2024届河南省西华县高一物理第二学期期末质量检测试题含解析

2024届河南省西华县高一物理第二学期期末质量检测试题注意事项：
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、如图所示，拖着轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。

某受训者拖着轮胎在水平直道上匀速跑了一段距离，下列说法正确的是
A．地面对轮胎的摩擦力不做功
B．重力对轮胎做负功
C．绳子的拉力对轮胎不做功
D．轮胎所受的合力不做功
2、衢州市教育局发布《关于实施高中学生体质健康发展“天天向上”行动的通知》后，某体重为60kg的男生参加引体向上体能测试．从双臂伸直（图甲）到肩部与单杠同高（图乙）计1次，每次重心升高约50 cm，以下说法正确的是
A．图甲到图乙过程，该同学一直处于超重状态
B．图甲到图乙过程，该同学一直处于失重状态
C．图乙到图甲过程，重力做的功约300J
D．图乙到图甲过程，双臂拉力做功为0
3、质量不同的物体，从不同高度以相同的速度同时水平抛出，不计空气阻力。

下列说
法正确的是( ) A ．质量大的物体先落地 B ．低处的物体先落地 C ．质量小的物体先落地
D ．高处的物体先落地
4、 (本题9分)在日常生活中，人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率.某同学假日乘汽车到宿迁观光，在公路上两次看到路牌和手表如图所示，则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率为( )
A ．60/km h
B ．29/km h
C ．19/km h
D ．9/km h
5、 (本题9分)用如图a 所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m 的小球从半径为R 的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F ．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x ，最后作出了如图b 所示的F ﹣x 图象，g 取10m/s 2，则由图可求得圆弧轨道的半径R 为（ ）
A ．0.125m
B ．0.25m
C ．0.50m
D ．1.0m
6、 (本题9分)如图所示，在竖直平面内的圆周轨道半径为r ，质量为m 的小物块以速度v 通过轨道的最高点P ．已知重力加速度为g ，则小物块在P 点受到轨道对它的压力大小为
A ．m 2v r
B ．m 2
v r －mg
C ．mg －m 2
v r
D ．m 2
v r
+mg
7、(本题9分)某电场的电场线分布如图所示（实线），以下说法正确的是（）
A．c点场强大于b点场强
B．b和c处在同一等势面上
由a点移动到d点，电荷的电势能将减小
C．若将一试探电荷q
D．若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电
8、(本题9分)如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B 后返回A，C为AB的中点。

下列说法中正确的是（）
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零
B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等
C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等
D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等
9、质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，经过时间t汽车的位移大小为s，速度大小为v。

此过程中，车所受阻力大小恒为f，则t时刻
A．汽车的牵引力大小为
B．汽车的动能为Pt- fs
C．汽车的加速度大小为
D．牵引力的功率为fv
10、关于向心力的说法中正确的是（）
A．向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，向心力是一个恒力
B．向心力总是沿着半径指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某个力的分力D．向心力只改变物体线速度的方向，不能改变物体线速度的大小
11、如图所示，一质量m2＝0.25 kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3＝0.30 kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ＝0.45，小车静止在光滑的水平
轨道上。

现有一质量m1＝0.05 kg的子弹以水平速度v0＝18m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短。

若使小物体不从车顶上滑落，g取10 m/s2。

下列分析正确的是（）
A．小物体在小车上相对小车滑行的时间1 3 s
B．最后小物体与小车的共同速度为3m/s
C．小车的最小长度为1.0m
D．小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45N·s
12、(本题9分)如图所示，一小球第一次由斜面上水平抛出，抛出时动能为k E，经t 时间落到斜面上时的动能为4k E，出点到落点的距离为d；若以2k E的动能将小球第二次由斜面上水平抛出，小球再次落到斜面上，空气阻力不计，以下说法正确是（）
A．小球再次落到斜面上的动能为8k E B．斜面的倾角为30°
C．小球再次落到斜面上的时间为2t D．第二次抛出点到落点的距离为2d
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分）用如图所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，重力加速度大小为g．
（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________.
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d.
（3）实验主要步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图正确连接器材；
②小桶P（内有沙子）的质量_________（填“需要”“不需要”）远小于木块（含遮光条）的质量．
③将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔE k=______，合外力对木板做功W=________；（用字母M、t1、t2、d、L、F表示）
④在小桶中增加砂子，重复③的操作，比较W、ΔE k的大小，得出实验结论.
14、（10分）(本题9分)某物理小组的同学设计了一个小钢球通过凹形桥最低点时的速度的实验。

