2024届福建省长汀县 新桥中学高一物理第二学期期末综合测试试题含解析

2024届福建省长汀县新桥中学高一物理第二学期期末综合测试
试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、平行板电容器的电容C＝
4r
S kd
ε
π
．若要使平行板电容器的电容减小，下列操作可行的是
A．减小极板的正对面积B．减小极板的距离
C．增大电介质的相对介电常数D．增大电容器的带电量
2、德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知) A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期
B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离
C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径
D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径
3、一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度v x图象和水流的速度v y图象如图甲、乙所示，则下列说法中正确的是
A．快艇的运动轨迹为直线
B．快艇应该从上游60m处出发
C．最短时间为10s
D．快艇的船头方向应该斜向上游
4、(本题9分)在物理学史上，首次提出万有引力定律的科学家是：
A．开普勒B．牛顿C．卡文迪许D．哥白尼
5、光滑水平面上有一静止的木块，一颗子弹以某一水平速度击中木块后没有射出，对于这个过程，下列分析正确的是（）
A．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒
C．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒
D．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒
6、(本题9分)关于动量，下列说法正确的是()
A．速度大的物体，它的动量一定也大
B．动量大的物体，它的速度一定也大
C．只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变
D．质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大
7、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2(已知m2=0.5kg)的两物块A、B相连接，处于原长并静止在光滑水平面上．现使B获得水平向右、大小为6m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象提供的信息可得（）
A．在t1时刻，两物块达到共同速度2m/s，且弹簧处于伸长状态
B．从t3到t4之间弹簧由原长变化为压缩状态
C．t3时刻弹簧弹性势能为6J
D．在t3和t4时刻，弹簧处于原长状态
8、(本题9分)带有1
4
光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图所
示，一质量为m的小球以速度0v水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，若M=2m，则
A ．小球将做自由落体运动
B ．小球以后将向左做平抛运动
C ．此过程中小球对小车做的功为2
29
Mv
D ．小球在弧形槽上升的最大高度为20
3v g
9、 (本题9分)“雪如意”，北京2022年冬奥会的首座跳台滑雪场地，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。

“雪如意”内的部分赛道可简化为由倾角为θ、高为h 的斜坡雪道的顶端由静止开始下滑，到达底端后以不变的速率进入水平雪道，然后又在水平雪道上滑行s 后停止。

已知运动员与雪道间的动摩擦因数μ处处相同，不考虑空气阻力，则μ和运动员在斜坡雪道上克服摩擦力做的功W 分别为（ ）
A ．tan h
h s μθ=+
B ．tan tan h h s θ
μθ
=+
C ．tan 1tan s W mgh h s θθ
⎛⎫=-
⎪+⎝
⎭
D ．tan 1tan s W mgh h s θθ⎛
⎫=+ ⎪+⎝⎭
10、对于质量不变的物体，下列关于动量的说法正确的是（ ） A ．若物体的速度不变，动量一定不变 B ．若物体的速率不变，动量一定不变 C ．若物体动能变化，动量一定变化
D．若物体动量变化，动能一定变化
11、(本题9分)某质点做曲线运动的轨迹如图中虚线所示，则下列各图中标出的质点通过位置P时的速度v、加速度a的方向，可能正确的是
A．
B．
C．
D．
12、(本题9分)马戏团中上演的飞车节目深受观众喜爱。

如图甲，两表演者骑着摩托车在竖直放置的圆锥筒内壁上做水平匀速圆周运动。

若两表演者（含摩托车）分别看作质点A、B，其示意简图如图乙所示，摩托车与内壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，则B 做圆周运动的
A．周期较大
B．线速度较大
C．角速度较大
D．向心加速度较大
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)如图所示是是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置。

