江苏省扬州市邗江区三校2024届高一物理第二学期期末统考试题含解析

江苏省扬州市邗江区三校2024届高一物理第二学期期末统考试
题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、(本题9分)下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）A．小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程
B．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C．人乘电梯匀速上升的过程
D．子弹射穿木块的过程
2、(本题9分)关于功率说法正确的是()
A．由P＝W
t
可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比
D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
3、(本题9分)如图所示，A、B、C三个物体的质量相等，有F＝1N的两个水平力作用于A、B两个物体上，A、B、C都静止，则地面对A物体、A物体对B物体、B物体对C物体的摩擦力分别为：（）
A．1N、2N、1N
B．1N、0、1N
C．0、1N、0
D．1N、1N、0N
4、(本题9分)某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是()
A．太阳一定在椭圆的一个焦点上
B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大
C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大
D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的
5、(本题9分)地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所需的向心力为1F，向心加速度为1a，线速度为1v，角速度为1ω；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所需的向心力为2F，向心加速度为2a，线速度为2v，角速度为2ω；地球同步卫星所需的向心力为3F，向心加速度为3a，线速度为3v，角速度为3ω．设三者质量相等，则( )
A．1F=2F>3F B．1a=2a>3a C．1v=2v>3v D．2ω>1ω=3ω
6、(本题9分)关于自由落体运动，下列说法中正确的是（）
A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动
B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动
C．在地球上不同的地方重力加速度g的值是一样的
D．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动
7、科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事.地球流浪途中在接近木星时被木星吸引,当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G1，在木星表面的重力为G2，地球与木星均可视为球体，其半径分别为R1、R2，则下列说法正确的是（）
A．地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等
B．木星与地球的第一宇宙速度之比为
C．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方
D．地球与木星的质量之比为
8、(本题9分)如图所示，质量为m的物体与转台之问的动摩擦因数为μ，物体与转轴间距离为R，物体随转台由静止开始转动，当转台转速增加到某一值后转台开始匀速转动，整个过程中物体相对于转台静止不动，则以下判断正确的是()
A．转台转速增加的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴
B．转台转速增加的过程中，转台对物体静摩擦力的方向跟物体速度间夹角一定小于90°C．转台匀速转动的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴
D．转台匀速转动的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定跟物体的速度方向相反9、(本题9分)一个静止的质点，在0〜5s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同直线上，时间t的变化图线如图所示，则质点在（）
A．第2s末速度方向改变
B．第2s未加速度不为零
C．第4s末运动速度为零
D．第4s末回到原出发点
10、(本题9分)如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O在竖直平面内作匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。

取g=10m/s2，下列说法正确的是（）
A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N
B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N
C．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N
D．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N
11、(本题9分)质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L不伸长的绳的末端，将
绳的另一端悬挂在等高的天花板上，如图将小球拉直至水平位置，从静止释放，则当两球达到最低点时
A．速度一样大
B．动能一样大
C．机械能一样大
D．所受的拉力一样大
12、(本题9分)人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼晴的情况,若手机质量为150g，从离人眼约20cm 的高度无初速掉落，砸到眼睛后经0.1s 手机停止运动，取重力加速度g=10 m/s2，下列分析正确的是
A．手机对眼睛的作用力大小约为4.5 N
B．手机对眼睛的作用力大小约为3.0 N
C．全过程手机重力的冲量大小约为0.15 N·s
D．全过程手机重力的冲量大小约为0.30 N·s
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、(本题9分)在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)．
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____段，应记作_______cm．
（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度
g=10m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为___，而动能的增加量为___，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量____动能的增加量，原因是
_________．
14、 (本题9分)电场中沿着电场线方向电势逐渐________(选填“升高”或“降低”)．在电场中移动电荷时，电场力所做的功与电荷的运动路径________(选填“有关”或“无关”)．
15、如图所示，将一质量m 的石头从A 点由静止释放，石头陷入泥潭并静止于C 。

小球在空中下落的时间为3t ，在泥潭中运动的时间为t ，不计空气阻力，重力加速度为g ，石头陷入泥潭中阻力的冲量大小为______，石头在泥潭中受到平均阻力大小为____.
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)如图所示，一颗质量为10m g =的子弹以水平速度0200m/s
v =击穿一个静止于光滑水平面上的沙箱后，速度减小为100m/s.v =已知沙箱的质量为0.5kg.M =求：
（1）沙箱被击穿后的速度v ＇的大小；
（2）此过程中产生的焦耳热。