所用器材有：小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R ）。

请完成下列填空：
0.25m
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为0.70kg；（2）将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为________kg；
（3）将小钢球从凹形桥模拟器某一位置释放，小钢球经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小钢球，记录各次的m值如下表所示：
序号 1 2 3 4 5
m 2.3 2.2 2.3 2.1 2.0
(kg)
（4）根据以上数据，可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小
10m/s，速度计算钢球通过最低点时的速度大小为________m/s（重力加速度大小取2
结果保留2位有效数字）。

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)一质量为100g的小球从1.25m高处自由下落到一厚软垫上．若小球从接触软垫到小球陷至最低点经历了0.02s，则这段时间内软垫对小球的平均作用力是多大？（不计空气阻力，g =10m/s2）
16、（12分）如图所示，质量为m A=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为m B=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m．某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为m C=1kg 的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度
g=10m/s1．求：
（1）小车系统的最终速度大小v共；
（1）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；
（3）整个过程中系统损失的机械能△E机损．
17、（12分）已知“天宫一号”在地球上空的圆轨道上运行时离地面的高度为h。

地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G．求：
（1）“天宫一号”在该圆轨道上运行时速度v的大小；
（2）“天宫一号”在该圆轨道上运行时重力加速度g’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、D
【解题分析】
A.由题知轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180 ，则地面对轮胎的摩擦力做负功，故选项A错误；
B. 由于重力方向竖直向下，与轮胎的位移方向相互垂直，故重力不做功，故选项B 错误；
C.设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以绳子的拉力对轮胎做正功，故选项C 错误；
D.根据动能定理可知轮胎所受的合力不做功，故选项D 正确。

2、C 【解题分析】
AB. 从图甲到图乙过程，该同学先向上加速后向上减速，则加速度方向先向上后向下，则先处于超重状态，后处于失重状态。

故A 项错误，B 项错误； C. 从图乙到图甲过程，重力做正功，大小为：
60100.5J 300J W mgh ==⨯⨯=
故C 项正确；
D. 从图乙到图甲过程，设拉力做功W F ，根据动能定理：
+0G F W W =
拉力做功： W F =-300J ， 故D 项错误。

3、B 【解题分析】
不计空气阻力，物体作平抛运动，而平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，由
212
h gt =
，解得：t =h 越小，物体运动的时间越短，所以低处的物体
先落地，与质量无关。

故ACD 错误，B 正确。

4、A 【解题分析】
ABCD ．由图可知该过程运动时间为：
1
203
t min h ==
路程为：
29km 9km 20km s =-=
所以平均速率为：
20
km/h 60km/h
13
s v t
=＝＝ 故选项A 正确，BCD 错误． 5、B 【解题分析】
在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有
20
v F mg m R
-=
小球做平抛运动时时的水平射程
0x s v t ==
小球的竖直位移：
212
y h gt ==
根据几何关系可得
tan y
x
θ= 联立即得
202tan v x g
θ=
2tan mg
F mg R θ
=+
x
图像的纵截距表示重力，即 mg =5N 所以有
105 2tan 0.5
mg R θ-= 解得： R =0.25m 故选B ； 【名师点睛】
知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距 6、B
【解题分析】
在P点由牛顿第二定律可知：mg+F=m
2
v
r
，解得F= m
2
v
r
－mg；
A. m
2
v
r
，与结论不相符，选项A错误；
B. m
2
v
r
－mg，与结论相符，选项B正确；
C. mg－m
2
v
r
，与结论不相符，选项C错误；
D. m
2
v
r
+mg，与结论不相符，选项D错误；
7、AC
【解题分析】
解这类题是思路：电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，然后根据电性判断电场线方向，根据电场力做功判断电势能的变化．
【题目详解】
电场线的疏密表示场强的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；沿电场线方向电势逐渐降低，故b的电势大于c的电势，b和c不在同一等势面上，故B错误；若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误；故选A．
【题目点拨】
解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解．比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能．
8、BD
【解题分析】
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，返回到A点时的速度小于原来速度大小，由动能定理可知合外力做负功，故A错误；
B．小球从A到C与从C到B的过程，合外力做功相同，由动能定理可知这两个过程
中减少的动能相等，故B 正确；
C ．小球从A 到C 比从C 到B 用时短，由动量定理可知从A 到C 速度的变化量小，故C 错误；
D ．小球从A 到C 与从C 到B 的过程，滑动摩擦力做功相同，说明损失的机械能相等，故D 正确。

