江苏省镇江一中2024-2025学年高一下物理期末考试试题含解析.doc

江苏省镇江一中2024-2025学年高一下物理期末考试试题
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：（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、秋千的吊绳有些磨损．在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千
A．在下摆过程中 B．在上摆过程中
C．摆到最高点时 D．摆到最低点时
2、(本题9分)某滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功2000J，他克服阻力做功200 J。则在这段下滑过程中，该运动员的动能增加了
A．1800J B．2000J C．2200J D．200J
3、 (本题9分)如图所示，小球可以在竖直放置的光滑圆形管道（圆形管道内径略大于小球直径）内做圆周运动，下列说法正确的是

A．小球通过最高点的最小速度为
B．小球通过最高点的速度只要大于零即可完成圆周运动
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，小球处于失重状态
D．小球在水平线ab以上管道中运动时，小球处于超重状态
4、如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（ ）

A．圆盘匀速转动时，摩擦力f等于零
B．圆盘转动时，摩擦力f方向总是指向轴O
C．当圆盘匀速转动时，摩擦力f的大小跟物体P到轴O的距离成正比
D．当物体P到轴O距离一定时，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度成正比
5、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力) (　 　)

A． B．
C． D．
6、 (本题9分)一粒钢珠从静止状态开始自由落体，然后陷入泥潭中。若把它在空中自由落体的过程称为Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为Ⅱ，则（ ）
A．过程Ⅰ中钢珠动量的改变量小于重力的冲量
B．过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小
C．过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于阻力的冲量
D．过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ与过程Ⅱ重力冲量的大小
7、 (本题9分)关于功和功率的说法正确的是（　　）
A．做功快的机器，它的功率一定大 B．做功多的机器，它的功率一定大
C．做功多并且用的时间长的机器，它的功率一定大 D．做功相同，所用时间短的机器功率一定大
8、 (本题9分)质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是

A．质点的初速度为0
B．质点加速度为4m/s2
C．质点所受的合外力为6N
D．质点初速度的方向与合外力方向垂直
9、(本题9分)质量为m的物体，从静止出发以g的加速度竖直下降h，下列几种说法错误的是( )
A．物体的机械能增加了mg h B．物体的动能增加了mg h
C．物体的机械能减少了mg h D．物体的重力势能减少了mg h
10、 (本题9分)物体由静止开始做匀加速直线运动，已知加速度为2 m/s2，那么在任意1 s内
A．速度的变化量为2 m/s
B．物体的末速度一定比初速度大2 m/s
C．物体的初速度一定比前1 s内的末速度大2 m/s
D．物体的末速度一定比前1 s内的初速度大2 m/s
11、 (本题9分)人造地球卫星可以看起来相对地面静止，就是我们常说的同步卫星。地球半径为R，质量为M，自转周期为T，同步卫星距离地面高度为h，运行速度为v。下列表达式正确的是（ ）
A．h =－R B．h =－R
C．v = D．v =
12、一新型赛车在水平专用测试道上进行测试，该车总质量为m＝1×103kg，由静止开始沿水平测试道运动，用传感设备记录其运动的图象如图所示。该车运动中受到的摩擦阻力（含空气阻力）恒定，且摩擦阻力跟车的重力的比值为μ＝0.1．赛车在0～5s的图象为直线，5s末该车发动机达到额定功率并保持该功率行驶，在5～10s之间，赛车的图象先是一段曲线，后为直线。取g＝10m/s1，则（　　）

A．该车的额定功率为4×104W
B．该车的额定功率为1.1×105W
C．该车匀加速阶段的加速度a＝4m/s1
D．该车出发后10s内的总位移为150m
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)某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律的实验中，获取一根纸带如图，但测量发现0、1两点距离远大于2 mm，且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他点都是清晰完整的．现在该同学用刻度尺分别量出23、4、5、6、7六个点到0点的长度h2、h3、h4、h5、h6、h7，再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度v3、v4、v5、v6和速度的平方、 、，已知打点计时器打点周期为T．

(1)该同学求6号点速度的计算式是v6＝_____．
(2)然后该同学将计算得到的四组(hi，v)数据描绘在v2－h坐标系中，并以这四个点作出如图所示的直线，请你回答：他是如何根据图象判断重锤下落过程中机械能守恒的？___．

