湖北省咸宁市重点中学2024届物理高一第二学期期末统考试题含解析

湖北省咸宁市重点中学2024届物理高一第二学期期末统考试题注意事项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：（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)德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知)A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径2、(本题9分)在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服是用铜丝编织的，则下列说法正确的是（）A．铜丝编织的衣服不易拉破B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零D．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零3、(本题9分)三个人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如右图所示的方向做匀速圆周运动，已知mA=mB>mC,则三个卫星（）A．线速度大小的关系是vA>vB=vCB．周期关系是TA>TB=TCC．向心力大小的关系是FA=FB<FCD．角速度的关系是ωA＜ωB＜ωC4、(本题9分)如图为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时做匀加速运动的v–t图线，已知在第3s末两个物体在途中相遇，则物体的出发点的关系是A．从同一地点出发 B．A在B前3m处C．B在A前3m处 D．B在A前5m处5、(本题9分)如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则：A．卫星在P点的加速度比在Q点的加速度小B．卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大C．在椭圆轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度D．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ6、(本题9分)关于做曲线运动的物体所受的合力，下列说法正确的是：A．一定是恒力B．一定是变力C．合力方向与速度方向在同一直线上D．合力方向与速度方向不在同一直线上7、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=10m/s2，下列分析正确的是A．手机对眼睛的作用力大小约为4.5NB．手机对眼睛的作用力大小约为3.0NC．全过程手机重力的冲量大小约为0.15N·sD．全过程手机重力的冲量大小约为0.30N·s8、如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。下列说法中正确的是()A．卫星在A点的速度最大B．卫星在C点的速度最大C．卫星在A点的加速度最大D．卫星在C点的加速度最大9、(本题9分)如图,竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一档板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A．B．C的质量均为m．给小球一水平向右的瞬时速度V，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，（不计小球与环的摩擦阻力），瞬时速度必须满足A．最小值B．最大值C．最小值D．最大值10、(本题9分)物体在地面附近绕地球做圆周运动时的速度就叫做第一宇宙速度．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．第一宇宙速度大小约为11.2km/sB．第一宇宙速度是人造卫星绕地球运动的最大运行速度C．第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最小发射速度D．若已知地球的半径和地球表面的重力加速度，便可求出第一宇宙速度11、如图所示，长为0.5m的轻杆一端与质量为2kg的小球相连，另一端可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使其在竖直面内做圆周运动，若小球通过轨道最低点a时的速度为4m/s，通过轨道最高点b时的速度为2m/s，重力加速度g=10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，下列说法正确的是（）A．在a点，小球对轻杆作用力的方向竖直向下B．在a点，小球对轻杆作用力的大小为24NC．在b点，小球对轻杆作用力的方向竖直向上D．在b点，小球对轻杆作用力的大小为4N12、(本题9分)如图所示，一物块静止在倾角为的斜面上，物块受到的重力可分解为沿斜面向下和垂直斜面向下的两个分力．现减小斜面的倾角，则（）A．变小 B．变大 C．变小 D．变大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验：(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_______；A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)实验得到如图乙所示的纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测出它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T，重物质量为m。从打O点到达B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=_________，动能变化量△EK=_________；(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式v2=2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法14、（10分）(本题9分)某组同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，实验中，让重锤拖着纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打下一系列点．（1）他们拿到了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要__________．（选填选项前的字母）A．交流电源B．毫米刻度尺C．天平及砝码D．秒表（2）先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如图2所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别为=12.16cm、=19.1cm和=27.36cm，其中有一个数值在记录时有误，是__________（选填选项前的字母）A．B．C．（3）已知重锤的质量为m，当地重力加速度为g，两相邻计数点间的时间间隔为T．为了验证机械能守恒定律，需要将重锤动能的增加量m与重锤重力势能的减少量__________进行比较．（选填选项前的字母）A．B．C．（4）他们在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点O的距离h，计算对应各计数点的重物速度v，描绘出图像，如下图所示，正确的是__________．（选填选项前的字母）（5）推导题（4）中图线的斜率表达式___________（所需物理量自行设定）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)质量为的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上．平衡时，弹资的压缩量为，如图所示．物块从钢板正对距离为的处自由落下，打在钢板上井立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动．已知物体质量也为时，它们恰能回到点，若物块质量为，仍从处自由落下，则物块与钢板回到点时，还具有向上的速度，求：（1）弹簧压缩时的弹性势能；（2）物块质量为时向上运动到最高点与点的距离．16、（12分）假如你乘坐我国自行研制的、代表世界领先水平的神州X号宇宙飞船，通过长途旅行，目睹了美丽的火星，为了熟悉火星的环境，飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，测得飞行n圈所用的时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G，求：（1）神舟X号宇宙飞船绕火星运动的周期；（2）火星的质量；（3）火星表面的重力加速度。17、（12分）如图所示，一电荷量q=3×10-4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．求：(1)流过电源的电流；(2)两板间的电场强度的大小；(3)小球的质量．

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】

设太阳系的质量为m，黑洞的质量为M，太阳系绕黑洞做圆周运动的向心力由万有引力提供，则，解得黑洞的质量M：，则已知太阳系绕该黑洞公转的周期T和公转的半径r可求解黑洞的质量；或者已知太阳系的运行速度v和公转的半径r可求解黑洞的质量M，故选项D正确，ABC错误.2、C【解题分析】

屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．等电位说明电势相等而不是等于1，等电势时电势差为1，电场强度为1．所以C正确，ABD错误；故选C【题目点拨】处在高压电场中的人体，会有危险电流流过，危及人身安全，因而所有进入高电场的工作人员，都应穿全套屏蔽服．带电作业屏蔽服又叫等电位均压服，是采用均匀的导体材料和纤维材料制成的服装．其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．成套的屏蔽服装应包括上衣、裤子、帽子、袜子、手套、鞋及其相应的连接线和连接头3、A【解题分析】根据卫星受到的万有引力提供向心力得：，故线速度线速度跟半径的平方根成反比，因为，则，A正确；周期知周期跟半径的3次方的平方根成正比，已知半径，则，B错误；向心力，根据以及，可得，C错误；角速度，因为，则，D错误．4、C【解题分析】

A物体前3秒内的位移（应用平均速度）：xA=×3m=6m；也可解A问题与坐标轴围成的三角形的面积：xA=×3×4m=6mB物体前3秒内的位移：xB=×3m=3m两物体在第3s末两个物体在途中相遇，说明A物体出发时应在B物体后方3m处，即B在A前3m处，故C正确．故选C5、B【解题分析】

A、根据牛顿第二定律得，解得，由于卫星在点的轨道半径比在点的轨道半径小，即，所以知卫星在点的加速度比在点的加速度大，故选项A错误；BD、卫星从椭圆轨道Ⅰ进入同步轨道Ⅱ需要在点需加速，使万有引力小于所需向心力，做离心运动，所以卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大，故选项B正确，D错误；C、在椭圆轨道Ⅰ上，根据动能定理得从到的过程，万有引力做正功，则动能增大，所以的速度大于点的速度，故选项C错误；6、D【解题分析】

物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力．【题目详解】物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力可以变化，可以不变化。平抛运动受到的是恒力，匀速圆周运动受到的是变力，故D正确，A、B、C错误；故选D.【题目点拨】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．7、AC【解题分析】

AB.20cm=0.20m；150g=0.15kg；根据自由落体速度v=2gh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ΔP=0-(-mv)=0.30kg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Ft-mgt=ΔP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。8、AC【解题分析】

AB．A点为近地点，C点为远地点，所以A点速度最大，A正确B错误CD．A点为近地点，C点为远地点，根据万有引力定律可知，卫星在A点的加速度最大，C正确D错误9、CD【解题分析】

考点：牛顿第二定律；向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：当小球恰好到达最高点时，由重力提供向心力，求出小球在最高点时速度，根据机械能守恒定律求出小球经过最低点时速度，即为速度的最小值．当小球经过最高点恰好使环在竖直方向上跳起时，对环的压力等于环和木板B的重力和时，根据牛顿第二定律求出小球在最高点时速度，根据机械能守恒定律求出小球经过最低点时速度，即为速度的最大值．解答：解：当小球恰好到达最高点时，设小球经过最高点时速度为v1，最低点速度为v2，则mg=m①根据机械能守恒定律得mg·2r+m=m②由①②联立得最小速度v2=当小球经过最高点恰好使环在竖直方向上跳起时，小球对环的压力等于环的重力和木板B的重力和．以小球为研究对象，根据牛顿第二定律得mg+2mg=m③根据机械能守恒定律得mg×2r+m=m④解得最大速度v2′=．故应该选CD10、CD【解题分析】试题分析：根据万有引力提供向心力可知，当r取地球半径，则v=7900m/s，即第一宇宙速度，所以A错．R越大，速度越小，所以B对．要把卫星送入轨道，则需要更多机械能，因此越远越困难，所以C对．，所以D对考点：万有引力提供向心力点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解．11、AD【解题分析】

AB、在a点对小球：F-mg=m，轻杆对小球的拉力F=mg+m=210N+2N=84N，根据牛顿第三定律知，在a点，小球对轻杆作用力大小为84N，方向竖直向下，故A正确，B错误。CD、在b点对小球：mg-F=m，轻杆对小球的支持力F=mg-m=210N-2N=4N，根据牛顿第三定律知，在b点，小球对轻杆的压力大小为4N，方向竖直向下，故C错误，D正确。12、AD【解题分析】根据平行四边形定则，将重力分解，如图所示：

故，当减小时，减小，增加，AD正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A-mghB【解题分析】

(1)验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相等，所以需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故选选项A；(2)从打O点到打B的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=-mghB，B(3)实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故选项C正确。14、ABBBAk=2g【解题分析】

(1)[1].“验证机械能守恒定律”的实验中除所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要交流电源和毫米刻度尺，故选AB；(2)[2].毫米刻度尺应估读到0.01cm，所以hB的读数有误，故选B；(3)[3].由求解的是重物从开始下落到B时的动能增量，则重锤重力势能的减少量应该对应于mghB，故选B；(4)[4].由可得，则图像应该是过原点的直线，故选A；(5)[5].在(4)中图像斜率的表达式为k=2g．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、;【解题分析】物块与钢板碰撞时的速度由机械能守恒，得①设表示质量为的物块钢板碰撞后一起向下运动的速度，因碰撞时间极短，系统所受外力远小于相互作用的内力，