安徽省淮北市濉溪县2024届物理高一下期末统考试题含解析

安徽省淮北市濉溪县2024届物理高一下期末统考试题 考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．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)关于电阻率的说法正确的是：
A ．电阻率与导体的材料有关
B ．电阻率与导体的形状有关
C ．电阻率与导体的长度有关
D ．电阻率与导体的横截面积有关
2、 (本题9分)某同学在离地h 高的平台上抛出一个质量为m 的小球，小球落地前瞬间的速度大小为v ，重力加速度为g ，不计空气阻力，（以地面为零势面）则（ ）
A ．人对小球做功
212
mv B ．人对小球做功212
mv mgh + C ．小球抛出时的动能为212
mv mgh - D ．小球落地的机械能为212mv mgh + 3、 (本题9分)用水平力分别推动光滑水平面上的物块和粗糙水平面上的物块，如果推力相同，物块通过的位移也相同，则：
A ．在光滑水平面上推力做的功较多
B ．在粗糙水平面上推力做的功较多
C ．两种情况下推力对物块做的功一样多
D ．无法确定哪种情况做的功较多
4、 (本题9分)如图所示，一质量为m 的小孩(可视为质点做杂技表演。

一不可伸长的轻绳一端，固定于距离水平安全网高为H 的O 点，小孩抓住绳子的另一端P 点，从与O 点等高的位置由静止开始向下摆动，小孩运动到绳子竖直时，松手，离开绳子做平抛运动，落到安全网上。

已知P 点到O 点的距离为l (0<l <H )，空气阻力不计。

下列说法正确的是
A ．l 越大，小孩在O 点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力越大
B ．l 越小，小孩在O 点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力越大
C ．当l =2H 时，小孩在安全网上的落点距O 点的水平距离为H
D ．当l =2H 时，小孩在安全网上的落点距O 点的水平距离为2H 5、如图所示，关于a 、b 两点的电场强度的大小及方向，下列表述正确的是
A ．E a >E b 方向相同
B ．E a >E b 方向不同
C ．E a <E b 方向相同
D ．
E a <E b 方向不同
6、 (本题9分)在水深超过200 m 的深海，光线极少，能见度极低.有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发生生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己.若该电鳗的头尾相当两个电极，它在海水中产生的电场强度达104V/m,可击昏敌害.电鳗身长50 cm,则电鳗在放电时产生的瞬时电压为( )
A ．10 V
B ．500 V
C ．5 000 V
D ．10 000 V
7、 (本题9分)将质量为0.2kg 的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A 的位置，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C （图丙）．途中经过位置B 时弹簧正好处于自由状态（图乙）．已知B 、A 的高度差为0.1m ，C 、B 的高度差为0.2m ，弹簧的质量和空气阻力都可忽略，重力加速度g=10m/s 2，则有( )
A．小球从A上升至B的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，小球的动能一直增加B．小球从B上升到C的过程中，小球的动能一直减小，势能一直增加
C．小球在位置A时，弹簧的弹性势能为0.6J
D．小球从位置A上升至C的过程中，小球的最大动能为0.4J
8、(本题9分)如图所示，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系住一质量为m的小球，将细绳拉直至水平，小球从P位置从静止开始释放，运动过程中通过最低位置Q，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A．从P到Q过程中，小球重力功率一直增大
B．从P到Q过程中，小球重力功率先增大后减小
C．小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=3mg
D．小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=2mg
9、(本题9分)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转的速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤附近的物体随星球做圆周运动,由此能得到半径为R,密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式正确的是：（）
A．
3
3
2
R
T
GM
=B．
3
2
R
T
GM
=C．
3
T
G
π
ρ
=D．T
G
π
ρ
=
10、(本题9分)如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是
A ．b 点的电势为零，电场强度也为零
B ．正的试探电荷在a 点的电势能大于零，所受电场力方向向右
C ．将正的试探电荷从O 点移到a 点，必须克服电场力做功
D ．将同一正的试探电荷先后从O 、b 点移到a 点，后者电势能的变化较大
11、 (本题9分)用绳子系一小球，使它在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（ ）
A ．重力对球不做功，绳的拉力对球做功
B ．重力和绳的拉力对球都不做功
C ．绳的拉力等于球做圆周运动的向心力
D ．小球所受的合力提供做圆周运动的向心力
12、一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在0t 和02t 时刻相对于出发点的位移分别是1x 和2x ，速度分别是1v 和2v ，合外力从开始至o t 时刻做的功是1W ，从0t 至02t 时刻做的功是2W ,则
A ．215x x =，213v v =
B ．1221,95x x v v ==
C ．2121,58x x W W ==
D ．2121,39v v W W ==
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)在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，如图甲所示，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，如图乙所示，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是（____）
A．甲的分析不正确，乙的分析正确
B．甲的分析正确，乙的分析不正确
C．甲和乙的分析都正确
D．甲和乙的分析都不正确
14、（10分）(本题9分)如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．接通电源开关，同时放开悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
指出其中操作不恰当的和没有必要进行的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上．______
（2）如图乙所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算下落到C点的速度表达式为：v=______．（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是：______．
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，倾角为θ＝45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h＝3R的D处无初速下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力．
求：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小
（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数．
16、（12分）(本题9分)如图所示，在粗糙水平轨道OO1上的O点静止放置一质量
m=0.25kg的小物块(可视为质点)，它与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4，OO1的距离
s=4m．在O1右侧固定了一半径R=0.32m的光滑的竖直半圆弧，现用F=2N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力．(g=10m/s2)求：
(1)为使小物块到达O1，求拉力F作用的最小距离；
(2)若将拉力变为F1，使小物块从O点由静止开始运动至OO1的中点时撤去拉力，恰能使小物块经过半圆弧的最高点，求F1的大小．
17、（12分）(本题9分)如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝
缘斜面底部的C 点，斜面上有A 、B 两点，且A 、B 和C 在同一直线上，A 和C 相距为L ，B 为AC 的中点．现将一质量为m 的带电小球从A 点由静止释放，当带电小球运动到B 点时速度正好又为零，已知带电小球在A 点处的加速度大小为4
g ，静电力常量为k ，求：
（1）小球在A 点受到的静电力大小
（2）小球在B 点的加速度大小
（3）AB 间的电势差(用k 、Q 和L 表示)
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】
导体的电阻率与导体的材料有关，随着温度的变化而变化，与长度、横截面积、导体形状无关．
A.由上分析可知，A 正确；
BCD.由上分析可知，BCD 错误．
2、C
【解题分析】
AB.设小球抛出时的速度为0v ，在此过程中人对小球做功，根据动能定理可知：
201=2
W mv 人 此后小球做平抛运动，下落高度h 的过程中，有动能定理可知：
2201122
mgh mv mv =- 联立解得：
2201=212
mv m W h mv g =-人 故AB 错误；
C. 小球抛出时的动能为
02212
12mv mv mgh =- 故C 正确；
D.以抛出点为零势能点，此时的机械能为
022112
2m m E mv v gh ==-， 小球在下落过程中机械能守恒，所以小球落地的机械能为
212mv mgh -，故D 错误。

