2023-2024学年河北省滦县实验中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年河北省滦县实验中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、被人们称为“能称出地球质量的人”是测出引力常量的物理学家()A．伽里略 B．卡文迪许 C．牛顿 D．开普勒2、(本题9分)下面说法中正确的是()A．速度变化的运动必定是曲线运动B．做匀速圆周运动的物体在运动过程中，线速度是不发生变化的C．平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变D．万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的3、(本题9分)将近1000年前，宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时写下诗句“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风，卧看满天云不动，不知云与我俱东．”，请问诗句中的“云与我俱东”所对应的参考系是()A．两岸 B．船 C．云 D．诗人4、(本题9分)地球可以看做一个巨大的圆形拱桥，其桥面的半径为地球半径，一辆质量为m的汽车在地面上行驶时，我们可设想：当汽车速度达到一定程度时，地面对车的支持力可以为零，重力加速度取g，则此时驾驶员对座椅的压力A．等于零B．等于mgC．大于mgD．小于mg但为不零5、(本题9分)高速公路上常有区间测速的警示牌，如图所示。根据这个警示牌，小汽车通过这个区间的时间()A．不应超过10min B．不应超过6minC．不应短于10min D．不应短于6min6、(本题9分)运动员向静止的球踢了一脚(如图)，踢球时的力F＝100N，球在地面上滚动了t＝10s停下来，则运动员对球的冲量为()A．1000N•sB．500N•sC．0N•sD．无法确定7、(本题9分)如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平（转过了90°角）。下列有关此过程的说法中正确的是A．重物M做匀速直线运动B．重物M的速度先减小后增大C．重物M的最大速度是ωLD．重物M的速度先增大后减小8、半径为r和R（r＜R）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两物体（）A．机械能均逐渐减小B．经最低点时动能相等C．在最低点对轨道的压力相等D．在最低点的机械能相等9、图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用，根据此图可做出正确判断的是()A．带电粒子所带电荷的符号B．场强的方向C．带电粒子在a、b两点的受力方向D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大10、(本题9分)下列说法正确的是()A．力是使物体惯性改变的原因B．静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大C．乒乓球可快速被抽杀，是因为乒乓球的惯性小D．为了防止机器运转时振动，采用地脚螺钉固定在地面上，是为了增大机器的惯性11、(本题9分)关于几个力与其合力，下列说法正确的是()A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同B．合力与原来那几个力同时作用在物体上C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用D．求几个力的合力遵循平行四边形定则12、(本题9分)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10kg的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10m/s2,下列说法正确的是()A．木箱所受的最大静摩擦力fm=21NB．木箱所受的最大静摩擦力fm=20NC．木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21D．木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图为某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验，图中小车是由挂在小车前端一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验都要把小车拉到同一位置再释放小车，小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。打点计时器工作频率为50Hz。（1）实验中木板略微倾斜，这样做（_________）A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为_______m/s。（保留三位有效数字）14、（10分）(本题9分)同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方案进行“探究物体运动的加速度与所受合外力关系”的的实验，其中小车A质量约为350g，并与纸带相连，B为打点计时器，托盘C内装有砝码，托盘自身的质量为5g；D为无线测力传感器。两种方案的不同在于:方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力，方案二则用传感器D直接测量绳子对小车的拉力。(1)关于器材的选取，下列说法正确的是（____________）A．方案一必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个B．方案一可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个C．方案二必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个D．方案二可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个(2)两种方案都必须进行的实验操作是（____________）A．需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力B．应先接通打点计时器电源，再释放小车C．为了减小误差，每次小车应从同一位置释放D．需要记录托盘中砝码的质量(3)某组同学利用方案进行了实验，并将所获得的6组数据对应地绘制在图所示的a-F图中，请你根据图中点迹，绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线___________。(4)根据第(3)问中你所绘制的图线，可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是____________________________________________。(5)若某组同学利用方案一进行实验室，忘记了将轨道右端垫高平衡摩擦力，一直是轨道处于水平状态，请根据牛顿运动定律，通过推导说明由这种操作和正确操作分别获取的数据所绘制的a-F图线的斜率和纵轴截距_____________________。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）如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务.某时刻甲、乙都以大小为v0=2m/s的速度相向运动,甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点.甲和他的装备总质量为M1=90kg,乙和他的装备（不包括A的质量）总质量为M2=90kg,为了避免直接相撞,乙把手中质量为m=45kg的物体A推向甲,甲迅速接住A后即不再松开,此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,且安全“飘”向空间站.求：(1)乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出?(2)设甲与物体A作用时间为t=0.5s,求甲与A的相互作用力F的大小？16、（12分）(本题9分)如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，已知板长为l，板间电压为U，板间距为d，粒子能够射出电场，不计粒子的重力．因为粒子在电场中只受到竖直向下的恒定的电场力作用，所以粒子在水平方向做匀速直线运动，在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，其合运动类似于平抛运动．求：(1)粒子在电场中的加速度大小；(2)粒子通过电场的时间；(3)粒子射出电场时竖直方向的速度；(4)粒子射出电场时合速度与初速度方向的夹角的正切值；(5)粒子射出电场时沿电场方向偏移的距离．17、（12分）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=1.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧(长度不计)，其弹性势能为10.0J，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的速度之比是vA︰vB=4︰1。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A与墙壁碰撞前后动能不变且碰撞时间不计。求：(1)弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；(2)物块A、B中有一个停下来时，A与B之间的距离。

