2023-2024学年郑州第一中学高一物理第二学期期末考试试题含解析

2023-2024学年郑州第一中学高一物理第二学期期末考试试题注意事项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)从国家海洋局获悉，2018年我国将发射3颗海洋卫星，它们将在地球上方约500km高度的轨道上运行，由于轨道经过地球两极上空，所以该卫星又称为极地轨道卫星．下列说法中正确的是

（）A．海洋卫星的轨道平面与地球同步轨道平面垂直B．海洋卫星绕地球运动的周期可能为24hC．海洋卫星的动能一定大于地球同步卫星的动能D．海洋卫星绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球绕太阳运动的半径的三次方与周期二次方的比2、(本题9分)下列物理量中属于标量的是()A．线速度 B．角速度 C．周期 D．向心加速度3、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块，滑块的一侧是一个弧形凹槽OAB，凹槽半径为R，A点切线水平。另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上凹槽，重力加速度大小为g，不计摩擦。下列说法中正确的是（）A．当v0=时，小球能到达B点B．如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上C．当v0=时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大D．如果滑块固定，小球返回A点时对滑块的压力为4、热播电视剧《知否，知否》中有我国的一种传统投掷游戏——“投壶”如图所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v1、v2抛出“箭矢”(可视为质点）都能投入地面上的“壶”内。若“箭矢”在空中的运动时间分别为t1、t2，忽略空气阻力。则A．t1>t2 B．t1=t2 C．v1=v2 D．v1>v25、(本题9分)已知地球质量约为月球质量的81倍，半径约为月球半径的3.6倍，根据这些数据和物理规律，可得到月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的（）A．0.12 B．0.16 C．0.20 D．0.246、(本题9分)跳台滑雪是利用自然山形建成的跳台进行的滑雪运动之一，起源于挪威。运动员脚着特制的滑雪板，沿着跳台的倾斜助滑道下滑，借助下滑速度和弹跳力，使身体跃入空中，在空中飞行约4-5秒钟后，落在山坡上。某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中()A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变7、(本题9分)已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有A．月球的质量 B．地球的质量C．地球的半径 D．月球绕地球运行速度的大小8、如图所示，在动摩擦因数为0.2的水平面上有一质量为3kg的物体被一个劲度系数为120N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3m才停下来，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A．物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep＝7.8JB．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05mC．物体的离开弹簧时动能为7.8JD．当弹簧恢复原长时物体的速度最大9、(本题9分)如图所示，足够长的绝缘粗糙水平面放置一带正电的小滑块，小滑块与水平面间的动摩擦因数μ与小滑块的位移x满足μ-x图像关系，图像与横轴的交点为4m，与纵轴的交点为0.5，空间存在水平向右的足够大的匀强电场（图中未画出）．已知带电体的质量m=0.2kg，带有的电荷量，匀强电场的场强，若使小滑块由静止释放则当其运动的位移x=4m时，若，下列说法正确的是A．带电体的电势能减少了5.6JB．带电体的电势能增加了5.6JC．在这个过程中合外力做功为1.6JD．在这个过程中合外力的冲量大小是10、(本题9分)如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是()A．物块滑到b点时的速度为gRB．物块滑到b点时对b点的压力是3mgC．c点与b点的距离为RD．整个过程中物块机械能损失了3mgR11、(本题9分)如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块离射入点s远时开始匀速前进，下列判断正确的是A．f·s量度子弹损失的动能B．f·d量度子弹损失的动能C．f·s量度木块动能改变量D．f(s＋d)量度子弹损失的动能12、(本题9分)“高分四号”卫星是中国首颗地球同步轨道高分辨率遥感卫星.已知“高分四号”卫星距离地面的高度为,地球的半径为,地球表面的重力加速度大小为,万有引力常量为.下列说法正确的是（）A．“高分四号”卫星运动的周期为B．“高分四号“卫星运行的线速度大小为C．“高分四号”卫星轨道处的重力加速度大小为D．地球的平均密度为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某探究小组为探究向心力与线速度、角速度、圆周半径等大小关系，利用两个相同材质可绕竖直轴转动的水平转盘和两个相同的长方体小橡皮擦进行实验．如图所示，转盘半径分别为2r和r，A点在大转盘的边缘处、B点在大转盘上离转轴距离为r处，C点在小转盘的边缘处，橡皮擦与转盘间的最大静摩擦力是其所受重力的µ倍，大转盘通过皮带带动小转盘无打滑地转动．现将一橡皮擦放置在A处，（1）为探究线速度大小相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在_____（填“B”或“C”）处，当缓慢增大转速，可看到放置在_____处的橡皮擦先开始滑动，此时大转盘的角速度大小ω=__________．（2）为探究角速度相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在______（填“B”“C”）处，缓慢增大转速，可看到放置在_____处的橡皮擦先开始滑动．14、（10分）某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．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，竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R=0.4m的圆轨道，（1）若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h．（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．16、（12分）用弹射器从地面竖直上抛质量m＝0.05kg的小球，如果小球在到达最高点前1s内上升的高度是它上升最大高度的，重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，求：（!）小球上升的最大高度；（2）小球抛出的初速度；（3）小球上升到最大高度的时的机械能（以地面为参考面）17、（12分）(本题9分)天文观测发现：某半径为R的行星有一颗卫星绕其做匀速圆周运动。测得卫星到行星中心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的周期为T，已知万有引力常量为G.求：（1）该行星的质量和密度；（2）若在此行星表面发射卫星，则发射卫星的最小速度为多少?

