2024届广州市铁一中学、广州大学附属中学、广州外国语学校高一物理第二学期期末经典试题含解析

2024届广州市铁一中学、广州大学附属中学、广州外国语学校高
一物理第二学期期末经典试题
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)如图所示，重物M 沿竖直杆下滑，并通过绳子带动小车m 沿斜面升高。

则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v 时，小车的速度为
A ．v cos θ
B ．v sin θ
C ． cos v
D ．v tan θ
2、 (本题9分)下列说法中正确的是
A ．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B ．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
C ．能量耗散表明，在能量的转化过程中能的总量逐渐减少
D ．不用电池，也不用上发条的“全自动”手表，说明能量可以凭空产生的 3、 (本题9分)设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中( )． A ．牵引力增大，功率增大
B ．牵引力不变，功率增大
C ．牵引力增大，功率不变
D ．牵引力不变，功率不变
4、如图所示，一条小船过河，河水流速为 v 1，船在静水中速度为 v 2，船头方向与河岸垂直， 关于小船的运动，以下说法正确的是（ ）
A．小船做匀加速直线运动
B．小船做匀速直线运动
C．小船做匀加速曲线运动
D．小船做变加速曲线运动
5、(本题9分)如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。

后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。

当小球甲刚要落地时，其速度大小为( )
A．B．C．D．0
6、单摆振动的回复力是
A．摆球所受的重力
B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C．悬线对摆球的拉力
D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力
7、(本题9分)如图所示，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长1m，小球质量为1kg。

现使小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过轨道最低点A的速度为=7m/s，通过轨道最高点B的速度为=3m/s，g取10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，细杆对小球的作用力（小球可视为质点）
A．在A处为拉力，方向竖直向上，大小为59N
B．在A处为推力，方向竖直向下，大小为59N
C．在B处为推力，方向竖直向上，大小为1N
D．在B处为拉力，方向竖直向下，大小为1N
8、某厢式电梯在0～8s内的图像如图所示，质量为50kg的某同学站在电梯内，规定竖直向上为正方向，重力加速度取10m/s2，下列说法中正确的是
A．0~2s内该同学处于超重状态
B．6~8s内该同学处于超重状态
C．0~8s内电梯上升的总高度为12m
D．t=ls末，该同学对电梯的压力大小为600N
9、(本题9分)如图所示，用通过定滑轮的细绳拉动穿在光滑固定竖直杆上的滑块P，使滑块向上做匀速运动，此过程中，下列说法正确的是( )
A．拉细绳的力越来越大
B．拉细绳的速度越来越大
C．拉细绳的力做的功大于克服滑块重力做的功
D．拉细绳的力的功率等于克服滑块重力做功的功率
10、(本题9分)如图所示，三个完全相同的小球a、b、c从同一水平高度，以同样大小的初速度v0抛出，a的初速度方向与水平成30°，b的初速度方向竖直向上，c的初速度方向与竖直方向成30°，不计空气阻力，小球最终都落在同一水平面上，关于三个小球在空中的运动，下列说法正确的是（）
A ．落地前任意时刻它们的机械能都相同
B ．落地前任意时刻它们的动能都相同
C ．它们同时落到同一个水平地面
D ．从抛出到落地，重力对它们做的功相同
11、 (本题9分)地球的质量为M ，半径为R ，自转角速度为ω，万有引力常量为G ，地球表面的重力加速度为g ，同步卫星距地面的距离为h ，则同步卫星的线速度大小为（ ）
A ．()R h ω+
B ．GM R h +
C ．gR R h +
D ．gR
12、 (本题9分)如图所示，a 、b 、c 、d 表示一定质量的理想气体状态变化中的四个状态，图中ad 与T 轴平行，cd 与p 轴平行，ab 的延长线过原点，则下列说法中正确的是（ ）
A ．气体在状态a 时的体积大于在状态b 时的体积
B ．从状态b 到状态a 的过程，气体吸收的热量一定等于其增加的内能
C ．从状态c 到状态d 的过程，气体分子的平均动能不变，但分子的密集程度增加
D ．从状态a 到状态d 的过程，气体对外做功，内能不变
E.从状态b 到状态c 的过程，气体从外界吸收的热量一定大于其对外做的功
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)如图甲所示，已知当地的重力加速度为g ，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______和____
A．直流电源B．交流电源C．天平及砝码D．毫米刻度尺
（2）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。

某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________ A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
（3）如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h 而绘制出的v2-h图线。

图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________.
（4）若已知重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量=________，动能的增加量=________。

