电容器两极板间电压变大，带电液滴受向上的电场力将增大，液滴向上运动，故A正确，B、D错误。
C、根据C=可知，电容器所带电荷量Q=CU，电容器两极板间电压U变大，则电容器所带电荷量Q增加，故C错误。
3、B
【解析】
试题分析：根据题目要求，可知，且所以相信加速度比值为2：1
考点：匀速圆周运动公式
点评：此类题型考察了匀速圆周运动公式
4、A
【解析】
A．从图中可知，该同学做的动作先失重后超重．下蹲过程，先向下加速后向下减速，先失重后超重，A项正确；
B．起立时，向上先加速后减小，先超重后失重，B项错误；
CD．同理可知，CD项错误；
故选A．
5、C
【解析】
物体做平抛运动，加速度的方向始终竖直向下，选项A错误；速度的变化率等于加速度，则速度的变化率恒定不变，选项B错误；任意一段时间内速度变化量∆v=g∆t，方向竖直向下，选项C正确；相同时间内竖直速度变化相同，水平速度不变，则相同时间内速率变化量不相同，选项D错误；故选C.
解决本题的关键知道平抛运动的特点，知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，即在水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，加速度恒定为g，相同时间内速度的变化量相同．
6、C
【解析】
降落伞从空中匀速下落，动能不变，重力势能减少，则其机械能减少，A错误；在竖直面做匀速圆周运动的物体，动能恒定，但重力势能在变化，其机械能变化，B错误；做自由落体运动，只受重力，机械能守恒，C正确；沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，D错误．
【点睛】判断机械能是否守恒常用三种方法：1、条件法，从功的角度，看是不是只有重力或弹力做功；2、总量法，如动能和势能的总量变化，机械能一定不守恒．3、从能量的角度，没有发生机械能与其他能之间的转化，机械能守恒，否则，机械能不守恒．
7、BC
【解析】
拉力在AO段做功为：W1=FS，s为F作用点的位移即绳子伸长的长度，小物体从A运动到O的过程中，利用数学几何关系在绳子缩短关系得S=2cosθL，所以 W1=2FLcosθ 故A错误，B正确．根据几何关系得OB斜面倾角为2θ，小物体在BO段运动过程中摩擦力f=μmgcos2θ，小物体在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf=fL=μmgLcos2θ，故C正确，D错误．故选BC．
8、BD
【解析】
A.跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故选项A不合题意；
B.斜向上抛出的石子，在空中运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故选项B符合题意；
C.飞机在竖直平面内作匀速圆周运动的过程中，动能不变，但重力势能不断改变，机械能总量是不守恒的，故选项C不合题意；
D.光滑水平桌面上匀速运动的木块，动能和重力势能都不变，机械能守恒，故选项D符合题意。
9、AB
【解析】
两球碰撞动量守恒，动能不增加，以下四个选项动量都是守恒的，只需比较碰前后的动能关系就可，动量和动能的关系为，可知碰前的总动能为
A.碰后的总动量为：，所以6kg·m/s,6kg·m/s是可能的，故A正确。
B. 碰后的总动量为：，所以7kg·m/s,5kg·m/s是可能的，故B正确。
C. 碰后的总动量为：，所以-2kg·m/s,14kg·m/s是不可能的，故C错误。
D. 碰后的总动量为：，所以-4kg·m/s,6kg·m/s是不可能的，故D错误。
10、BD
【解析】
A. 从轨道I到轨道Ⅱ要在P点点火加速，则在轨道I上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，故A错误；
B. 飞船贴近火星表面飞行时，如果知道周期T，可以计算出密度，即由
，
可解得