(1)为了减小实验误差，下列措施可行的是_______(填写代号） A ．重锤选用体积较大且质量较小的 B ．重锤选用体积较小且质量较大的
C ．打点计时器尚定时应使两限位孔的连线竖直向下
D ．应先放手让质量拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作
(2)如图已知重锤的质量为0.50kg ，当地的重力加速度为9.80m/s 2,交流电源的频率为50Hz ，从打O 点到打F 点的过程中，重锤重力做功为_____J.(保留2位有效数字）。

重锤动能的增加量为______J.(保留2位有效数字）
14、（10分）验证机械能守恒定律的实验中，小红同学利用图甲实验装置进行实验，正确完成操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，其中O 点为纸带起始点，两相邻计数点时间间隔T 。

（1）实验装置中，电火花计时器应选用_____电源（选填“直流”或“交流”）；观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的_____端（选填“左”或“右”）。

（2）若重物质量为m ，重力加速度为g ，利用纸带所测数据，计算出C 点的速度c v ＝_____，在误差允许范围内，根据
2
12
c mv ＝______验证机械能守恒定律。

（用字母表示） （3）在实验中，小红同学发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是________________________________。

（只需说明一种即可） 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）一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103
N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1
v
的关系如图所示．试求：
(1)v2的大小；
(2)整个运动过程中的最大加速度；
(3)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
16、（12分）(本题9分)某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.3m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2 =2.6m，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数
μ=0.5，重力加速度g=10m/s2.
(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；
(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在A点弹射出的速度大小的范围．
17、（12分）两平行板间有水平匀强电场，一根长为L,不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为m、带电量为q的小球，另一端固定于O点。

把小球拉起直至细线与电场线平行，然后无初速度释放。

已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ=37°（已知sin37°=0.6、cos37°=0.8）求：
（1）匀强电场的场强的大小；
（2）小球到最低点的速度的大小；
（3）经过最低点时，细线对小球的拉力的大小。

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】
A．根据电容的决定式
4r
S kd
ε
π
可知，减小极板的正对面积时，电容会减小，故A正确；
B．根据电容的决定式
4r
S kd
ε
π
可知，减小极板的距离，电容会增大，故B错误；
C．根据电容的决定式
4r
S kd
ε
π
可知，在增大电介质的相对介电常数时，电容会增大，故C错误；
D．电容的大小与电量和电压无关，故改变电量不会影响电容的大小，故D错误。

2、D
【解题分析】
设太阳系的质量为m，黑洞的质量为M，太阳系绕黑洞做圆周运动的向心力由万有引
力提供，则
22
22
4
=
mM v
G m r m
r T r
π
＝，解得黑洞的质量M：
232
2
4r rv
M
GT G
π
==，则已
知太阳系绕该黑洞公转的周期T和公转的半径r可求解黑洞的质量；或者已知太阳系的运行速度v和公转的半径r可求解黑洞的质量M，故选项D正确，ABC错误.
3、B
【解题分析】
A.两分运动一个做匀加速直线运动，一个做匀速直线运动，知合加速度的方向与合速度
的方向不在同一条直线上，合运动为曲线运动。

故A错误；
BCD.船速垂直于河岸时，时间最短。

在垂直于河岸方向上的加速度为：a=0.5m/s2
由d=1
2
at2得：
t=20s；
在沿河岸方向上的位移为：
x=v2t=3×20m=60m，
故B正确，CD错误。

4、B
【解题分析】
伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律，开普勒发现了行星运动的三大规律，牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律，经过了100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量。