17、（10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）滑块在斜面轨道BD 间运动的过程中克服摩擦力做的功．
参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、A
【解题分析】
根据“所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是”可知，考查了机械能守恒定律，由机械能守恒的条件：只有重力或只有弹簧的弹力做功，分析除重力以外的各个力做功情况，即可判断机械能是否守恒。

【题目详解】
A、小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程中，石块只受重力，机械能守恒，故A 正确。

B、木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程中，重力势能减小，而动能不变，则其机械能必定减小，故B错误。

C、人乘电梯匀速上升的过程中，重力势能增加，动能不变，则其机械能必定增加，故C错误。

D、子弹射穿木块的过程，由于阻力做功，子弹和木块的机械能都不守恒，故D错误。

【题目点拨】
知道机械能守恒的条件是只有重力做功和机械能的概念，即可正确解题．
2、D
【解题分析】
A．P＝W
t
计算的是时间t内的平均功率，不能用来计算瞬时功率；故A错误；
B．P＝Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，故B错误；
C．由P＝Fv知，当F不变的时候，汽车的功率和它的速度成正比，当F变化时就就不是正比关系了，故C错误；
D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比；故D正确。

3、C
【解题分析】
本题通过整体隔离的模型考查了受力平衡的分析，因为三个物体都静止，所以先以整体为研究对象，可知地面对A 的摩擦力为零，再以BC 为研究对象，可知A 对B 的摩擦力大小为1N ，再以C 为研究对象，因为水平方向不受其它力的作用，利用假设法可知B 对C 的摩擦力为零，C 对
4、C
【解题分析】
A. 由开普勒第一定律可知，太阳一定在椭圆的一个焦点上．故A 正确；
B. C. D. 由开普勒第二定律：“相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的“知距离越大速度越小，故B 错误，C 错误，D 正确；
故选AD
5、D
【解题分析】
题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3；物体1与人造卫星2转动半径相同，物体1与同步卫星3转动周期相同，人造卫星2与同步卫星3同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．
【题目详解】
根据题意三者质量相等，轨道半径123r r r =＜，物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故12F F ＜，故A 错误；由选项A 的分析知道向心力12F F ＜，故由牛顿第二定律，可知12a a ＜，故B 错
误；由A 选项的分析知道向心力12F F ＜，根据向心力公式2
v F m R
=，由于m 、R 一定，故12v v ＜，故C 错误；同步卫星与地球自转同步，故13T T =，根据周期公式
2T =，可知卫星轨道半径越大，周期越大，故32T T ＞，再根据2T πω=，有132ωωω=＜，故D 正确；故选D ．
【题目点拨】
本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．
考查自由落体的条件，及不同地区的重力加速度不同。

【题目详解】
ABD．自由落体是初速度为零，只受重力作用，加速度为g的匀加速直线运动，AB错误，D正确；
C．地球上不同的地方重力加速度g的值不同，越靠近赤道，重力加速度越小，而越靠近南北两极，重力加速度越大，C错误。

故选D。

7、AD
【解题分析】
A.由开普勒第二定律可知对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等，故选项A正确；
B.根据重力提供向心力得,解得地球上的第一宇宙速度,同理得木星上的第一宇宙速度为,故木星与地球的第一宇宙速度之比，故选项B错
误；
C.根据开普勒第三定律得，故，即地球与木星绕太阳公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的三次方，故选项C错误；
D.根据重力与万有引力相等，根据解得，可得地球的质量为地，木星质量为木，故地球与木星的质量之比为，故选项D正确。

8、BC
【解题分析】
AB．转台转速增加的过程中，物体做加速圆周运动，静摩擦力沿着半径方向的分力提供向心力，切向分力使物体加速．故静摩擦力不指向圆心，跟物体速度间夹角一定小于90°，故A错误，B正确；
CD．转台匀速转动时，物体做匀速圆周运动，物体所受的合力始终指向圆心，此时所受的静摩擦力方向一定指向转轴，故C正确；D错误．
故选BC。