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、B【解析】

当卡文迪许通过扭秤实验测量出引力常量后可计算地球的质量，故他被人们称为“能称出地球质量的人”A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；B.B项与上述分析结论相符，故B正确；C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；2、D【解析】

A.速度变化的运动不一定是曲线运动，如匀加速直线运动，故A错误；B.线速度是矢量，匀速圆周运动的物体在运动过程中，线速度的方向不断发生变化的．故B错误；C.根据平抛运动的特点可知，平抛运动的速度方向与重力方向之间的夹角逐渐减小．故C错误；D.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出来万有引力常量，故D正确．3、A【解析】云和我（诗人）都在向东运动，是假定两岸不动，以两岸为参考系．所以答案选A．4、A【解析】对车，根据万有引力等于重力提供向心力可得：mg＝m；对人，设座椅对人的支持力为N，则：m1g-N＝m1，解得N=0，即驾驶员与座椅之间没有作用力，故选A．5、C【解析】

由警示牌可知小汽车最大速度为：vm=120km/h、s=20km；则小汽车在区间测速段运动的最短时间为：；A.不应超过10min，与结论不相符，选项A错误；B.不应超过6min，与结论不相符，选项B错误；C.不应短于10min，与结论相符，选项C正确；D.不应短于6min，与结论不相符，选项D错误；6、D【解析】由题，踢球时的力，但不知道该力作用的时间，所以不能求出力的冲量，故ABC错误，D正确。点睛：该题考查冲量的计算，但在解答的过程中要注意时间是球在地面上滚动的时间，不是的力的作用时间。7、CD【解析】

ABD.设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ（锐角），由题知C点的线速度为，该线速度在绳子方向上的分速度就为．θ的变化规律是开始最大（90°）然后逐渐变小，所以，逐渐变大，直至绳子和杆垂直，θ变为零度，绳子的速度变为最大，为ωL；然后，θ又逐渐增大，v绳=ωLcosθ逐渐变小，绳子的速度变慢。所以知重物的速度先增大后减小．AB错误D正确。C.绳子和杆垂直，θ变为零度，绳子的速度变为最大，为ωL，故C正确。8、CD【解析】

A：圆形槽光滑，两小球在下滑过程中，均只有重力做功，机械能守恒。故A项错误。B：对左侧小球的下滑过程，据机械能守恒定律可得mgr=12mv12=C：设左侧小球在最低点时，轨道对小球的支持力为FN1；对左侧小球在最低点时受力分析，据牛顿第二定律可得FN1-mg=mD：取任一高度处为参考平面，两球在最高点无初速释放时的机械能相等；下滑过程中，两球的机械能守恒，则两球在最低点的机械能相等。故D项正确。9、CD【解析】

AB.由图可知，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，也无法判断电场的方向，故AB项与题意不相符；C.粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故C项与题意相符；D.根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故a点的电场力的大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，故D项与题意相符。10、CD【解析】：选CD.物体惯性大小与物体的受力情况及运动状态无关，A、B均错误；乒乓球质量小、惯性小、状态容易改变，可快速被抽杀，C正确；用地脚螺钉把机器固定在地球上，相当于增大了机器的质量，也就增大了机器的惯性，因此机器在运转时就难以发生振动现象，D正确．11、ACD【解析】合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同，选项A正确；合力与分力效果相等，但合力不是物体受到的力，故B错误；合力的作用可以替代原来那几个力的作用，选项C正确；求几个力的合力遵循平行四边形定则，选项D正确；故选ACD.12、AD【解析】

由图乙知木箱受的最大静摩擦力为fm=21N，故A正确，B错误；当木箱运动后受的是滑动摩擦力，大小为f=μmg=20N，解得μ=0.2，故C错误，D正确；故选AD．【点睛】对物体正确受力分析，知道什么时候的摩擦力是静摩擦力，滑动摩擦力与拉力无关是正确解题的关键．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CD2.00【解析】

第一空.实验中木板略微倾斜，这样做是为了平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功，使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动；故选CD。第二空.各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm时做匀速直线运动，利用公式：v=xt可得14、ADAB见解析图平衡摩擦过度见解析【解析】

(1)[1]乙装置由于有力传感器，则不需要测量并记录托盘及托盘中砝码的总质量，也不要求托盘及盘中砝码总质量远小于小车A的质量，而甲装置是需要的。故选AD.(2)[2]两种方案都需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力，这样才能保证拉力的功等于合外力的功，A正确；根据打点计时器使用规范，两种方案都需要应先接通打点计时器电源，再释放小车，B正确；测量过程中与小车是否在同一位置释放无关，故C错误；乙装置由于有力传感器，则不需要测量并记录托盘及托盘中砝码的总质量，故D错误.(3)[3]关系图线如图所示：(4)[4]由图可知当F=0时加速度a不为零，所以不妥之处在于右端垫得过高，平衡摩擦过度.(5)[5]由牛顿第二定律可知，未平衡摩擦时有：得：平衡摩擦时有：得：两次对比可知，忘记右端垫高平衡摩擦对图像斜率无影响，但在纵轴上会产生的负截距.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)5.2m/s(2)432N【解析】

(1)以甲、乙、A三者组成的