广东省深圳市格睿特高级中学2024届物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

广东省深圳市格睿特高级中学2024届物理高一第二学期期末学业水平测试试题注意事项：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、(本题9分)如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离1.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s1．则ω的最大值是()A．rad/s B．rad/s C．1.0rad/s D．0.5rad/s2、物体以初速度v0水平抛出，当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时，则物体抛出的时间是（）A． B． C． D．3、(本题9分)甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向运动，其速度图象如图所示，下列说法正确的是()A．20s末乙追上甲B．20s末乙追上甲，且甲、乙速率相等C．在乙追上甲前，20s末时两物体相距最大D．开始阶段乙跑在甲的前面，20s后乙落在甲的后面4、(本题9分)电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图3所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（）A．电压表和电流表读数都增大B．电压表和电流表读数都减小C．电压表读数增大，电流表读数减小D．电压表读数减小，电流表读数增大5、(本题9分)关于平抛运动，下列说法正确的是（）A．不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其水平位移一定越大B．不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其飞行时间一定越长C．不论抛出速度多大，抛出位置越高，其飞行时间一定越长D．不论抛出速度多大，抛出位置越高，飞得一定越远6、(本题9分)如图所示，绕地球做匀速圆周运动的卫星的角速度为，对地球的张角为弧度，万有引力常量为。则下列说法正确的是（）A．卫星的运动属于匀变速曲线运动B．张角越小的卫星，其角速度越大C．根据已知量可以求地球质量D．根据已知量可求地球的平均密度7、(本题9分)如图所示的虚线为电场中的三条等势线，三条虚线平行且等间距，电势分别为10V、15V、20V，实线是仅受电场力的带电粒子的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，粒子在c点处的电势能为20eV，粒子在b点的动能为20eV，下列说法正确的是A．粒子在c处加速度大于在b处的加速度B．粒子带正电C．粒子从a运动到c过程中动能不断增加D．粒子在a点的动能为25eV8、(本题9分)如图甲所示，物块以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m.选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示.g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80.则A．物体的质量m=1.0kgB．物体上升过程的加速度大小a=10m/s2C．物体回到斜面底端时的动能Ek=20JD．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.509、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()A．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B．两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C．两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D．两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大10、(本题9分)在下列实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的有A．小孩沿滑梯匀速滑下的过程B．掷出的标枪在空中飞行的过程C．运动员在空中竖直向上运动的过程D．汽车在关闭发动机后自由滑行的过程11、(本题9分)如图所示，将物体P用长度适当的轻质细绳悬挂于天花板下方，两物体P、Q用一轻弹簧相连，物体Q在力F的作用下处于静止状态，弹簧被压缩，细绳处于伸直状态.已知该弹簧的弹性势能仅与其形变量有关，且弹簧始终在弹性限度内，现将力F撤去，轻绳始终未断，不计空气阻力，则（）A．弹簧恢复原长时，物体Q的速度最大B．撤去力F后，弹簧和物体Q组成的系统机械能守恒C．在物体Q下落的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大D．撒去力F前，细绳的拉力不可能为零12、(本题9分)物体运动的速度图象如下图所示，以下说法正确的是()A．物体在0～2s内做匀加速直线运动B．物体在2～4s内做匀减速直线运动C．物体在0～8s内一直做匀变速直线运动D．物体在0～8s内一直朝一个方向运动二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________相等（选填“线速度”或“角速度”）；（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板__________和挡板__________处（选填“A”或“B”或“C”）．14、（10分）（1）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，为完成实验需满足．A．m1>m2，r1>r2B．m1>m2，r1<r2C．m1>m2，r1=r2D．m1<m2，r1=r2②实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度，但是可以通过仅测量（填选项前的符号），间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的水平位移③图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置．然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球落点的平均位置．用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，若满足关系式则两球碰撞前后系统动量守恒．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)一个质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。16、（12分）(本题9分)在月球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求：(1)月球的密度；(2)月球的第一宇宙速度。17、（12分）(本题9分)如图，竖直平面内粗糙直杆与半径为R＝2.1m的光滑1/4圆弧轨道平滑连接，直径略大于杆截面直径的小环质量为m＝2kg．与竖直方向成α＝37°的恒力F作用在小环上，使它从A点由静止开始沿杆向上运动，当小环运动到半圆弧轨道左端B点时撤去F，小环沿圆轨道上滑到最高点C处时与轨道无弹力作用．AB间的距离为1m，小环与直杆间的动摩擦因数为0.1．（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求：（1）小环在C处时的速度大小；（2）小环在B处时的速度大小；（3）恒力F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、C【解题分析】

试题分析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选C．2、C【解题分析】当竖直位移是水平位移的2倍，有：，解得：，故选项C正确。点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。3、C【解题分析】

AB．在第20s末两物体速度相等，由图线的“面积”看出，这段时间内甲的位移大于乙的位移，乙还没有追上甲．故AB错误．C．在追上前，速度相等时，相距最远，故20s末相距最远，故C正确；D．开始阶段，甲的速度较大，甲跑在乙的前面，20s后，乙的速度较大，甲仍在乙的前面，直到40s末两者相遇．故D错误．故选C．【题目点拨】此题关键要根据速度大小关系，分析甲乙两物体间距离的变化．两图线的交点表示速度相等．两物体由同一地点向同一方向作直线运动，当位移相等时两物体相遇．4、A【解题分析】

