2023-2024学年湖北省宜昌一中物理高一第二学期期末统考试题含解析

2023-2024学年湖北省宜昌一中物理高一第二学期期末统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体（）A．不受地球的吸引力B．受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态C．受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态D．对支持它的物体的压力为零2、一个物体做平抛运动，则物体的水平位移决定于（）A．物体所受重力和下落的高度 B．物体所受的重力C．物体下落的高度和初速度 D．物体所受的重力和初速度3、(本题9分)下列关于同步卫星的说法正确的是（）A．它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B．它的周期、高度、速度的大小都是一定的C．我国发射的同步通讯卫星定点在北京上空D．不同的同步卫星所受的向心力相同4、(本题9分)如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（）A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒B．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动D．槽将不会再次与墙接触5、(本题9分)如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1；金星转过的角度为θ2（θ1、θ2均为锐角），则由此条件不可求得的是A．水星和金星绕太阳运动的周期之比B．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比C．水星和金星到太阳的距离之比D．水星和金星的密度之比6、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB＝1：8，则关于两卫星及轨道半径、运动速率、向心加速度之比的说法（）A．在轨道2为卫星AB．RA：RB＝1：4C．vA：vB＝1：8D．aA：aB＝16：l7、一行星绕恒星作圆周运动由天文观测可得，其运动周期为T,速度为v,引力常量为G,则下列结论正确的有A．恒星的质量为B．行星运动的轨道半径为C．行星的质量为D．行星运动的加速度为8、(本题9分)如图所示，三个完全相同的小球a、b、c从同一水平高度，以同样大小的初速度v0抛出，a的初速度方向与水平成30°，b的初速度方向竖直向上，c的初速度方向与竖直方向成30°，不计空气阻力，小球最终都落在同一水平面上，关于三个小球在空中的运动，下列说法正确的是（）A．落地前任意时刻它们的机械能都相同B．落地前任意时刻它们的动能都相同C．它们同时落到同一个水平地面D．从抛出到落地，重力对它们做的功相同9、(本题9分)如图所示，质量为的滑块和质量为的滑块套在光滑水平杆上，为竖直轴，分别用抗拉能力足够大的两根水平细线固定在转轴上，绳拉直时，两滑块到点的距离分别为和，当水平杆的角速度大小为时，下列选项正确的是（）A．绳上的拉力大小为B．绳上的拉力大于绳上的拉力C．滑块的向心加速度大小为D．滑块的周期等于滑块的周期10、(本题9分)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s1．由图中数据可得（）A．从地面至h＝4m，物体重力做功80JB．从地面至h＝4m，物体克服空气阻力做功10JC．物体的质量为1kgD．h＝0时，物体的速率为10m/s二、实验题11、（4分）图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）．12、（10分）(本题9分)如图甲所示，用落体法验证机械能守恒定律，打出如图乙所示的一条纸带，已知交流电的周期为0.02s。（1）根据纸带所给数据，打下C点时重物的速度为________m/s。（结果保留三位有效数字）（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率k，如图乙丙所示，由图象可知a的质量m1________b的质量m2。（选填“大于”或“小于”）（3）通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m2＝0.052kg，当地重力加速度g＝9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力f＝______N。（结果保留两位有效数字）三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，长为R=0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系着质量为m2=0.1kg的小球B，小球B刚好与水平面相接触．现使质量为m1=0.3kg物块A以v0=5m/s的初速度向B运动，A与水平面间的动摩擦因数μ=0.3，A、B间的初始距离x=1.5m．两物体碰撞后，A物块速度变为碰前瞬间速度的1/2，B小球能在竖直平面内做圆周运动．已知重力加速度g=10m/s2，两物体均可视为质点，试求：（1）两物体碰撞前瞬间，A物块速度v1的大小；（2）两物体碰撞后瞬间，B球速度v2的大小；（3）B球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小．14、（14分）2003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射．标志着我国的航天事业发展到了一个很高的水平．飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道．已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，引力常量为G，求：(1)地球的质量；(2)飞船在上述圆形轨道上运行的周期T．15、（13分）(本题9分)如图所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m2的小球乙静止在水平轨道上，质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰.若m1∶m2＝2∶3，且轨道足够长，（1）第一次碰撞后的瞬间两球的速度分别多大；（2）要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ应满足什么条件？.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、D【解析】

