2024届湖北省鄂州市部分高中联考协作体物理高一下期末学业水平测试试题含解析

2024届湖北省鄂州市部分高中联考协作体物理高一下期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、质量为m的物体以初速度v竖直向上抛出，经时间t，达到最高点，以竖直向上为正方向，在这个过程中，物体的动量变化量和重力的冲量分别是A．mv和－mgt B．mv和mgtC．－mv和－mgt D．－mv和mgt2、(本题9分)如图，一物体停在匀速转动圆筒的内壁上，如果圆筒的角速度增大，则（）A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了C．物体所受弹力和摩擦力都减小了D．物体所受弹力增大，摩擦力不变3、(本题9分)如图所示为火车车轮在转弯处的截面示意图，轨道的外轨高于内轨，在此转弯处规定火车的行驶速度为v，则A．若火车通过此弯道时速度大于v，则火车的轮缘会挤压外轨B．若火车通过此弯道时速度小于v，则火车的轮缘会挤压外轨C．若火车通过此弯道时行驶速度等于v，则火车的轮缘会挤压外轨D．若火车通过此弯道时行驶速度等于v，则火车对轨道的压力小于火车的重力4、(本题9分)跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员做加速运动，随后降落伞张开，跳伞员做减速运动，速度降至一定值后维持这一速度做匀速运动，直至落地，现在有水平方向的风，下列说法正确的是A．跳伞员落地速度与风速无关B．跳伞员落地时间与风速无关C．风速越大，跳伞员落地速度越小D．风速越大，跳伞员落地时间越短5、(本题9分)大型货运站中有旋臂式起重机。右图所示的起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向向上做匀减速运动。此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的A．B．C．D．6、(本题9分)在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是()A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D．原子是不可再分的．7、(本题9分)如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻为r0。不称重物时，滑片P在A端；称重物时在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器接入电路的阻值发生变化，通过电流表的示数即可显示被称物体的重量值。已知P的滑动过程，弹簧始终未超出弹性限度，则闭合开关S后A．不称重物时电流表的不数为零B．达到最大称重值时电路中的电流为I=C．电流表示数越大，则说明所称物体越重D．所称物体越重，电源的总功率越大8、(本题9分)如图所示，a、b、c、d是竖直平面内圆上的四个点，连线ab、cd均过圆心O且相互垂直，在圆心处固定一点电荷。现施加一方向与ab平行的匀强电场（图中未画出），则下列说法正确的是（）A．a、b两点的电势相同B．c、d两点的电势相同C．a、b两点的电场强度等大D．c、d两点的电场强度等大9、(本题9分)1019年4月10日11点，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。科学家曾在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，将黑洞视为质点，且两黑洞与圆心始终在一条直线上。若其中一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1，另一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1．根据所学知识，下列选项正确的是（）A．双黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．双黑洞的轨道半径之比r1：r1＝M1：M1C．双黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．两黑洞的周期之比为T1：T1＝l：110、(本题9分)如下图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（）A．断开S后，使B板向右平移一些B．断开S后，使A、B两板错开一些C．保持S闭合，使A、B两板靠近一些D．保持S闭合，使A、B两板正对面积减小一些11、如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝4kg的小物体B以水平速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是()A．木板A获得的动能为2J B．系统损失的机械能为2JC．木板A的最小长度为2m D．A、B间的动摩擦因数为0.112、(本题9分)为了探究平抛运动的规律，某同学设计如图所示的实验装置，两个完全相同的斜槽固定在同一竖直平面内，斜槽2的末端吻接一足够长的水平轨道，让两个完全相同小球同时从斜槽上滚下．有关该实验下列说法正确的是_______A．只能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动B．只能验证平抛运动水平方向是匀速直线运动C．既能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动，又能验证水平方向是匀速直线运动D．两小球释放点距斜槽末端的高度差应相等二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)若已知某星球的质量为M，半径为R，引力常量为G，则该星球的第一宇宙速度为________；若已知某星球的半径为R，星球表面的重力加速度为g，则该星球的第一宇宙速度为____________。14、(本题9分)有两颗人造地球卫星，质量之比是m1︰m2＝6︰1，轨道半径之比是r1︰r2＝2︰1，则它们的向心加速度之比是a1︰a2＝________，所受向心力之比F1︰F2＝_________．15、(本题9分)能量守恒定律：__________________________.三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆轨道相切，圆轨道半径R＝0.4m．一个小球停放在水平轨道上，现给小球一个v0＝5m/s的初速度，求：(g取10m/s2)(1)小球从C点飞出时的速度．(2)小球到达C点时，对轨道的作用力是小球重力的几倍？(3)小球从C点抛出后，经多长时间落地？(4)落地时速度有多大？17、（10分）(本题9分)如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接，在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场．现有一质量为m、电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示，小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)．已知A、B间距离为2R，重力加速度为g，在上述运动过程中，求：（1）小球经过C点的速度大小（2）小球经过半圆轨道上与圆心O等高处D点的速度大小（3）电场强度E的大小（4）小球在圆轨道上运动时的最大速率