3、C
【解题分析】
本题中的两次的作用力均为恒力；对于恒力做功，根据功的公式W =FL 直接计算即可.
【题目详解】
在两次的运动过程中，拉力的大小是恒定的，在力的作用下物体的位移的大小也是相同的，根据功的公式W =FL 可知，两次拉力做功一样多，所以C 正确；故选C.
【题目点拨】
第一次物体在光滑的水平地面上运动，第二次在粗糙的水平地面上运动，两次的接触面不一样，第一次没有摩擦力，第二次有摩擦力，这只是影响了物体的总的动能的大小，但两次拉力做功的情况，与有没有摩擦力是无关的，在解答本题时要注意这一点． 4、C
【解题分析】
AB.从P 到O 点正下方，根据动能定理可得：mgl ＝12
mv 2；在最低点根据牛顿第二定律可知：F-mg =2
mv l
，解得：F =3mg ，则小孩在O 点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力是定值，与绳长无关，选项AB 错误；
CD. 当l =2H 时，到达最低点的速度为：v ==；做平抛运动，则：21=22
H gt ，小孩在安全网上的落点距O 点的水平距离为x=vt=H ，选项C 正确，D 错误.
5、B
【解题分析】
电场线的疏密表示大小，所以E a >E b ，电场线的切线方向表示电场方向，所以两点电场方向不同，故B 正确，ACD 错误．
6、C
【解题分析】试题分析：根据电势差与电场强度的关系U=Ed 得：
U=Ed=114×1．5V=5×113V ；故选C 。