A．失重状态是物体对水平支持物的压力或者对竖直悬挂物的拉力小于自身重力，大于自身重力为超重．并不是不受地球引力A错．BCD．对航天飞机中的物体，重力提供向心力，对水平支持物或竖直悬挂物没有作用力，是完全失重，处于非平衡状态，而且受力分析也不存在向心力和离心力，BC错．D对．2、C【解析】

根据h=12gt23、B【解析】

所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转动的周期与地球的自转周期相同，与地球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位置是固定不动的．【详解】所有的地球同步卫星的必要条件是它们的轨道都必须位于地球的赤道平面内，角速度等于地球自转的角速度，周期等于地球自转的周期，则轨道高度和速度是确定的，故AC错误，B正确．由万有引力等于向心力，由向心力公式知质量不同的卫星受的向心力是不同的，故D错误．故选B．【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小．4、D【解析】小球从AB的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，在小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，选项AB错误；当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，C错误；因为全过程中，整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量，最终槽将与墙不会再次接触，D正确．【点睛】判断系统动量是否守恒关键是明确系统是否受到外力的作用，故在应用动量守恒定律时一定要明确是哪一系统动量守恒．5、D【解析】

A．相同时间内水星转过的角度为；金星转过的角度为，可知它们的角速度之比为：，周期，则周期比为，A错误；BC．根据万有引力提供向心力：知道了角速度比，就可求出轨道半径之比，根据，轨道半径之比、角速度之比都知道，很容易求出向心加速度之比，BC错误；D．水星和金星是环绕天体，无法求出质量，也无法知道它们的半径，所以求不出密度比，D正确．故选D.6、BD【解析】

AB.根据万有引力提供向心力可知:两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为1:8,所以轨道半径之比RA：RB＝1：4,所以在轨道2为卫星B，故A错误，B正确

C.根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:可得：vA：vB＝2：1故C错误；D.根据可得：aA：aB＝16：1故D正确。7、ABD【解析】

A、B项：根据线速度与轨道半径和周期的关系得行星运动的轨道半径为：，根据万有引力提供向心力，列出等式：，联立解得：，故AB正确；C项：根据题意无法求出行星的质量，故C错误；D项：加速度为：结合解得：行星运动的加速度为，故D正确。8、AD【解析】

小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，机械能守恒，根据三个小球的运动情况分析任意时刻的动能是否相同，判断它们是否同时落地。【详解】在整个过程中只有重力做功，机械能守恒，故在任意位置三个小球的机械能都相同，故A正确；b竖直上抛，运动的时间最长，当其到达最高点时速度为零，而a、c的速度一直不为零，故落地前任意时刻它们的动能不相同，只有在落地时的动能才相同，故B错误；b竖直上抛，运动的时间最长，最后落到水平地面上，故C错误；在整个过程中下降的高度相等，故重力做功W=mgh可知，重力做功相等，故D正确；故选AD。9、AD【解析】两者同轴转动，角速度相等，根据可得两者运动周期相同，绳子间的拉力充当向心力，所以绳子对两者的拉力大小相等，根据可得，向心加速度为，AD正确BC错误．10、BC【解析】

A.从地面至h=4m，物体重力势能增加了80J，则物体重力做功-80J，故A项与题意不相符；B.从地面至h=4m，物体的机械能减少10J，根据功能关系知，物体克服空气阻力做功10J．故B项与题意相符；C.由图知，h=4m时Ep=80J，由Ep=mgh得m=1kg，故C项与题意相符；D.h=0时，Ep=0，E总=100J，则物体的动能为Ek=E总-Ep=100J由E得：v0故D项与题意不相符。二、实验题11、acc2.04.0【解析】

（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a对；为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错c对；小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错．（2）平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是：联立可得可知图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线．（3）由竖直方向的分运动可知，，，即，水平初速度为C点的竖直分速度为由运动合成可知12、2.25大于