2024年重庆市南开中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024年重庆市南开中学物理高一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、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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)“竹蜻蜓”是民间的儿童玩具，如图所示，双手用力搓柄可使“竹蜻蜓”向上升，某次试验，“竹蜻蜓”离手后沿直线上升到最高点，在该过程中（）A．空气对“竹蜻蜓”的作用力大于“竹蜻蜓”对空气的作用力B．“竹蜻蜓”的动能一直增加C．“竹蜻蜓”的重力势能一直增加D．“竹蜻蜓”的机械能守恒2、在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（）A．B．C．D．3、(本题9分)如图所示，小环A套在光滑竖直杆上，小环B套在光滑水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接在一起。初始时，用力F作用在A上，使A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去F后，小环A运动至轻绳与竖直杆夹角为37°时的速率为v。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．力F的大小为2mg，方向竖直向上B．在运动过程中，小环A的机械能守恒C．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率也为vD．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为4、(本题9分)如图所示，小球从距地面5m高处落下，被地面反向弹回后，在距地面2m高处被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是（）。A．7m3mB．5m2mC．5m3mD．7m7m5、(本题9分)一个电子钟的秒针角速度为()A．πrad/s B．2πrad/s C．π/30rad/s D．π/60rad/s6、(本题9分)汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，所受阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是()A．汽车发动机的输出功率逐渐增大B．汽车发动机的输出功率保持不变C．在任意两相等的位移内，发动机做功相等D．在任意两相等的时间内，发动机做功相等7、我国2020年将首次探测火星，将完成火星探测器围绕火星飞行、火星表面降落以及巡视探测等任务。火星是地球的“邻居”，其半径约为地球半径的，质量约为地球质量的，设火星的卫星A和地球卫星B都围绕各自的中心天体做匀速圆周运动，距离中心天体的表面距离与该中心天体的半径相等，下面说法正确的是A．卫星A、B加速度之比为2：5B．卫星A、B线速度之比为C．卫星角速度之比为D．卫星A、B周期之比为8、(本题9分)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然现象具有重要作用。下列说法符合历史事实的是A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质9、(本题9分)平静水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍．从某时刻起，人向船尾走去，走到船中部时他突然停止走动．不计水对船的阻力，下列说法正确的是（）A．人在船上走动过程中，人的动能是船的动能的8倍B．人在船上走动过程中，人的位移是船的位移的9倍C．人走动时，它相对水面的速度大于小船相对水面的速度D．人突然停止走动后，船由于惯性还会继续运动一小段时间10、如图所示，固定坡道倾角为θ，顶端距光滑水平面的高度为h，一可视为质点的小物块质量为m，从坡道顶端由静止滑下，经过底端O点进入水平面时无机械能损失，为使小物块制动，将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O点。已知小物块与坡道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．弹贽弹性势能的最大值为mghB．小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上滑的加速度小C．小物块在坡道上往返运动的总路程为D．小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为二、实验题11、（4分）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，则①在纸带上打下记数点5时的速度v=__________________m/s；（计算结果保留两位有效数字）②在本实验中,若某同学作出了图像,如图，h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g=_________________m/s2。（计算结果保留两位有效数字）③在记数点0～5过程中系统动能的增量△EK=_______________J.系统势能的减少量△EP=_____J；（计算结果保留3位有效数字）12、（10分）(本题9分)三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：（1）甲同学采用如图(1)所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________．（2）乙同学采用如图(2)所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是_________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______________．（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每__s曝光一次，该小球运动到图中位置2时速度大小为__m/s(g取10m/s2)．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)暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图所示，该游艺机顶上有一个半径为4.5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示。“摇头飞椅”高O1O2=5.8m，绳长5m。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg。小明和椅子的转动可简化为如图所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37º。g取10m/s2,sin37º=0.6，cos37º=0.8，在此过程中，求:(1)座椅受到绳子的拉力大小；(2)小明运动的线速度大小；(3)小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴(即图中O1点)的距离(保留两位有效数字)。14、（14分）2019年4月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞。假设有一光子（其质量m未知）恰好沿黑洞表面做周期为T的匀速圆周运动，求：(1)若已知此光子速度为v，则此黑洞的半径R为多少？(2)此黑洞的平均密度ρ为多少？（万有引力常量为G）15、（13分）(本题9分)2012年12月28日，武汉地铁2号线正式通车．已知相距4000m的甲乙两站之间的线路为直线，在调试运行时，列车出站加速和进站减速的加速度大小均为1m/s2，中途保持匀速运行．列车从甲站由静止出发到乙站停止正好用时4min．某次调试时，列车从甲站出发比原定的出发时间晚了20s，但仍保持与原来相同的加速度出站和进站，要使列车仍然准点到达乙站，求此次列车出站加速的时间应为多少？