实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是________.
14、（10分） (本题9分)在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m =1kg 的重物
自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s ），那么：
（1）打点计时器打下计数点B 时，物体的速度v B =______m/s （结果保留两位有效数字）；
（2）从起点P 到打下计数点B 的过程中物体的重力势能减少量△E P =______J ，此过程中物体动能的增加量△E k =______J ； g 取9.8m/s 2（结果保留两位有效数字） （3）通过计算表明数值上△E P >△E k ，这可能是因为_________
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，∆abc 处在真空中，边长分别为ab ＝5cm ，bc ＝3cm ，ca ＝4cm ．两个带电小球固定在a 、b 两点，电荷量分别为q a ＝6.4×
10－12C ，q b ＝－2.7×10－12C ．已知静电力常量k ＝9.0×109N ⋅m 2/C 2，求c 点场强的大小及方向．
16、（12分） (本题9分)如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R 和H ，筒内壁A 点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m 的小物块．求：
(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A 点受到的摩擦力和支持力的大小；
(2)当物块在A 点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．
17、（12分） (本题9分)如图所示，水平面AC 与倾角30θ=︒的光滑斜面CD 向用一小段光滑圆弧连接，B 点左侧的水平面光滑、右侧的水平面粗糙。

滑块甲、乙（均可视为质点）分别静止在A 、B 两点，B 、C 两点间的距离L =1m ，现用一大小F 1=2N 、方向水平向右的推力推甲，经时间t 1=1s 推力的大小突然增大为F 2=4N 方向不变），又经时间22s t =撒去推力，之后甲与乙相碰并粘合在一起继续向右运动，最高能滑到斜面上的E 。

已知甲的质量12kg m =乙的质量20.5kg m =，甲乙与水平面BC 段间的动摩
擦因数均为0.6μ=，取210m/s g =。

求：
(1)推力F 的总冲量大小I 和碰前甲的速度大小1v ；
(2)甲、乙到达C 点时的速度大小v C 以及C 、E 两点间的距离d 。

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、A
【解题分析】
物体M 以速度v 沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于小车m 的速率，将M 物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解m 的速率，从而即可求解.
【题目详解】
将M 物体的速度按图示两个方向分解，如图所示：
得绳子速率为cos v v θ=绳，而绳子速率等于小车m 的速率，则有小车m 的速率为cos m v v v θ==绳；故A 正确
【题目点拨】
本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出的结果是将绳的速度分解，一定注意合运动是物体的实际运动,是把合速度分解成两等效的分速度.
2、B
【解题分析】
试题分析：永动机违背了热力学第一和第二定律，故是不可能制造成功的，故A错误；根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，故B正确；能量耗散表明，能量的总量虽然守恒，但其转化和转移具有方向性，故C错误；根据能量守恒定律，能量是不能创生的，故D错误。

考点：考查了能量守恒定律
【名师点睛】热力学第一定律：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变．热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零
3、B
【解题分析】
-=，试题分析：汽车启动阶段受到牵引力F和阻力f作用，根据牛顿第二定律F f ma 匀加速直线运动加速度a不变，阻力不变，所以牵引力F不变，汽车的功率
==，随时间延长功率逐渐增大选项B正确．
p Fv Fat
考点：牛顿第二定律功率
4、B
【解题分析】
小船实际的速度是水流速度与静水的合速度，因两方向均是匀速直线运动，根据平行四边形定则，则小船实际的运动是匀速直线
A. 小船做匀加速直线运动与分析不符，故A项与题意不相符；
B. 小船做匀速直线运动与分析相符，故B项与题意相符；
C. 小船做匀加速曲线运动与分析不符，故C项与题意不相符；
D. 小船做变加速曲线运动与分析不符，故D项与题意不相符。

5、C
【解题分析】
甲、乙组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：
当小球甲刚要落地时，水平方向上的速度为零，所以乙球的速度也为零，乙球的动能为零，甲球的重力势能全部转化为甲球的动能，由机械能守恒定律得：
解得：
A.与计算结果不符，故A不符合题意。

B.与计算结果不符，故B不符合题意。

C.与计算结果相符，故C符合题意。

D.0与计算结果不符，故D不符合题意。

6、B
【解题分析】
单摆振动的受力为重力、绳子拉力，其中绳子拉力与重力沿着绳子的分量共同提供向心力，物体的重力沿着速度方向分量在摆角很小时几乎指向平衡位置，提供回复力．因此正确答案为B
7、AC
【解题分析】
AB.在最低点，杆子一定表现为拉力，有：
则：
=59N
方向向上，A正确B错误；
CD.在最高点，有：
则：
=－1N
所以杆子表现为支持力，方向向上，大小为1N，C正确D错误．
8、AC
【解题分析】
A. 0~2s 内该同学向上加速，因加速度向上，则处于超重状态，选项A 正确；
B. 6~8s 内该同学向上减速，加速度向下，则处于失重状态，选项B 错误；
C. 因v-t 图像的面积表示位移，则0~8s 内电梯上升的总高度为
1(84)2m 12m 2+⨯=，选项C 正确；
D. t =ls 末，电梯的加速度为21m/s v a t
∆==∆，由牛顿第二定律：F-mg=ma 解得F=mg+ma =550N ，即该同学对电梯的压力大小为550N ，选项D 错误.
9、AD
【解题分析】
A ．设细绳与竖直方向的夹角为θ，滑块向上做匀速运动，细绳拉力沿竖直向上的分力等于重力，cos F mg θ=，θ增大，拉力F 增大，故A 正确；
B ．将滑块向上的速度v 沿绳子和垂直绳子分解，沿绳子方向的分速度为vcos θ，θ增大，拉细绳的速度越来越小，故B 错误；
C ．因为滑块匀速运动，合外力做功为零，拉细绳的力做的功等于克服滑块重力做的功，拉细绳的力的功率等于克服滑块重力做功的功率，故C 错误，
D 正确；
故选AD ．
10、AD
【解题分析】
小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，机械能守恒，根据三个小球的运动情况分析任意时刻的动能是否相同，判断它们是否同时落地。