考点：电势差与电场强度的关系
【名师点睛】此题考查了电势差与电场强度的关系；理解和掌握电场中各个物理量之间的关系，在具体题目中能熟练的应用。

7、BC
【解题分析】
A ．当弹簧的弹力与小球重力平衡时，合力为零，加速度为零，速度达到最大．之后小球继续上升，弹簧弹力小于重力，球做减速运动，直到脱离弹簧，故小球从A 上升到
B 的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，动能先增大后减小，故A 错误；
B ．从B 到
C ，小球只受重力作用，做减速运动，所以动能一直减小，重力势能一直增加，故B 正确；
C ．从A 到C ，小球动能不变，重力势能增加，重力势能由弹簧弹性势能转化而来，而重力势能增量为()0.2100.10.20.6J P E mg h ∆=∆=⨯⨯+=，所以在A 点弹簧的弹性势能为0.6J ，故C 正确；
D ．小球受力平衡时，因未给弹簧的劲度系数，则弹簧的形变量由题设条件无法求出，故无法求出小球最大动能，故D 错误．综上所述，本题正确答案为BC ．
故选：BC ．
点睛：小球从A 开始向上运动，开始做加速运动，当弹簧弹力与重力平衡时，小球速度达到最大，之后开始减速，运动到B 时脱离弹簧，之后只在重力作用下减速． 8、BC
【解题分析】
AB ．在释放时，速度为零，重力的重力为零，在Q 点时，速度方向与重力方向垂直，重力的功率为零，在下降过程中，速度在竖直方向的分量先增大后减小，故小球重力功率先增大后减小，故A 错误，B 正确；
CD ．根据机械能守恒定律可知
212
mgR mv = 在最低点
2
v F mg m R
-= 解得
3F mg =
故C 正确，D 错误；
故选BC ．
【题目点拨】
根据机械能守恒定律判断出速度的变化，利用速度的分解求得竖直方向速度的变化，有P=mgv 判断重力的功率，根据牛顿第二定律求得在最低点的拉力．
9、BC
【解题分析】
AB.当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即
2224m GMm R R T
π= 解得：
2T = ① 故B 正确，A 错误；
CD. 星球的质量
343
M ρV πρR == 代入①式可得：
T =故C 正确，D 错误．
10、BC
【解题分析】
因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势
为零，故b 点的电势为零，但是电场强度不为零，A 错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O 处电势为零，O 点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B 正确；O 点的电势低于a 点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C 正确；O 点和b 点的电势相等，所以先后从O 、b 点移到a 点，电场力做功相等，电势能变化相同，D 错误； 电场强度，电势，电势能，电场力做功
【方法技巧】解本题的关键是两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向．根据等势面和电场线分布情况，分析电势和场强的关系．
11、BD
【解题分析】
AB. 重力和拉力都与小球的运动方向垂直，所以重力和绳的拉力对球都不做功，故A 错误，B 正确．
CD. 重力和拉力的合力提供做圆周运动的向心力，故C 错误，D 正确．
12、AC
【解题分析】
根据F -t 图像面积意义和动量定理有m 1v =F 0t 0，m 2v = F 0t 0+2F 0t 0，则213v v =；应用位移公式可知1x ＝12v 0t 、2x ＝122v v +0t ＋12
v 0t ，则215x x =，B 错、A 对；在第一个o t 内对物体应用动能定理有1W ＝212
mv 、在第二个o t 内对物体应用动能定理有2W ＝222122
mv mv -，则218W W =，D 错、C 对
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、A
【解题分析】
甲同学作图是正确的，但这并不能说明“功与速度的平方一定成正比”的结论，而过原点的倾斜直线才能说明“功与速度的平方一定成正比”的结论，故A 正确，BCD 错误．
14、 BC ； ； 重锤下落过程中存在着阻力作用；
【解题分析】（1）打点计时器使用交流电源，故B 不恰当；验证机械能守恒，即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，不需要测量，故C 不必要．故选BC ．
（2）打点计时器打C 点时重锤的速度为：；
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是：重锤下落过程中存在着阻力作用；
点睛：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤，数据的处理等；求解某点的瞬时速度往往根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度来求解．
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）0v Rg
（2）6mg （3）1.2
【解题分析】 试题分析：对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小，小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P 点，运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度．在对最低点运用牛顿第二定律求解．
从D 到最低点过程中，再次运用动能定理求解μ．
解：（1）小滑块从C 点飞出来做平抛运动，水平速度为v 1．
R=gt 2
R=v 1t
解得：v 1=
（2）小滑块在最低点时速度为V 由机械能守恒定律得
mv 2=mg•2R+mv 12
v=
根据牛顿第二定律：F N ﹣mg=m
F N =6mg
根据牛顿第三定律得：F N ′=6mg
（3）DB 之间长度L=（2+1）R
从D 到最低点过程中，由动能定理：
mgh ﹣μmgcosθL=mv 2
μ==1.2
答：（1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小为；
（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg ；
（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数为1.2．
16、 (1)2m (2)3N
【解题分析】
(1)为使小物块到达O 1，设拉力作用的最小距离为x
根据动能定理知：
00Fx mgs μ-=- 解得：0.40.25104m 2m 2
mgs
x F μ⨯⨯⨯=== （2）当小物块恰好过最高点时：
2
v mg m R
= 从O 点运动到最高点的过程由动能定理得：
2112022
s F mgs mg R mv μ⨯--⨯=- 解得：13F N =
17、 (1)14mg (2)2g (3)Q k L
- 【解题分析】
（1）根据题意可知，小球带正电，假设受到的电场力为F ，小球在A 点，由牛顿第二定律：
mg sin30°-F =ma A
解得
14
F mg = （2）根据牛顿第二定律和库仑定律得：带电小球在A 点时有： A 2sin 30Qq mg k
ma L ︒-= 带电小球在B 点时有：
B 2sin 302Qq
k mg ma L ︒-=⎛⎫ ⎪⎝⎭
且
A 4
g a = 可解得 B 2g a =
（3）由A 点到B 点应用动能定理得： AB sin 3002
L mg U q ︒⋅
+⋅= 解得： AB 4mgL U q
=- 根据第二问可知
214
Qq k mg L = 所以 AB Q U k
L =-。