解决本题的关键根据F-t 图象作出v-t 图，即可得出t=1s 时，
t=3s 时物体的速度相等．t=0时，t=2s 时，t=4s 时物体的速度相同．即物体在0-1s 内加速，在1-2s 内减速，如此反复．但整个过程当中物体运动的方向不变．
【题目详解】
根据题意可知合力随时间周期性变化，故根据牛顿第二定律F=ma 可得：物体的加速度为F a m
=，故在0-1s 内物体做加速度为a 匀加速直线运动，在1-2s 内物体做加速度为a 的匀减速直线运动，作出v-t 图象如图．
由v-t 图象可以看出物体一直向同一方向运动，速度方向始终没有发生改变，故A 错误；2s 末合力不为零，故加速度不为零，故B 正确；由v-t 图象可以看出4s 末速度为零，故C 正确；由于整个运动过程中，质点一直向一个方向运动，不可能回到原出发点．故D 错误．故选C ．
【题目点拨】
将F-t 图象转化成a-t 图象，然后利用a-t 图象与时间轴围成的面积等于物体速度的改变量求解物体的运动情况，是我们应该掌握的一种技巧，应注意积累和掌握． 10、BD
【解题分析】
AB ．设在最高点杆子表现为拉力，对于小球则有
2
N v F mg m R
+= 代入数据得
6N F =-
则杆子表现为推力，大小为6N ，所以小球对杆子表现为压力，大小为6N ．A 错误B 正确；
CD ．在最点，杆子表现为拉力，对于小球有
2
N v F mg m R -= 代入数据得
F=54N
C 错误
D 正确。

故选BD 。

11、CD
【解题分析】A 、小球从水平方向下落到竖直方向，由机械能守恒可得：
212
mgR mv = 所以2v gR = ，故A 错误；
B 、由于两条绳的长度不相等由212mgR mv =
可知 在最低点时动能不相等，故B 错； C 、两个小球有相同的质量并且初状态在同一高度处于静止状态，所以两球初状态的机械能相等，小球A 、B 在下落的过程中只有重力做功，所以A 、B 机械能都是守恒的，则当两球达到最低点时，具有相同的机械能，故C 正确；
D 、在最低点由牛顿第二定律2
v T mg m R
-= 且212
mgR mv = 知T=3mg,故D 正确；
本题选：CD
点睛：利用机械能守恒求最低点的速度，并根据牛顿第二定律求解绳子的拉力。

12、AC
【解题分析】
AB. 20cm=0.20m ；150g=0.15kg ；根据自由落体速度
手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向上为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为
手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知
解得手机对眼睛的作用力大小约为4.5N ，故A 项与题意相符，B 项与题意不相符；
CD. 全过程中重力的冲量，mgt =0.15N•s ，故C 项与题意相符，D 项与题意不相符。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、
OC(或15.7) 15.70 1.24m 1.20m 大于 纸带与打点计时器有摩擦，减小的重力势能一部分转化为内能
【解题分析】
（1）该同学用毫米刻度尺测量，读数时应估读到mm 以下，故这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC ，应记作15.70cm ．
（2）重锤重力势能的减小量
E p =mgh OB =m×10×0.1242J=1.24m ； B 点的瞬时速度v B =2AC x T =0.15700.095120.02
-⨯m/s=1.55m/s ， 则重锤动能的增加量E k =12mv B 2=12
⨯m ⨯1.552=1.20m ，这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是纸带与打点计时器有摩擦，减小的重力势能一部分转化为内能．
答案为：（1）OC ；15.70；（2）1.24m ；1.20m ；大于；纸带与打点计时器有摩擦，减小的重力势能一部分转化为内能
14、 降低 无关
【解题分析】沿电场线方向电势降低，电场力所做的功与电荷的运动路径无关。

15、4mgt 4mg
【解题分析】
[1]对小球下落的全过程分析，受重力和泥潭的阻力，取向上为正方向，由全程的动量定理：
(3)00f I mg t t -+=-
解得：
4f I mgt =，方向向上.
[2]泥潭对球的平均阻力设为f ，由冲量
f I f t =⋅
解得：
4f mg =.
三．计算题(22分)
16、（1）2m/s ；（2） 149J
【解题分析】
（1）以子弹和沙箱组成的系统为研究对象，取向右为正方向，根据动量守恒，得： 0'mv mv Mv =+ 解得：()00.01200100'm/s 2m/s 0.5
mv mv v M ⨯--=== （2）根据能量守恒得：2220111'222Q mv mv Mv ⎛⎫=
-+ ⎪⎝⎭ 解得：2221110.012000.011000.52149J 222Q ⎛⎫=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯= ⎪⎝⎭
17、（1）Rg （2）6mg （3）
12
mgR 【解题分析】 （1）小滑块从C 点飞出来做平抛运动，水平速度为v 0，竖直方向上：，水平方向上：，解得
（2）小滑块在最低点时速度为v C 由机械能守恒定律得
牛顿第二定律：
由牛顿第三定律得：，方向竖
直向下 （3）从D 到最低点过程中，设DB 过程中克服摩擦力做功W 1，由动能定理
h=3R
【题目点拨】
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．。