故选BD 。

9、BC 【解题分析】
A ．汽车所受的牵引大小为
，故A 错误；
B ．根据动能定理可得t 时刻的动能为E k =Pt -fs ，故B 正确；
C ．根据牛顿第二定律可得此时的加速度大小为
，故C 正确；
D ．由已知可知，牵引力的功率为P ，由于不知在t 时刻是否已经做匀速运动，故不一定等于fv ，故D 错误。

10、BCD 【解题分析】
A.向心力的方向始终沿半径指向圆心，是变力，故选项A 错误；
BC.向心力是根据力的作用效果命名的，可以是某个力或几个力的合力，也可以是某个力的分力，故选项B 、C 正确；
D.向心力方向跟速度方向垂直，只改变线速度的方向，不可能改变线速度的大小，故选项D 正确． 11、AD 【解题分析】
子弹射入小车的过程中，由动量守恒定律得：10121()m v m m v =+，解得v 1=3m/s ； 小物体在小车上滑行过程中，由动量守恒定律得：1211232()()m m v m m m v +=++ 解得v 2=1.5m/s ；
以小物体为对象，由动量定理得：332I m gt m v μ==，解得1
s 3
t =，小车对小物体的摩擦力的冲量为I =0.45N·
s 当系统相对静止，小物体在小车上滑行的距离为l ，由能量守恒定律得：
22
3121123211()()22
m gl m m v m m m v μ=+-++
解得l =0.5m ，所以小车的最小长度为0.5m 。

A.小物体在小车上相对小车滑行的时间13
s ，与上面计算结果相符，故A 正确； B.最后小物体与小车的共同速度v 2=1.5m/s ，故B 错误；
C.小车的最小长度为0.5m ，故C 错误；
D.小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45N·s ，与上面计算结果相符，故D 正确。

12、AD
【解题分析】
设斜面倾角为θ，当抛出时动能为E k 时，速度为v ，则水平方向的位移：x =vt ，竖直方向的位移212
y gt =，根据几何关系可得tan y x θ=，解得： 2tan v t v g
θ=∝ 则水平位移：
22tan v x vt g
θ== 落在斜面上的位移：
222tan cos gcos x v d v θθθ
==∝ 由于小球的动能：
212
k E mv = 可知：
k d E ∝
A ．小球在竖直方向的位移：
222212tan 2k v y gt v E g
θ==∝∝ 以2E k 的动能将小球第二次由斜面上水平抛出时，小球沿竖直方向的位移： y ′=2y
由动能定理可知，当小球抛出时动能为E k 时
W G =mgy =4E k -E k =3E k
所以当以2E k 的动能将小球第二次由斜面上水平抛出时，重力对小球做的功： W G ′=mgy ′=2mgy =6E k
所以小球乙落在斜面上时的动能：
E k ′=2E k +W G ′=8E k
故A 正确；
B ． 由于动能212
k E mv =，可知第一次抛出后小球落在斜面上时速度大小等于初速度的2倍，则竖直方向的分速度：
y v ==
= 设第一次时小球落在斜面上时速度方向与水平方向之间的夹角为α，则：
tan y
x v v α===结合速度偏转角的正切值与位移偏转角的正切值的关系可得：
1tan tan 2θα==由以上的分析可知，斜面得夹角θ一定大于30°，故B 错误；
C ．由开始时的分析可知，小球运动的时间与初速度成正比，则与初动能的平方根成正比，所以当以2E k
，故C 错误；
D ．由开始时的分析可知，小球沿斜面方向的位移与初动能成正比，则当以2
E k 的动能将小球第二次由斜面上水平抛出时，小球抛出点到落点的距离为2d ，故D 正确。