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、C【解析】

A．根据牛顿第三定律，空气对“竹蜻蜓”的作用力和“竹蜻蜓”对空气的作用力是一对相互作用力，相互作用力是反向等大的，所以空气对“竹蜻蜓”的作用力等于“竹蜻蜓”对空气的作用力，故A错误；BC．“竹蜻蜓”离手后沿直线上升到最高点的过程中，“竹蜻蜓”先加速后减速，动能先增大后减小，高度升高，重力势能一直增加，故B错误，C正确；D．“竹蜻蜓”离手后沿直线上升到最高点的过程中，空气阻力对“竹蜻蜓”做功，所以“竹蜻蜓”的机械能不守恒，故D错误。故选C。2、A【解析】

试题分析：当上抛的物体回到抛出点时，做初速度为v的下抛运动，之后的运动和下抛物体的运动相同，即运动时间相同，所以两者落地的时间差正好是上抛物体上升和回到抛出点的时间，上抛物体回到抛出点的运动过程中，加速度为g，初速度为v，末速度为-v，所以有，A正确【点睛】关键是知道两者落地的时间差正好是上抛物体上升和回到抛出点的时间3、D【解析】

A．在拉力作用下，AB都处于静止，说明轻绳上的拉力为0，对A分析，由于A静止，故合力为零，施加的外力等于A环的重力，故拉力F=mg方向竖直向上，选项A错误；B．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，由于轻绳存在作用力，故小环A的机械能不守恒，选项B错误；C．将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度大小相等，有解得选项C错误；D．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，则解得选项D正确。故选D。4、A【解析】

小球的起点在A末点在B，由图可知AB的长度为3米，因此其位移大小为3m，路程为小球经过的轨迹长度，由题意可知，路程为7m，故BCD错误，A正确。故选A。【点睛】对于物理中基本概念的理解要充分理解其内涵本质，路程是标量，大小等于物体运动轨迹的长度，位移是矢量，位移的大小等于由初位置指向末位置的有向线段的长度，与运动的路线无关．5、C【解析】

秒针的周期T=60s，转过的角度为2π，则角速度；故A、B、D错误，C正确．故选C．【点睛】解决本题的关键知道角速度的定义式，知道角速度与周期的关系．6、AC【解析】

匀加速运动合外力F为定值，又因为阻力不变，故牵引力恒定不变，由P=Fv，v逐渐增大所以P增大所以A正确，B错误。根据W=Fx可知因F一定，则在任意两相等的位移内，发动机做功相等，选项C正确；汽车做匀加速运动，则在任意两相等的时间内的位移不同，发动机做功不相等，选项D错误；故选AC.【点睛】该题主要考查了机车启动时功率跟牵引力、速度的关系，关键是掌握功率的公式P=Fv以及牵引力做功的公式W=Fx，题目较为简单．7、AD【解析】

设火星质量为M，地球质量则为10M，火星的半径为R，则火星卫星A的轨道半径，地球卫星B的轨道半径；A.根据加速度公式，可知，，所以，A正确；B.根据公式，可得，可知，，所以，B错误；C.由线速度之比为，可得角速度之比，选项C错误；D.周期，周期之比，选项D正确；8、BCD【解析】

试题分析:A、亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才会运动，没有力的作用，物体就要静止下来，A错误；B、伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；C、笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；D、牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，即惯性，D正确；9、AC【解析】

AC．不计水的阻力，人与船组成的系统动量守恒，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv船=0v=8v船人与船的动能之比：故AC正确；B．人与船组成的系统动量守恒，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv船=0，v=8v船vt=8v船ts人=8s船故B错误；D．人与船组成的系统动量守恒，人突然停止走动后，人的动量为零，则小船的动量也为零，速度为零，即人停止走动后，船立即停止运动，故D错误；故选AC．点睛：本题考查了动量守恒定律的应用，知道动量守恒的条件、应用动量守恒定律、动能计算公式即可正确解题；对人船模型要知道：“人走船走”，“人停船停”的道理．10、BC【解析】

A．根据能量的转化与守恒，当小物块压缩弹簧到最短时，物块的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为内能，所以弹簧弹性势能的最大值小于mgh，故A错误；B．根据牛顿第二定律，小物块下滑时小物块上滑时可见故B正确；C．物块m最终停止在O点，对于运动的全过程，由动能定理得解得在斜面上运动的总路程故C正确；D．设物体能够上升得最大高度h1，物体被弹回过程中由动能定理得：解得故D错误。故选BC。二、实验题11、2.49.70.5760.582【解析】

（1）[1]根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：（2）[2]由于由于解得：则有：解得：（3）[3][4]物体的初速度为零，所以动能的增加量为重力势能的减小量等于物体重力做功，故：12、平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动P，Q二球相碰平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动0.12.5【解析】

（1）金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．（2）两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P，Q二球相碰，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．（3）在竖直方向上，根据y=L=gT2得：曝光时间T===0.1s平抛运动的初速度为：v0==m/s=2m/s位置2竖直分速度为：