A.开普勒与分析不符，故A项错误；
B.牛顿与分析相符，故B项正确；
C.卡文迪许与分析不符，故C项错误；
D.哥白尼与分析不符，故D项错误。

5、C
【解题分析】
子弹与木块组成的系统，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒；但是子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能减小；
A. 子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒，与结论不相符，选项A错误；
B. 子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒，与结论不相符，选项B错误；
C. 子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒，与结论相符，选项C正确；
D. 子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒，与结论不相符，选项D错误；
6、D
【解题分析】
物体的动量p mv
=，速度大小，可能质量小，所以其动量不一定大，反过来，动量大，其速度不一定大，AB错误；动量是矢量，速度大小不变，可能方向在变，其动量在变化，C错误；质量一定，动量变化越大，则根据p m v
∆=∆可知速度变化一定越大，D 正确．
7、AC
【解题分析】从图象可以看出，从0到1
t 的过程中B 减速A 加速，B 的速度大于A 的
速度，弹簧被拉伸， 1t 时刻两物块达到共同速度2m/s ，此时弹簧处于伸长状态，A 正
确；从图中可知从3t 到4t 时间内A 做减速运动，B 做加速运动，弹簧由压缩状态恢复
到原长，即3t 时刻弹簧处于压缩状态， 4t 时刻弹簧处于原长，故BD 错误；由图示图象可知， 1t 时刻两物体相同，都是2m/s ，A 、B 系统动量守恒，以B 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
()21122m v m m v =+
，即2
1262m m m ⨯=+⨯（），解得m 1：m 2=2：1，所以11m kg =，在3
t 时刻根据能量守恒定律可得
()22201211122P m v m m v E =++即22110.56 1.5222P E ⨯⨯=⨯⨯+，解得6P
E J =，C 正确． 8、BCD 【解题分析】
小球和小车组成的系统，在水平方向上动量守恒，小球越过圆弧轨道后，在水平方向上与小车的速度相同，返回时仍然落回轨道，根据动量守恒定律判断小球的运动情况．对小车，运用动能定理求小球对小车做的功．当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，由动量守恒定律和机械能守恒定律结合求解最大高度． 【题目详解】
小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程中，系统水平方向动量守恒．选取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv 0=mv 1+Mv 2
由机械能守恒定律得：
12mv 02=12mv 12+1
2Mv 22 解得：v 1= m M
m M -+v 0=-13v 0， v 2=2 m m M +v 0=2
3
v 0 所以小球以后将向左做平抛运动，故A 错误，B 正确． 对小车，运用动能定理得：小球对小车做的功 W=
12
Mv 22-0=2
02 9Mv ，故C 正确．当
小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，设共同速度为v ．规定向右为正方向，运用动量守恒定律得：mv 0=（m+M ）v
根据能量守恒定律得，有：
12mv 02-1
2
（m+M ）v 2=mgh 代入数据得：h=2
3v g
，故D 正确．故选BCD ． 【题目点拨】
解决本题的关键知道小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，系统的机械能也守恒．本题可与弹性碰撞类比，记住解题结果． 9、BC 【解题分析】
AB. 对整个过程，由动能定理得：cos 0sin h
mgh mg mgs μθμθ
-⋅
-= 解得：tan tan h h s θ
μθ
=
+ A 错误B 正确。

CD. 再对整个过程，根据动能定理得0mgh W mgs μ--= 解得，运动员在斜坡雪道上克服摩擦力做的功 tan 1tan s W mgh h s θθ
⎛
⎫
=- ⎪+⎝
⎭
，C 正确D 错误。