14、（10分） (本题9分)三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
（1）甲同学采用如图(1)所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________．
（2）乙同学采用如图(2)所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是_________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______________．
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每__s曝光一次，该小球运动到图中位置2时速度大小为__m/s(g取10m/s2)．

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，在高h1＝30 m的光滑水平平台上，质量m＝1 kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能Ep。若打开锁扣K， 小物块将以一定的水平速度v1向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道。B点的高度h2＝15 m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L＝50 m的水平粗糙轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，取g＝10 m/s2：
(1)求小物块由A到B的运动时间t；
(2)求小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能Ep的大小；
(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点P（P点未画出）。设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围。

16、（12分）如图所示，轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知绳长l=1.0m，小球所带电荷量q=+1.0×10-5C，质量m=4.0×10-3kg。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

（1）电场强度的大小E；
（2）将电场撤去，小球摆动到最低点时速度的大小v。
17、（12分） (本题9分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h．汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍，取g=10m/s1．
（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？
（1）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？
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】
试题分析：单摆在摆动的过程中，靠径向的合力提供向心力，通过牛顿第二定律分析哪个位置拉力最大．
因为单摆在摆动过程中，靠径向的合力提供向心力，设单摆偏离竖直位置的夹角为θ，则有：T﹣mgcosθ=m，因为最低点时，速度最大，θ最小，则绳子的拉力最大，所以摆动最低点时绳最容易断裂．故D正确，A、B、C错误．故选D．
2、A
【解析重力对他做功2000J，他克服阻力做功200 J，则外力对运动员做的总功是1800J，据动能定理可得，运动员动能增加了1800J。故A项正确，BCD三项错误。
点睛：重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量；合力对物体所做的功等于物体动能的增加量；除重力（弹簧弹力）其他力对物体所做的功等于物体机械能的增加量。
3、B
【解析】
AB.小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，若恰好到达最高点，最高点的速度为零，可知小球通过最高点的最小速度为零，即小球通过最高点的速度只要大于零即可完成圆周运动，故A错误，B正确．
C. 小球在水平线ab以下管道中运动时，小球加速度有竖直向上的分量，可知小球处于超重状态，选项C错误；
D. 小球在水平线ab以上管道中运动时，小球加速度有竖直向下的分量，可知小球处于失重状态，选项D错误；
4、C
【解析】
A.木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，P受到的静摩擦力不可能为零。故A错误。
B.只有当圆盘匀速转动时，P受到的静摩擦力才沿PO方向指向转轴。故B错误。
C.由f=mω2r得，在P点到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力f的大小跟物体P到轴O的距离成正比，故C正确。
D.根据向心力公式得到f=mω2r，当物体P到轴O距离r一定时，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度平方成正比，故D错误。
5、C
【解析】
小球A下降高度h过程中，重力势能转化为弹性势能，所以此时弹簧的弹性势能为，换为质量为3m的小球B，下降h时减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球B的动能，根据能量守恒可知 由于弹簧形变量与第一次相等，所以此位置的弹性势能仍然为，解得：故C正确；ABD错误；故选C
6、D
【解析】在过程Ⅰ中，钢珠只受重力的作用，根据动量定理可知，其动量的改变量等于重力的冲量，选项A错误；过程Ⅱ中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和．故B错误；过程Ⅱ中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于重力和阻力的冲量的和．故C错误；过程Ⅱ中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和．故D正确；故选D.
7、AD
【解析】
功率是表示做功快慢的物理量，则做功快的机器，它的功率一定大；
并且由此可知：功率与做功多少和所用时间都有关系．在做功相同时，所用时间短的机器功率一定大．所以选项A、D都正确．
点晴：根据功、功率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少．
8、CD
【解析】
A.质点在x方向做初速度为0、加速度为3m/s2的匀加速直线运动，在y方向做速度为4m/s的匀速直线运动，故A错误；
B. 速度图像斜率表示加速度即