故选AD 。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、平衡木板受到的摩擦力 不需要 22
2221
1()2d d M t t - FL 【解题分析】
第一空.为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力；
第二空.测量木板（含遮光条）的质量M ，测量两遮光条间的距离L ，按图正确连接器
材；由于有弹簧秤能够测量拉力，所以没有必要使小桶P 的总质量远小于木板的质量；
第三空.遮光条B 、A 先后经过光电门的时间为t 1、t 2，则遮光条B 、A 通过光电门的速度分别为11d v t =，22d v t =，则动能的变化为：22
2221
1()2k d d E M t t ∆=-. 第四空.合力所做的功就是绳子拉力做的功，W 合=FL .
14、1.20 1.2 2.3
【解题分析】
(2)[1] 最小分度为0.1kg ，注意估读到最小分度的下一位，为1.20kg 。

(4)[2][3] 根据表格知最低点小球和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为： 2.3 2.2 2.3 2.1 2.21075
F m g N N ++++=⨯=+=+桥 解得：
N =1．2N
根据牛顿运动定律知：
2
0v N m g m R
-= 代入数据解得：
v =2．3m/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、26N
【解题分析】
设小球刚落到软垫瞬间的速度为v ．对小球自由下落的过程，由机械能守恒可得： mgh=12
mv 2；
有：/5/v s m s ==
选取小球接触软垫的过程为研究过程，取向下为正方向．设软垫对小球的平均作用力为F ，由动量定理有：（mg-F ）t=0-mv‚ 得：0.150.110260.02
mv F mg N t ⨯=+=⨯+= 点睛：本题是缓冲类型，往往根据动量定理求解作用力，要注意研究过程的选取，本题也可以选取小球从开始下落到最低点整个过程研究，比较简单.
16、 (1)3.1m/s （1）0.4m （3）14.4J
【解题分析】
试题分析：根据动量守恒求出系统最终速度；小球做平抛运动，根据平抛运动公式和运动学公式求出水平距离；由功能关系即可求出系统损失的机械能．
（1）设系统最终速度为v 共，由水平方向动量守恒：
(m A ＋m B ) v 0=(m A ＋m B ＋m C ) v 共
带入数据解得：v 共=3.1m/s
（1）A 与C 的碰撞动量守恒：m A v 0=(m A ＋m C )v 1
解得：v 1=3m/s
设小球下落时间为t ，则： 212
h gt =
带入数据解得：t =0.4s
所以距离为：01()L v v =－
带入数据解得：L =0.4m （3）由能量守恒得：()()2201122
B A B A B E m gh m m v m m m v ∆=+
+-++共损 带入数据解得：14.4E J ∆=损 点睛：本题主要考查了动量守恒和能量守恒定律的应用，要注意正确选择研究对象，并分析系统是否满足动量守恒以及机械能守恒；然后才能列式求解．
17、（1）v =2）22gR g R h ='+（） 【解题分析】
（1）地球表面质量为m 0的物体，有：002
Mm G m g R =① “天宫一号”在该圆轨道上运行时万有引力提供向心力：
2
2Mm v G m R h R h
=++（）②
联立①②两式得：飞船在圆轨道上运行时速度：v =（2）根据2Mm G mg R h '=+（）
③ 联立①③解得：2
2gR g R h ='+（）。