故B正确；
C. 根据 可知，飞船在I、Ⅱ轨道上的P点加速度相等，故C错误；
D. 因为轨道Ⅱ半长轴大于轨道Ⅰ的半径，所以飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道Ⅰ上运动时的周期，故D正确。
11、BC
【解析】
本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．
双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+ r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πf r1，v2=ωr2=2πf r2，联立解得：v1+ v2=2πf r，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．
【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．
12、AD
【解析】
A．ac角速度相同，所以ωa=ωc，而rb＜rc，根据
ω=
可知：ωc＜ωb，所以ωa=ωc＜ωb，故A正确；
B．a与c的角速度相等，由a=ω2r，得：aa＜ac，b与c都是万有引力提供向心力，则：
a=，
所以ac＜ab．故aa＜ab．故B错误；
C．ac比较，角速度相等，由v=ωr，可知va＜vc，b与c都是万有引力提供向心力，则：
，
即，所以vc＜vb．故va＜vb．故C错误；
D．卫星c为同步卫星，所以Ta=Tc，根据
T=2π/ω
及ωc＜ωb，可知Tc＞Tb，所以Ta=Tc＞Tb，故D正确。
故选AD。
本题涉及到两种物理模型，即ac转动的周期相等，bc同为卫星，其动力学原理相同，要两两分开比较，最后再统一比较．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、② ① m1(s45＋2s56－s34)＝(m1＋m2)(2s67＋s78－s89)
【解析】
（1）P6位置滑块速度明显减小，故A、B相撞的位置在P6处，故②正确．
（2）设碰撞前滑块A在P4、P5、P6的速度分别为v4、v5、v6， 碰撞后，整体在P6、P7、P8的速度分别为v6′，v7、v8，则v4=，v5=，又v5=，得到碰撞前滑块A速度v6=，同理，碰撞后整体的速度v6′=，原来需要验证的方程为m1v6=（m1+m2）v6′，将上两式代入整理得：m1（2S56+S45-S34）=（m1+m2）（2S67+S78-S89），即需要验证的表达式，需要直接测量的物理量是：A、B两个滑块的质量m1和m2及S34、S45、S56和S67、S78、S89；故①⑥正确．
14、C; 甲; ; ; C;
【解析】
（1）打点计时器应接到交流电源上，故A错误．实验时应先接通电源，后释放重物，故B错误．释放重物时，重物应尽量靠近打点计时器，故C正确．故选C．（2）根据，可知纸带应选择第一、二个点的距离大约为2mm的，故选甲；（3）重力势能减小量：，根据匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度，则B点的速度为，故动能的增量为：；（4）实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故选C．
【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，以及知道实验中误差的来源，掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、 (1)，；(2)181l．
【解析】
(1)A第一次碰前速度设为v0
根据动能定理：Fl=−0
A与B碰撞，动量守恒，
则
根据题意，总能量不损失，
则
联立解得，
(2)①对质点A:第一次碰前：v0=at0
l=
第一次碰后到第二次碰前过程：
第二次碰前速度 vA1=at1
sA1=
对质点B:
第一次碰后到第二次碰前过程：sB1=v0t1
由于sA1=sB2
解得：t1=2t0，vA1=2v0，sA1=sB1=4l
质点A. B第二次碰前速度分别为2v0、v0，碰后速度分别设为v″A和v″B
动量守恒：m⋅2v0+mv0=mv″A+mv″B
能量关系：
解得：v″A=v0，v″B=2v0
对质点A:
第二次碰后到第三次碰前：vA2=v0+at2
sA2=v0t+
对质点B:
第二次碰后到第三次碰前：sB2=2v0t2
由于sA2=sB2
解得：t2=2t0，vA2=3v0，sA2=sB2=8l
综上,质点A.B每次碰撞过程总是要交换速度，每次碰撞间隔时间都为2t0；
每次碰撞后的相同时间间隔内，质点A速度增加2v0，质点B速度不变
可得：每次碰撞位置间隔：4l、8l、12l…(n−1)4l
则要使质点A. B刚好能够发生10次碰撞L=l+4l+8l+12l+…+(10−1)4l=(2n2−2n+1)l(n=1,2,3…)=181l；        
点睛：根据动能定理求出A第一次碰前的速度，A与B碰撞，由动量守恒列出等式，再根据能量守恒求解；对质点A、B运用运动学公式列出各次碰撞过程的速度、位移关系，根据满足的条件找出L值．
16、 (1) N=180 N (2) Wf=−50 J (3) m/s
【解析】
（1）在C点时，设圆轨道对小物块支持力的大小为N，则：

解得
N=180 N
（2）设A→B过程中摩擦力对小物块所做的功为Wf，小物块A→B→C的过程，有

解得
Wf=−50 J。
（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，设在最高点的速度最小为vm，则：

小物块从A到竖直圆弧轨道最高点的过程中，有
解得
m/s
17、⑴50N ⑵83N ⑶80N
【解析】（1）推力，铁块静止，由平衡；摩擦力
（2）推力，铁块静止，由平衡；摩擦力
（3）推力，铁块滑动，滑动摩擦力