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、C【解题分析】

以竖直向上为正方向，物体动量的变化：△P=P′-P=0-mv=-mv，重力的冲量：I=-mgt；A.mv和－mgt；与结论不相符，选项A错误；B.mv和mgt；与结论不相符，选项B错误；C.－mv和－mgt；与结论相符，选项C正确；D.－mv和mgt；与结论不相符，选项D错误；2、D【解题分析】运动过程中，在竖直方向上受力平衡，即重力大小等于摩擦力大小，所以当圆筒的角速度增大后，竖直方向上仍处于平衡状态，故摩擦力大小仍等于重力大小，不变化，物体受到的支持力即弹力充当向心力，根据公式a=ω3、A【解题分析】

如图所示为火车车轮在转弯处的截面示意图，轨道的外轨高于内轨，在此转弯处规定火车的行驶速度为v，则A.当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，故A正确；B.当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，故B错误；C.当火车以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供向心力，内外轨都无压力，故C错误；D.设内外轨间形成斜面倾角为θ，当火车以v的速度通过此弯路时，由受力可知，Ncosθ=mg，解得：4、B【解题分析】跳伞员参与水平方向的风速和竖直方向的运动；落地时间以及落地的竖直速度只由竖直方向的分运动来决定，与风速无关；落地的速度等于风速与竖直速度的矢量和，即，可知风速越大，落地的速度越大；故选B.5、C【解题分析】

A.竖直方向向上匀减速，加速度向下，水平匀速，没有加速度，所以合加速度向下，与合速度不在一条直线上，物体做曲线运动，A错误。BCD.曲线运动弯向合外力（合加速度）方向，即向下，所以BD错误C正确。6、C【解题分析】α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变．α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小；综上所述，少数的α粒子发生了大角度的偏转的原因是原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．故C正确，ABD错误．故选C．点睛：本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．7、CD【解题分析】

A.不称重时，P在A端，接入电路的电阻最大，电流最小，但不为零，故A错误；B.达到最大称重值时，滑动端到达B端，此时滑动变阻器接入电路的电阻为零，则电路中的电流为I=EC.所称物体越重，P越向下，接入的电阻越小，电流越大，故C正确；D、总功率P总=EI，E不变，所称物体越重，电流I越大，则电源的总功率越大，故D正确。8、BD【解题分析】

对于圆心O处的点电荷，a、b两点的电势相等，对于匀强电场a、b电势不相等，所以叠加后的电势不相等，A错误；对于圆心O处的点电荷，c、d两点的电势相等，对于匀强电场c、d电势相等，所以叠加后的电势相等，故B正确；对于圆心O处点电荷形成的电场，a、b两点的电场强度等大反向，对于匀强电场a、b两点电场强度等大同向，故叠加后电场强度不相等，C错误；对于圆心O处点电荷形成的电场，c、d两点的电场强度等大反向，对于匀强电场c、d两点电场强度等大同向，方向水平，故叠加后电场强度大小相等，方向不同，D正确；9、BCD【解题分析】

AD.一对相互环绕旋转的超大质量不等的双黑洞系统，在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，绕它们连线上某点做匀速圆周运动，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A项不合题意，D项符合题意；B.根据万有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B项符合题意.C.根据a＝ω1r，因为a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C项符合题意.10、AB【解题分析】

断开S，电容器带电量保持不变，B板向右平移一些，即A、B间距增大一些，根据C=εS4πkd，d变大，C变小。根据C=Q/U，U增大，张角变大。故A正确。断开S，电容器带电量保持不变，使A、B正对面积错开一些，根据【题目点拨】解决本题的关键在处理电容器动态分析时，电容始终与电源相连，两端间电势差不变，与电源断开，电量保持不变．11、AD【解题分析】试题分析：由图示图象可知，木板获得的速度为，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，解得，木板A的质量为，木板获得的动能为，故A正确；系统损失的机械能，代入数据解得，故B错误；速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，故由图得到0-1s内B的位移为，A的位移为，木板A的最小长度为，故C错误；由图示图象可知，B的加速度，负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得，代入解得，故D正确．考点：考查了动量守恒定律，牛顿第二定律，速度时间图像，【名师点睛】本题属于木块在木板上滑动类型，既考查读图能力，也考查运用牛顿第二定律、功能关系处理复杂力学问题的能力．12、BD【解题分析】

ABC.图中观察到的实验现象是球1将在水平轨道上击中球2，可知平抛运动在水平方向的运动规律与球2的运动规律相同，知平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，故AC错误，B正确；D.图中两球从斜面的同一高度由静止同时释放，这样保证水平初速度相等，故D正确．故选BD．二．填空题(每小题6分，共18分)13、【解题分析】

[1]航天器在星球表面附近做匀速圆周运动的线速度，就是第一宇宙速度。其做圆周运动的向心力由万有引力提供，由向心力公式①解得第一宇宙速度②[2]在星球表面附近重力等于万有引力，所以③由②③式解得14、1:43:2【解题分析】卫星围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供圆周运动向心力有:两颗人造地球卫星，质量之比是m1︰m2＝6︰1，轨道半径之比是r1︰r2＝2︰1所以两者的向心力之比为F1︰F2＝3:2根据万有引力提供向心力可得：两颗人造地球卫星，轨道半径之比是r1︰r2＝2︰1，所以向心加速度之比是a1︰a2＝1:4点睛：人造地球卫星的向心力由万有引力提供,则由公式可得出各量的表达式,则可得出各量间的比值.15、能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变．【解题分析】

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变．三．计算题(22分)16、(1)3m/s（2）1.25倍（3）0.4s（4）5m/s【解题分析】

(1)小球从B到C的过程中根据