【题目详解】
在整个过程中只有重力做功，机械能守恒，故在任意位置三个小球的机械能都相同，故A 正确；b 竖直上抛，运动的时间最长，当其到达最高点时速度为零，而a 、c 的速度一直不为零，故落地前任意时刻它们的动能不相同，只有在落地时的动能才相同，故B 错误；b 竖直上抛，运动的时间最长，最后落到水平地面上，故C 错误；在整个过程中下降的高度相等，故重力做功W=mgh 可知，重力做功相等，故D 正确；故选AD 。

11、AB
【解题分析】
A ．同步卫星的运转角速度等于地球自转角速度为ω，根据v r ω=可得同步卫星的线速度大小为
()v R h ω=+
故A 正确；
BC ．同步卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有
22() GMm mv R h R h
=++ 解得
GM v R h
=+ 联立黄金代换式2GM gR =可得
2
gR v R h
=+ 故B 正确，C 错误；
D ．第一宇宙速度的表达式为
v gR =
同步卫星线速度小于第一宇宙速度，故D 错误；
故选AB 。

12、BCE
【解题分析】
A ．因ab 连线过原点，可知是等容线，则气体在状态a 时的体积等于在状态b 时的体积，选项A 错误；
B ．从状态b 到状态a 的过程，气体体积不变，则对外做功为零，即W =0，根据∆U =W +Q 可知，气体吸收的热量一定等于其增加的内能，选项B 正确；
C ．从状态c 到状态d 的过程，气体的温度不变，压强变大，体积减小，则气体分子的平均动能不变，但分子的密集程度增加，选项C 正确；
D ．从状态a 到状态d 的过程，气体压强不变，温度升高，则体积变大，气体对外做功，内能变大，选项D 错误；
E ．从状态b 到状态c 的过程，气体温度升高，体积变大，内能增加，对外做功，根据∆U =W +Q 可知，气体从外界吸收的热量一定大于其对外做的功，选项E 正确。

故选BCE 。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、B D D 重力加速度的2倍 mgh mv 2 阻力做功
【解题分析】
第一空.第二空.实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离。

时
间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平。

故选BD；
第三空.实验中不能用v=gt，v ＝求解瞬时速度，不能根据计算出高度h，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC错误；实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确。

第四空.根据自由落体运动规律有v2=2gh，则可知v2-h图线斜率的物理含义是重力加速度的2倍；
第五空.第六空.根据重力做功与重力势能的变化关系，可得重力势能的减少量为
|△E P|=mgh，动能的增加量为△E k ＝mv2；
第七空.实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是阻力做功。

14、0.98 0.49 0.48 存在摩擦阻力
【解题分析】
重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．
【题目详解】
（1）利用匀变速直线运动的推论：
2
(7.06 3.14)10
0.98/
20.02
AC
B
AC
x
v m s t
＝
-
-⨯
==
⨯
（2）重力势能减小量：△E p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J．动能增量：E kB=1
2
mv B2=0.48J
（3）计算表明数值上△E P >△E k，由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失．【题目点拨】
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、方向与由a指向b的方向相同
【解题分析】
如图所示，a、b两电荷在c点的场强分别为
E a＝k＝36N/C
E b＝k＝27N/C
由几何关系，有
E 2＝E a 2＋E b 2
解得
E ＝45N/C
方向与由a 指向b 的方向相同.
16、 (1)摩擦力f =22H mg
H R +，支持力N =22R mg H R +. (2) 2gH R
ω= 【解题分析】
（1）根据受力分析则物体保持平衡的受力分析如图，
根据平衡可知：
22
cos N mg H R θ==+22sin f mg H R θ==+（2）当转速增加，f =0时，即
2tan mg mr θω=，
化简则
22
H R g R ω=， 所以
ω= 17、 (1)10N∙s ；5m/s (2)2m/s ；0.4m
【解题分析】
（1）整个过程中，推力F 的总冲量大小为：
1122I Ft F t =+
解得：
10N s I =⋅
对甲，根据动量定理有：
11I m v =
解得：
15m/s v =
（2）根据动量守恒定律有：
11122()m v m m v =+
甲、乙碰撞后一起运动到C 点的过程中，根据动能定理有：
22121212211()()()22
C m m gL m m v m m v μ-+=+-+ 解得：
2m/s C v =
甲、乙一起从C 点运动到E 点的过程中，根据机械能守恒定律有： 212121()()sin 2
C m m v m m gd θ+=+ 解得：
0.4m d =．。