2023-2024学年吉林省白城市洮北区第一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学年吉林省白城市洮北区第一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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、(本题9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为（）A．2mgRB．3C．4D．52、(本题9分)下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C．若合外力对物体做功不为零，则物体的速度大小一定发生变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零3、(本题9分)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4、2019年初，中国科幻电影《流浪地球》热播.影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作.地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入椭圆轨道Ⅱ.在椭圆轨道Ⅱ上运行到B点，……，最终摆脱太阳束缚.对于该逃离过程，下列轨道示意图可能正确的是A． B．C． D．5、(本题9分)“科学真是迷人．”如果我们能测出月球表面的重力加速度g，月球的半径R和月球绕地球的转动周期T，就能够根据万有引力定律“称量”月球的质量了．已知引力常数为G，用M表示月球质量，关于月球质量，下列说法正确的是（）A．M= B．M=C．M= D．M=6、质量为m的汽车，其发动机额定功率为P．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（）A．B．C．D．7、(本题9分)正在水平匀速飞行的飞机，每隔1秒钟释放一个小球，先后共释放5个．不计阻力则（）A．这5个球在空中排成一条直线B．这5个球在空中处在同一抛物线上C．在空中，第1、2两球间的距离保持不变D．相邻两球的落地点间距离相等8、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则A．重力做功为50JB．物体的重力势能一定增加了50JC．重力做了50J的负功D．物体的重力势能一定减少了50J9、(本题9分)如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<．在小球从M点运动到N点的过程中A．弹力对小球先做正功后做负功B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能10、(本题9分)一条河宽100m，船在静水中的速度为5m／s，水流速度是3m／s，则A．该船可能垂直河岸横渡到对岸B．当水流速度增大时，横渡时间也增大C．当船头垂直河岸横渡时，船的位移最小D．当船头延直河岸横时，过河所用的时间最短，且为20s11、(本题9分)如图所示，一个质量是25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下,滑到底端时的速度为2m/s(取g=10m/s2),关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()A．重力做的功为500J；B．合外力做功为50J；C．克服阻力做功为50J；D．支持力做功为450J；12、(本题9分)若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C．卫星的轨道半径越大，它的运行周期越小D．卫星的轨道半径越大，它的运行周期越大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、…；(3)作出W－v草图；(4)分析W－v图象．如果W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系．以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是________．A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W….所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W…B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法是可以使木板适当倾斜C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算14、（10分）某实验兴趣小组用如图所示实验装置研究小车在斜面上的运动情况及功能关系（1）实验中，除打点计时器（含纸袋、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有___。（填选项代号）A．交流电源B．直流电源C．刻度尺D．秒表（2）部分使用步骤如下：A．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔B．接通电源，打点计时器工作稳定后释放小车C．将纸带与小车尾部相连，小车停靠在打点计时器附进D．打点完毕，关闭电源，更换纸带，重复操作，打出多条纸带上述步骤的正确顺序是_____（用字母填写）（3）从打出的纸带中选出了一条理想纸带，纸带上点迹清晰，打点计时器所用的电源频率是50Hz．如图所示，O、A、B、C、D是选用的计数点，测得s1=2.50cm、s2=3.50cm、s3=4.50cm、s4=5.50cm。相邻两个计数点间的时间间隔是T=__s；打计数点B时纸带的瞬时速度大小为vB=__m/s．小车的加速度a=____m/s2。（4）斜面倾角=37，小车的质量为0.2kg，从打下计数点B到D的过程中，小车机械能的减小量E=___J（取g=9.8m/s2，=0.6，=0.8）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）一个人站在距地面高h=15m处，将一个质量为m=100g的石块以的速度斜向上抛出，g=10m/(1)若不计空气阻力，求石块落地时的速度v(2)若石块落地时速度的大小为v=18m/s，求石块克服空气阻力做的功W。16、（12分）(本题9分)如图所示，五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为0.5m，质量为0.6kg．在第一块长木板的最左端放置一质量为0.98kg的小物块已知小物块与长木板间的动摩擦因数为0.2，长木板与地面间的动摩擦因数为0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．一颗质量为0.02kg的子弹以的150m/s水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g取10m/s2(结果保留2位有效数字)(1)分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动．(2)求整个运动过程中最后一块长木板运动的距离．17、（12分）(本题9分)国际空间站是迄今最大的太空合作计划，其离地高度为H，绕地球运动的周期为T1．通过查找资料又知万有引力常量G，地球半径R，同步卫星距地面的高度h，地球的自转周期T2以及地球表面重力加速度g．某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由得（1）请判断上面得出的结果是否正确，请说明理由；如不正确，请给出正确解法和结果．（2）请根据题给条件再提出两种估算地球质量的方法，并解得结果．