10、AC 【解题分析】
A.因为速度是矢量，速度不变，即大小和方向都不变，由P mv =可知，动量是不变的，故A 正确。

B. 因为速度是矢量，速率不变，即速度的大小不变，但是方向可能变化，因为动量是时矢量，速度的方向变化，动量也变化，故B 错误。

C.因为动能是标量，动能变化了，说明速度的大小变化，所以动量也一定变化，故C 正确。

D.因为动量是矢量，动量变化，可能是速度的方向变化，而大小不变，因为动能是标量，速度的方向变化而大小不变，动能不变，故D 错误。

11、AC 【解题分析】
曲线运动的轨迹夹在速度和合外力之间且弯向合外力方向，所以AC 正确BD 错误 12、AB 【解题分析】
BC.摩托车做匀速圆周运动，摩擦力恰好为零，由重力mg 和支持力F 的合力提供圆周运动的向心力，作出受力分析如图：
则有：向心力F n =mg tan α，由，得：，，则知B 质点高，半径r 大，则ω较小，v 较大；故B 正确，C 错误.
A.因为，而B 质点角速度小，则其周期较大；故A 正确.
D.因为mg tan α=ma ，则向心加速度为a =g tan α，所以A 、B 两质点的向心加速度相等，故D 错误.
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（1）BC （2） 0.35（0.34~0.36） 0.33（0.32~0.34）
【解题分析】
第一空. 重锤选用体积较小且质量较大的，选项A 错误，B 正确； 打点计时器固定时应使两限位孔的连线竖直向下，这样可减小纸带与计时器之间的摩擦，选项C 正确；应先通电让打点计时器工作，再放手让物体拖着纸带运动，选项D 错误； 第二空.重力势能的减小量等于重力做功大小，故有：
△E p =mgs OF =0.50×9.8×7.05×10-2J=0.35J ，由于刻度尺在读数时需要估读，因此答案在0.34J---0.36J 都正确．
第三空.在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故F 点的速度为： 4.60cm 1.15m/s 20.04EG F x v T s
＝
＝＝．动能增量为：22110.50 1.15J 0.33J 22
k F E mv ⨯⨯=＝＝，答案在0.32J---0.34J 范围内均正确． 14、交流 左 122h h T + mgh 受空气阻力影响或纸带与限位孔摩擦影响（其它合理答案均给分）
【解题分析】 （1）[1][2]实验所用打点计时器交流电源上；重物应该靠近打点计时器，可知连接重物的夹子应夹在纸带的左端；
（2）[3][4]利用匀变速直线运动的推论，可知打C 点时纸带的速度为：
122c h h v T
+= 根据机械能守恒定律知重力势能转换为动能，则有：
212c mv mgh = （3）[5]小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是受空气阻力影响或纸带与限位孔摩擦影响，有能量损失。

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)20 m/s ；(2)2 m/s 2 ； (3)6.67 m/s ，2×
104 W 【解题分析】
由题图中可以看出图线AB 段牵引力F 不变，阻力F f 不变，汽车做匀加速直线运动，图线C 的斜率表示汽车的功率P ，P 不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v 2，此后汽车做匀速直线运动．故有：
(1)当汽车的速度为v 2时，牵引力为F 1＝1×103 N ，
4
231210m /s 20m /s 110
m P v F ⨯===⨯ . (2)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力4
2210N 1000N 20
m f P F v ⨯=== 3223(31)10m /s 2m /s 110
m f
F F a m --⨯===⨯ . (3)与B 点对应的速度为4
13210m /s 6.67m /s 310
m m P v F ⨯==≈⨯ 当汽车的速度为10 m/s 时处于图线BC 段，故此时的功率最大为P m ＝2×
104 W. 16、（1）
（2）5m/s≤v A ≤6m/s 和v A ≥
【解题分析】
（1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v ，由牛顿第二定律及机械能守恒定律
由B 到最高点
2211222B mv mgR mv =+ 由A 到B ：
解得A 点的速度为
（2）若小滑块刚好停在C 处，则：
解得A 点的速度为
若小滑块停在BC 段，应满足3/4/A m s v m s ≤≤ 若小滑块能通过C 点并恰好越过壕沟，则有212h gt = c s v t =
解得
所以初速度的范围为3/4/A m s v m s ≤≤和5/A v m s ≥ 17、 (1) E 2mg q =
(2) v gL =(3) F T =2mg 【解题分析】
（1）从开始到最左端的过程中由动能定理得： 10()mgLcos qEL sin θθ=－＋ 得: E 2mg q
= (2)从开始到最低点过程中由动能定理得：
212
mgL qEL mv =－ 得：v gL =
(3)在最低点受力分析得：
2
T mv F mg L
-= 得：2T F mg =。