故B错误；
C.由牛顿第二定律可得：质点所受的合外力为
F=ma=6N
故C正确；
D.质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，速度方向在y的负方向，加速度与速度方向不在一条直线上，质点初速度的方向与合外力方向垂直，D正确．
9、AC
【解析】
AC、因物体的加速度为g，故说明物体不受阻力作用，只受重力作用，物体的机械能守恒，故A、C错误；
B、由动能定理可得动能的改变量，所以物体的动能增加mgh，故B正确；
D、重力做功，所以物体的重力势能减少mgh，故D正确；
说法错误的是故选AC．
【点睛】因物体的加速度为g，故说明物体不受阻力作用，只受重力作用物体的机械能守恒，由动能定理可得物体的动能变化量．
10、AB
【解析】
A、B、加速度为，在任意1秒内，速度的变化量，说明每一秒内物体的速度增大，即在任意1秒内，末速度一定比初速度大，故A正确,B正确；
C、在任意1秒内的初始时刻与前一秒的末时刻是同一时刻，物体这一秒的初速度与前一秒末速度相同，故C错误；
D、任意1秒内的末了时刻与前一秒的初始时刻相隔时间，则速度的变化量大小，说明物体这一秒的末速度一定比前一秒的初速度大，故D错误．
本题考查对加速度意义的理解，抓住加速度的定义式是解答的关键．
11、AC
【解析】
根据万有引力提供向心力F万=F向 ，解得：
又，把h的值代入上式中得，故选AC。
该题为天体运动的典型题型，由万有引力提供向心力，公式中量比较多，计算要小心。属于基础题。
12、BCD
【解析】
ABC、0s~5s赛车作匀加速运动，由图象可知：，5秒末时达到额定功率为P，由牛顿定律有：，代入数据有，解得额定功率为P=1.1×105W，故A错误BC正确；
D．前5秒内位移为：；赛车匀速运动时有：，解得：，在5s∼10s内的，发动机已经达到额定牵引功率，且在10s时车的速度已达到最大速度，由动能定理得：，代入数据解得：，总位移为：，D正确；

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、 计算出斜率，与2g比较，在实验误差范围内相等，则机械能守恒
【解析】
（1）[1]6号点的瞬时速度等于第5点和第7点间的平均速度，所以
v6=
（2）[2]根据机械能守恒定律得，从O点到任意点n有：

得：，则关系是一条直线，斜率为2g
所以在直线上取相对较远的两点，计算出斜率，与2g比较，在实验误差范围内相等，则机械能守恒
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出6号点的瞬时速度；根据机械能守恒定律得出v2-h的关系式，得出斜率的物理意义，与测量的斜率进行比较，在误差允许的范围内相等，则机械能守恒．
14、平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动 P，Q二球相碰 平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动 0.1 2.5
【解析】
（1）金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．
（2）两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P，Q二球相碰，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．
（3）在竖直方向上，根据y=L=gT2得：曝光时间T===0.1s
平抛运动的初速度为：v0==m/s=2m/s
位置2竖直分速度为：vy2==m/s=15m/s
根据平行四边形定则知，位置2的速度为：v2==m/s=2.5m/s

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) s ；(2)50J；(3)≤μ＜
【解析】
(1)设从A运动到B的时间为t，由平抛运动规律得
h1－h2=gt2
解得
t=s
(2)由，，所以∠BOC=60°，设物块平抛到B点的水平初速度为v1，将B点速度分解可得

解得
v1=10m/s
根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化给物块的动能。得

(3)设小物块在水平轨道CD上通过的总路程为s，根据题意，该路程的最大值是
smax=3L
路程的最小值是
smin=L
路程最大时，动摩擦因数最小，路程最小时，动摩擦因数最大，由能量守恒知

解得
，
由小物块与墙壁只发生一次碰撞可知

16、（1）3.0×103 N/C （2）
【解析】
（1）由平衡条件可知： ，
得E=3.0×103 N/C
（2）由动能定理： ，
得
17、（1）180m（1）90m
【解析】
(1) 汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，写出运动学方程，即可求得结果；
(1) 汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，重力与支持力的合力提供向心力；为了保证安全，车对路面间的弹力FN必须大于等于零．
【详解】
(1) 汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有：
Fm=0.5mg
由速度v=30m/s，解得弯道半径为：r≥180m；
(1) 汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有：

为了保证安全，车对路面间的弹力FN必须大于等于零，有：

代入数据解得：R≥90m．