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、A【解析】

由题意知水平拉力为F=mg；设小球达到c点的速度为v，从a到c根据动能定理可得：F⋅3R-mgR=12mv2，解得：v=4gR，小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，可得：t=vg=2、C【解析】

AB．力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，AB错误；C．物体合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，C正确；D．物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，不如物体做匀速圆周运动，动能不变，合外力不为零，D错误.3、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；4、A【解析】

根据开普勒第一定律可得，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，由题意可知B点是椭圆轨道的远日点，地球在做离心运动。A.图与结论相符，选项A正确；B.图与结论不相符，选项B错误；C.图与结论不相符，选项C错误；D.图与结论不相符，选项D错误；5、A【解析】

在月球表面，物体的重力与万有引力相等，由此列式可求得月球的质量．月球绕地球做圆周运动时，根据万有引力提供向心力列式，也能求得月球的质量．【详解】A、B项：在月球表面，物体的重力与万有引力相等，则有，，可得月球的质量为，故A正确，B错误；C、D项：月球绕地球做圆周运动时，根据万有引力提供向心力得，由于r表示轨道半径，而R表示月球半径，可得地球质量，故C、D错误．故应选：A．【点睛】解决本题时要掌握两种求天体质量的方法：1、根据万有引力提供圆周运动向心力，可计算中心天体的质量M．2、在星球表面重力与万有引力相等，可以根据重力加速度和星球半径求得星球质量．6、D【解析】

当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F＝f+mgsinθ＝kmg+mgsinθ＝mg（k+sinθ），由功率P＝Fv，所以上坡时的速度：，故A、B、C错误，D正确.7、AD【解析】

AD．释放的每个小球都做平抛运动，水平方向的速度与飞机的飞行速度相等，所以5个小球均始终在飞机正下方，且相邻小球落地点间距相等，故AD正确；BC．竖直方向5个小球均为自由落体运动，由于第2个球释放时第1个小球的速度已经为v0＝gt＝10m/s，所以之后经时间t，两小球间距为Δh＝(v0t＋gt2)－gt2＝v0t，所以两小球间距逐渐增大，故BC错误．8、BC【解析】克服重力做功，即重力做负功，则重力势能一定增大，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，故重力势能增加50J，BC正确．【点睛】重力势能变化量直接对应重力做功，与其他因素无关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，且满足．9、BCD【解析】

牛顿第二定律、能量守恒定律【详解】A．因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<知M处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球选做负功后正功，选项A错误．B．当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，加速度为g；当竖直方向的合外力为mg时，加速度为也g，则有两个时刻的加速度大小等于g，选项B正确；C．弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力与速度垂直，则做功的功率为零，选项C正确；D．由M→N的动能定理，因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，则由弹力作功特点知，即，选项D正确．10、AD【解析】

小船参与了静水的运动和水流的运动，最终的运动是这两运动的合运动．当静水中速度与河岸垂直时，渡河时间最短．【详解】由于船在静水中速度大于水流速度，则两者的合速度垂直河岸，可以正对到达．故A正确．当水速增大时，不会影响垂直河岸的速度，因此横渡时间不会受到影响，故B错误；当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，且最短时间为，故C错误，D正确；故选AD．【点睛】解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰，注意理解船垂直过河与合速度垂直过河的区别．11、AB【解析】

小孩从静止开始下滑的过程中，重力做功WG=mgh=25×10×2J=500J，A正确；支持力不做功为零，D错误；根据动能定理，合外力做的功等于动能的变化量，则W合=12m故本题选AB。12、BD【解析】

卫星绕地球做匀速圆周运动是因为万有引力充当向心力，由万有引力公式可知周期、半径及线速度的关系；【详解】卫星的向心力由万有引力提供得；

A、由万有引力公式可得运行线速度，故半径越大，运行速度越小，故A错误，B正确；

C、由万有引力公式可得运行周期，故半径越大，运行周期越大，故C错误，D正确．【点睛】判断卫星各量的变化时，最好直接利用万有引力公式充当向心力列出方程推导出结论后再进行判断，千万不要乱套公式．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D【解析】

试题分析：当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算．因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故A正确；小车运动中会受到阻力，使木板适当倾斜，小车阻力补偿的方法是平衡摩擦力，故B正确；本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小，故C正确；本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系．这个速度是指橡皮绳做功完毕时的瞬时速度，而不是整个过程的平均速度，故D错误．考点：考查了探究功与速度变化的关系14、ACACBD0.10.4001.000.10【解析】

第一空、AC打点计时器需要使用交流电源，需要用刻度尺测量计数点之间的距离，打点计时器本身就是计量时间的仪器，故不需要秒表。第二空、ACBD第三空、0.1打点计时器所用的电源频率是50Hz，O、A、B、C、D是选用的计数点，计数点与计数点之间有5个时间间隔，相邻两个计数点间的时间间隔是