2023-2024学年湖南省株洲市茶陵县第二中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年湖南省株洲市茶陵县第二中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、(本题9分)四个灯泡接成如图所示的电路．灯泡的规格为“”，灯泡的规格为“”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．这四个灯泡实际消耗功率大小的顺序，正确的是（）A．B．C．D．2、(本题9分)一条小河宽100m，水流速度为8m/s，一艘快艇在静水中的速度为6m/s，用该快艇将人员送往对岸。关于该快艇的说法中正确的是（）A．渡河的最短时间为10sB．渡河时间随河水流速加大而增长C．以最短位移渡河，位移大小为100mD．以最短时间渡河，沿水流方向位移大小为3、(本题9分)质量为0.2kg的球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球动量变化量Δp和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是()A．Δp＝2kg·m/s；W＝－2JB．Δp＝－2kg·m/s；W＝2JC．Δp＝0.4kg·m/s；W＝－2JD．Δp＝－0.4kg·m/s；W＝2J4、(本题9分)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻的速度分别是v1和v2，动能分别是Ek1和Ek2；从开始至t0时刻和t0至2t0时刻物体运动的位移分别是x1和x2，合外力做的功分别是W1和W2，则（）A．Ek2＝3Ek1B．x2＝4x1C．v2＝5v1D．W2＝W15、2018年11月央视报道了一则“超级高铁”新闻，最高时速可达4000公里/小时，观众惊呼是“黑科技”其实就是利用真空管技术和磁悬浮技术，让列车在没有摩擦阻力的"胶囊管道”中实现超高速运动．工程人员在3.2公里的直线测试轨道进行试验，启动后仅用时3秒就可以通过，则（）A．新闻中4000公里/小时是平均速度 B．用时3秒是时刻C．列车在真空管道中只受重力作用 D．测试轨道为3.2公里是位移的大小6、质量为1kg的物块A，以5m/s的速度与质量为4kg静止的物块B发生正碰，碰撞后物块B的速度大小可能为（）A．0.5m/sB．1m/sC．1.5m/sD．3m/s7、(本题9分)2000年1月26日我国发射了一颗地球同步卫星，其定点位置与东经98°的经线在同一平面内，如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1；然后点火，使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道1．轨道1、2相切于Q点．轨道2、1相切于P点．当卫星分别在l、2、1轨道上正常运行时（）A．若设卫星在轨道1上的速率v1、卫星在轨道1上的速率v1，则v1＜v1．B．卫星要由轨道1变轨进入轨道2，需要在Q点加速C．若设卫星在轨道1上经过Q点的加速度为a1Q；卫星在轨道2上经过Q点时的加速度为a2Q，则a1Q=a2Q．D．卫星要由轨道2变轨进入轨道1，需要在P点减速8、(本题9分)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：l9、(本题9分)甲、乙两辆汽车在同一条平直的公路上向东行驶，已知甲车运动得比乙车快，则下列说法正确的是()A．以甲车为参考系，乙车在向东行驶B．以甲车为参考系，乙车在向西行驶C．以乙车为参考系，甲车在向东行驶D．以乙车为参考系，甲车在向西行驶10、(本题9分)某工地上，工人将放在地面上一重10N的箱子吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中0〜5m过程的图线为曲线，5m〜15m过程的图线为直线。根据图象可知A．0〜5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小B．0〜15m过程中箱子的动能一直增加C．在位移为15m时，拉力F=20ND．在位移为15m时，拉力F=10N二、实验题11、（4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）12、（10分）(本题9分)某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C，在距地面为处由一宽度略大于A的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过，开始时A距离狭缝的高度为，放手后，A、B、C从静止开始运动（1）利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后落地用时，则钩码A通过狭缝的速度为_______（用题中字母表示）；（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需要测出环形金属框C的质量m，当地重力加速度为g，若系统的机械能守恒，则需满足的等式为___________（用题中字母表示）；（3）为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节，测出钩码A从释放到落地的总时间t，来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式；若不可行，请简要说明理由________、___________．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，在高15m的平台上，有一个小球被细线拴在墙上，球与墙之间有一被压缩的轻弹簧，当细线被烧断时，小球被弹出，不计一切阻力，（1）小球在空中运动的时间是多少？（2）已知小球落地时速度方向与水平成60°角，求小球被弹簧弹出时的速度大小？（3）小球落地时小球在水平方向的位移多大？14、（14分）(本题9分)我国月球探测计划“嫦娥工程”已启动，科学家对月球的探索会越来越深入。（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0水平抛出一个小球，经过时间t，小球速度和水平方向成45°角。已知月球半径为R月，引力常量为G，试求出月球的质量M月。15、（13分）(本题9分)如图所示，质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在光滑水平面上经过一段水平位移l后，速度从v1变为v1．请你用牛顿定律和运动学规律证明：此过程中，合力的功等于物体动能的增量．