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】

海洋卫星经过地球两极上空，而地球的同步卫星轨道在地球赤道平面内，所以两轨道平面相互垂直，故A正确；海洋卫星的高度小于地球同步卫星的高度，由可知，半径越小，周期越小，所以海洋卫星的周期小于地球同步卫星的周期，即小于24h，故B错误；由，得v＝，所以卫星的轨道半径越大，速度越小，由于两卫星的质量关系未知，所以无法比较两者的动能，故C错误；行星的轨道半径的三次方与周期二次方的比值与中心天体有关，由于海洋卫星绕地球转动，而地球绕太阳转动，所以两者的比值不同，故D错误；故选A．【点睛】本题考查了万有引力提供向心力，第一宇宙速度，线速度、角速度与轨道半径的关系，同步卫星的特点．比较两物体的线速度，角速度、周期与半径的关系只要找准相同的物理量就能顺利解决此类题目.2、C【解析】

A.线速度是矢量，故A错误；B.角速度是矢量，故B错误；C.周期是标量，故C正确；D.向心加速度是矢量，故D错误。3、C【解析】

A．当小球刚好到达B点时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，以小球的初速度方向为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律得：由机械能守恒定律得：代入数据解得：所以当时，小球不能到达B点，故A错误；B．小球离开四分之一圆弧轨道时，在水平方向上与滑块M的速度相同，则球将从滑块的左侧离开滑块后返回时仍然回到滑块M上，不可能从滑块的左侧离开滑块，故B错误；C．小球在圆弧上运动的过程中，小球对滑块M的压力一直对滑块做正功，所以滑块动能一直增加，故C正确；D．若滑块固定，由机械能守恒知小球返回A点时的速度大小仍为v0，在B点，根据牛顿第二定律得：解得：根据牛顿第三定律可知，小球返回B点时对滑块的压力为，故D错误。故选C。4、A【解析】

AB.箭矢做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据h=12gt2，有：t=2hCD.水平分位移相同，由于t1＞t2，根据x=v0t，有：v1＜v2；故C，D均错误.5、B【解析】

天体对表面物体的万有引力等于表面物体所受重力，则：所以即月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的0.1．A．0.12，与计算结果不符，故A项错误；B．0.1，与计算结果相符，故B项正确；C．0.20，与计算结果不符，故C项错误；D．0.24，与计算结果不符，故D项错误。6、C【解析】

运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量；根据动能定理可知合外力做功；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小.【详解】运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线，所受的合力不为零，选项A错误；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量，可知运动员沿AB下滑过程中，摩擦力减小，选项B错误；根据动能定理可知，动能的变化量为零，可知合外力做功一定为零，选项C正确；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小，选项D错误；故选C.7、BD【解析】试题分析：研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式=M=，所以可以估算出地球的质量，不能估算出月球的质量，故A错误，B正确．C、由于不知道地球表面的重力加速度，也不知道近地卫星的线速度或者周期，所以无法求出地球的半径，故C错误．D、研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据圆周运动知识得：月球绕地球运行速度的大v=，故D正确．故选BD．8、BC【解析】

AC.根据能量的转化与守恒，物体离开弹簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物体离开弹簧时的动能为Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J设弹簧开始的压缩量为x0，则开始运动时弹簧的弹性势能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故选项A不合题意，选项C符合题意；B.当物体速度最大时，物体受的合外力为零，弹簧弹力与摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物体速度最大时弹簧的压缩量x=μmgk=0.2×3×10故选项B符合题意；D.物体在弹簧恢复原长之前，压缩量为x=0.05m时速度最大，故选项D不合题意。9、AD【解析】若使小滑块由静止释放，则电场力做正功，电势能减小，则当其运动的位移x=4m时电势能减小量为，选项A正确，B错误；此过程中摩擦力的功：，由图像可知，则，则合力做功为，选项C错误；由动能定理可知：；由动量定理可知：，解得I=1.2N⋅s，选项D正确；故选AD.10、BC【解析】

由机械能守恒可知，mgR=12mv2，解得b点时的速度为v=2gR，故A错误；b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由F-mg=mv211、CD【解析】

AC．木块对子弹有一个阻力，根据牛顿第三定律，子弹对木板有一个向右的动力，即大小等于f，在这个力的作用下木块向前运动了s的距离，根据动能定理可得fs=ΔE即fs量度木块动能改变量，A错误C正确；BD．子弹在阻力f的作用下，运动了s+d的距离，根据动能定理可知fs+dfs+d所以fd表示系统动能减小的动能，也可以说是系统产生的内能，B错误D正确．12、CD【解析】根据，且可得“高分四号”卫星运动的周期为，选项A错误；根据解得，选项B错误；根据可得“高分四号”卫星轨道处的重力加速度大小为，选项C正确；地球的平均密度为，选项D正确；故选CD.点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，从而找到关于周期、线速度以及重力加速度的表达式；知道黄金代换的表达式GM=gR2；．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）C，C（2）B，A【解析】（1）因AC两处的线速度相等，则根据可知，为探究线速度大小相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在C处；C处的半径比A处较小，当缓慢增大转速，在C处的橡皮擦首先达到最大静摩擦力，故可看到放置在C处的橡皮擦先开始滑动，此时，且，解得大转盘的角速度大小ωA=；（2）则根据可知，因AB两处的角速度相等，则为探究角速度相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在B处，缓慢增大转速，根据可知，A处的橡皮首先达到最大静摩擦，故可看到放置在A处的橡皮擦先开始滑动．14、大于相同v2-【解析】试题分析：①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长