当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，接在电路中的电阻变大，总电阻也变大，总电流变小，内电压变小，输出电压变大（V表读数变大），U1变小，U2变大，I2变大，A表读数变大，选项A正确．5、C【解题分析】试题分析：物体平抛运动的水平位移，初速度越大，水平位移不一定大，还与抛出点的高度有关，故A错误．根据知，高度越高，飞行的时间越长，与初速度无关，故B错误，C正确．根据知，高度越高，水平位移不一定大，还与初速度有关，故D错误．故选C．考点：平抛运动【名师点睛】此题是对平抛运动的规律的考查；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．6、D【解题分析】

A．卫星的加速度方向一直改变，故加速度一直改变，不属于匀变速曲线运动，故A错误；B．设地球的半径为R，卫星做匀速圆周运动的半径为r，由几何知识得可知张角越小，r越大，根据得可知r越大，角速度越小，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，则有解得地球质量为因为r未知，所以由上面的式子可知无法求地球质量，故C错误；D．地球的平均密度则知可以求出地球的平均密度，故D正确。故选D。7、BD【解题分析】

考查带电粒子在电场中运动规律，根据电场力做正负功判断动能、电势能变化。【题目详解】A．由等势线可以画出电场线，因等差等势线间距相等，说明电场为匀强电场，粒子在c处加速度等于在b处的加速度，故A不符合题意。B．粒子只受电场力作用，电场力指向轨迹内侧，说明粒子带正电。故B符合题意。C．粒子从a运动到c过程中，电场力做负功，动能不断减小。故C说法不符合题意。D．粒子在C处电势能为20ev，C点电势为20v，由EP【题目点拨】物体做曲线运动时，合力一定指向轨迹内侧，只有电场力做功时，粒子动能、电势能总和不变。根据等势线可以画出电场线，电场线垂直等势线，且从高电势指向低电势。8、ABD【解题分析】

物体到达最高点时，机械能为，由图知．则得，A正确；物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力的功，，即，得，物体上升过程中，由牛顿第二定律得：，得，BD正确；由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功为，在整个过程中由动能定理得，则有，C错误．【题目点拨】当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式可以求出物体质量；在整个运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力的功，由功计算公式求出动摩擦因数；由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能．9、BD【解题分析】

两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还在同一个水平面上，根据重力做功的特点可知在整个过程中，A.B两球重力做的功相同，但是，A球下摆过程中，只有重力做功，B球在下落的过程中弹簧要对球做负功，根据动能定理得，A球到达最低点时动能要比B球的动能大，故AC错误，B正确；由，可知A球受到的拉力比B球大．故D正确10、BC【解题分析】

据机械能守恒条件分析答题；只有重力或弹簧的弹力做功时，系统机械能守恒.【题目详解】小孩沿滑梯匀速下滑，动能不变，势能减小，机械能减小，故A错误；掷出的标枪在空中飞行的过程，只受到重力作用，故机械能守恒，故B正确；运动员在空中竖直向上运动的过程，只受到重力作用，故机械能守恒，故C正确；汽车在关闭发动机后自由滑行的过程，受到阻力作用，动能减小，势能不变，机械能不守恒，故D错误；故选BC。【题目点拨】本题考查了机械能是否守恒的判断，关键要掌握机械能守恒的条件，判断做功情况，即可正确解题.11、BC【解题分析】

ABC．由题意可知，在Q下降过程中，Q和弹簧构成的系统满足机械能守恒，弹簧弹性势能先减小，后增大，Q的动能先增大后减小，当弹簧向上的弹力大小等于Q物体的重力时，Q的速度最大，故A错误，BC正确；D．F撤去之前，弹簧被压缩，对A受力分析，当重力等于弹力时，绳子的拉力可能为零，故D错误；故选BC。12、ABD【解题分析】图像的斜率等于加速度，物体在0～2s内加速度恒定，速度均匀增加，做匀加速直线运动，选项A正确；物体在2～4s内速度均匀减小，做匀减速直线运动，选项B正确；物体在0～8s内加速度的方向不断变化，不是一直做匀变速直线运动，选项C错误；物体在0～8s内速度一直为正值，则一直朝一个方向运动，选项D正确；故选ABD.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）线速度（2）AC【解题分析】

(1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度相等；(2)探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处；14、（1）①C；②C；③m1OP=m1OM+m2ON；【解题分析】试题分析：（1）①为保证两小球发生对心正碰，要求，为使碰后不反弹，要求；选C；②碰后，做平抛运动，且落地时间相等，可用水平位移代替小球的水平速度，选C；③根据动量守恒，根据②的结论，可得m1OP=m1OM+m2ON；考点：验证动量守恒定律．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、9m【解题分析】

试题分析：由图可知，在t＝0到t1＝2s的时间内，电梯向上加速运动。设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得：①在这段时间内电梯上升的高度h1＝②在t2-t1＝3s的时间内，电梯匀速上升，速度为t1时刻的电梯的速度，即③在这段时间内电梯上升的高度h2＝v1（t2-t1）④在t3-t2＝1s时间内，电梯做减速上升运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：⑤在这段时间内电梯上升的高度h3＝⑥电梯上升的总高度h＝h1＋h2+h3⑦由以上各式，解得h＝9