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、A【解析】根据公式，得，四盏灯的额定电压相等，则额定功率小的电阻大，则有：；A灯泡与D灯泡串联，电流相等，因，根据，得；B灯泡与C灯泡并联，电压相等，因，根据，得；A灯泡与C灯泡电阻相等，因为干路电流大于支路电流根据，故：；B灯泡与D灯泡电阻相等，同理有：；综合得到：，C正确．故选C.【点睛】先根据小灯泡的规格确定小灯泡的电阻，然后根据串并联电路的规律确定四个小灯泡电压电流的关系，从而根据或比较它们的功率大小．2、D【解析】

A、小船要过河时间最短，船头方向需垂直河岸方向：．A错误；B、以最短时间渡河时，船头方向需垂直河岸方向，与水流的方向垂直，不论河水速度如何变化，都不会影响渡河时间，B错误；C、当合速度的方向与快艇在静水中的速度方向垂直时，渡河位移最短，设船头与上游所成的夹角为θ，则有渡河的最短航程：，C错误；D、以最短时间渡河时，所需的时间为：，那么沿水流方向位移大小为．D正确。3、A【解析】取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：△p=mv2-mv1=0.2×4-0.2×（-6）=2kg•m/s，方向竖直向上．由动能定理可知，合外力做功：W=mv22-mv12=×0.2×42-×0.2×62=-2J；故选A．点睛：此题中动量是矢量，要规定正方向，用带正负呈的数值表示动量．动量变化量也是矢量，同样要注意方向．应用动能定理可以求出合外力做的功．4、B【解析】

C.由图象及动量定理可知，F-t图象围成的面积表示合外力的冲量，故时刻物体的动量，时刻物体的动量为，即。故C错误；ABD.由动能定理知，，即，，故B正确，AD错误。5、D【解析】

A.新闻中4000公里/小时是最大速度，不是平均速度，故A错误；B.用时3秒是时间，不是时刻，故B错误；C.列车在真空管道中受到重力作用和支持力和水平方向的安培力的作用，故C错误；D.由于是直线运动，所以测试轨道为3.2公里是位移的大小，故D正确．6、BC【解析】以两球组成的系统为研究对象，以碰撞前A球的速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAv0=mAvA+mBvB

由机械能守恒定律得：12mAv02=12mAvA2+12mBvB2

解得：vB=2mAmA+mBv07、BC【解析】

A.卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：得轨道1的半径比轨道1的半径大，则v1>v1，故A错误；B.卫星要由轨道1上的Q点变轨到轨道2，要做离心运动，故需要在Q点加速，故B正确；C.根据牛顿第二定律得：，得同一点r相同，则，故C正确；D.由轨道2变轨进入轨道1需要加速，使卫星做离心运动。故D错误；8、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。9、BC【解析】

甲、乙两辆汽车在同一条平直的公路上向东行驶，因甲车运动得比乙车快，则以甲车为参考系，乙车在向西行驶；以乙车为参考系，甲车在向东行驶；故选项BC正确，AD错误；故选BC.10、AD【解析】

A．据功能关系，物体机械能的变化等于重力以外其它力做的功；据可知，机械能E与其位移x的关系图象切线斜率表示箱子所受拉力；由图象得，0〜5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小．故A项正确．BCD．由图象得，0〜5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小，5〜15m过程中箱子所受拉力；0〜5m过程中箱子所受的拉力大于重力，箱子的动能增加；5〜15m过程中箱子所受的拉力等于重力，箱子的动能不变．故BC两项错误，D项正确．二、实验题11、2.25大于0.031【解析】

第一空.C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：第二空.根据动能定理得：（mg-f）h=mv2

则有：，

知图线的斜率为：，

b的斜率小，知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2。

第三空.根据动能定理知：（m2g-f）h=mv2

则有：可知：代入数据解得：f=0.031N。12、（1）（2）（3）可行；速度【解析】试题分析：（1）由于钩码通过狭缝后，C不再对A施加力了，而AB的质量又相等，故钩码A做做匀速运动，所以钩码A通过狭缝的速度为；（2）若验证机械能守恒时，因为A降低的重力势能等于B增加的重力势能，故重力势能的减少量为C下降h2的重力势能的减少量，即mgh2，而系统动能的增加量为，故满足的等式为时，就证明机械能守恒了；（3）当h1=h2=h时，A的运动是先匀加速运动，后匀速运动，如果设加速的时间为t1，匀速的时间为t2，匀速运动的速度为v，则加速运动时的平均速度为，故t1v=2h成立；在匀速运动时，t2v=h成立；二式相加得（t1+t2）v=3h，即，故这种做法是可行的．考点：匀速运动的计算，匀变速运动的计算，机械能守恒．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、（1）（2）10m/s（3）【解析】(