湖北省天门、仙桃、潜江区2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题含解析

湖北省天门、仙桃、潜江区2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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)下列说法正确的是（）A．哥白尼发现了万有引力定律B．牛顿测出引力常量C．伽利略提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆D．法拉第提出了电场的概念2、(本题9分)如图所示，质量为m的足球在地面l的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中到达的最高点2的高度为h．则A．足球由l到2过程中动能变大B．足球由l到2过程中动能变小C．足球由2到3过程中重力势能变大D．足球在位置2时动能最大3、一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（）A．60°B．45°C．30°D．75°4、(本题9分)在物理课堂上，陈老师给同学们演示了一个鸡蛋从一定高度h掉入透明玻璃缸里，结果鸡蛋摔碎了。若在实验中，将一个50g的鸡蛋从1m的高度掉下，与玻璃缸的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋受到玻璃缸的作用力约为（）A．10NB．102NC．103ND．104N5、(本题9分)如图所示，一个重200N的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体和水平面间的动摩擦因数，同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()A．大小是10N，方向向左B．大小是20N，方向向左C．大小是20N，方向向右D．大小是10N，方向向右6、(本题9分)一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动.假设汽车所受阻力恒定，下列汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是（）A． B．C． D．7、任何有质量的物体周围都存在引力场，万有引力是通过引力场发生作用的。引入“引力场强度”A来表示引力场的强弱和方向，质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力为F，则地球在该处产生的引力场强度A=，以下说法正确的是（）A．A的单位与加速度的单位相同B．A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致C．r越大，A越大D．m越大，A越小8、直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）A．总功率一定减小 B．效率一定增大C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小9、如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，物体A、B均静止。物体A和物体B的质量分别为mA、mB，轻绳与水平的夹角为θ（θ＜90°），重力加速度为g，则（）A．物体B受到地面向左的摩擦力为 B．物体B受到地面向左的摩擦力为C．物体B对地面的压力可能为零 D．物体B对地面的压力为10、(本题9分)一汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t=0时刻将汽车发动机的输出功率调为另一个恒定值，设汽车行驶过程中受到的阻力恒定不变．从t=0时刻开始，汽车运动的v-t图象可能正确的有A．B．C．D．11、(本题9分)关于电场强度和电场线，下列说法正确的是A．由可知，电场强度E与q成反比，与F成正比B．电场中某一点的电场强度，与放置的试探电荷无关C．电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹D．电荷的运动轨迹有可能与电场线重合12、(本题9分)关于功和功率的说法正确的是（）A．做功快的机器，它的功率一定大 B．做功多的机器，它的功率一定大C．做功多并且用的时间长的机器，它的功率一定大 D．做功相同，所用时间短的机器功率一定大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，回答下列问题：实验中，夹子与重物的质量m=250g，由打点计时器在纸带上打出一系列点，如图2所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g=9.80m/s2.选取其中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量△Ey=_____J．B点的瞬时速度=_____m/s（以上均要求保留3为有效数字）14、（10分）(本题9分)在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，(1)下列器材中不必要的一项是_________（只需填字母代号）．A．重物

B．纸带

C．天平

D．低压交流电源

E．毫米刻度尺(2)关于本实验的误差，说法不正确的是______________A．选择质量较小的重物，有利于减小误差B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用(3)某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C．己知相邻两点间的时间间隔为0.02s，假设重物的质量为1.00kg，则从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量_________

J，重力势能的减小量__________J．（保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s2），通过计算，数值上ΔEP

_____ΔEK

（填“>”“=”或“<”），原因是_____________________

实验的结论是__________________________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）(本题9分)如图所示，水平面AC与倾角的光滑斜面CD向用一小段光滑圆弧连接，B点左侧的水平面光滑、右侧的水平面粗糙。滑块甲、乙（均可视为质点）分别静止在A、B两点，B、C两点间的距离L=1m，现用一大小F1=2N、方向水平向右的推力推甲，经时间t1=1s推力的大小突然增大为F2=4N方向不变），又经时间撒去推力，之后甲与乙相碰并粘合在一起继续向右运动，最高能滑到斜面上的E。已知甲的质量乙的质量，甲乙与水平面BC段间的动摩擦因数均为，取。求：(1)推力F的总冲量大小I和碰前甲的速度大小；(2)甲、乙到达C点时的速度大小vC以及C、E两点间的距离d。16、（12分）(本题9分)某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v－t图象，已知小车在0～2s内做匀加速直线运动，2～10s内小车牵引力的功率保持不变，在10s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m＝1kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：(1)小车所受的阻力Ff是多大？(2)在2～10s内小车牵引力的功率P是多大？(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少？17、（12分）如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m1=0.3kg和m2=1kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v0=1.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.1．某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v2=3m/s，g取10m/s2．求：(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep(2)从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物体m1平抛的最大水平位移x的大小。

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、D【解析】

A．牛顿发现了万有引力定律，故A错误。B．卡文迪许测出引力常量，故B错误。C．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故C错误。D．法拉第提出了电场的概念，故D正确。2、B【解析】

足球由l到2过程中只受重力，重力做负功，所以动能变小．故A错误，B正确；足球由2到3过程中，重力做正功，重力势能减小，故C错误足球在位置2时重力势能最大，动能最小，故D错误；故选B．3、A【解析】小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正确，ABD错误。4、B【解析】

根据h=12gt2，代入数据可得：t=0.45s，与地面的碰撞时间约为t1=2ms=0.002s，全过程根据动量定理可得：mg（t+t1）-Ft15、C【解析】

物体相对于地面向左运动，则滑动摩擦力的方向水平向右，大小f═μFN=0.1×200N=20N．A．大小是10N，方向向左，与结论不相符，选项A错误；B．大小是20N，方向向左，与结论不相符，选项B错误；C．大小是20N，方向向右，与结论相符，选项C正确；D．大小是10N，方向向右，与结论不相符，选项D错误；故选C．6、C【解析】

根据P=Fv分析知匀加速运动时牵引力大于阻力，F不变，v随时间均匀增大，故P随时间均匀增大，故AD错误；当匀速时牵引力等于阻力，说明F突变小，速度不变，故功率突变小，以后保持不变，故C错误，B正确．故选B.7、AB【解析】

AB、F为质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力，则A=表示的就是物体的加速度，根据牛顿第二定律定律，A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致，故AB正确。CD、由万有引力定律F=G知，r越大，引力F越小，则A越小；由A=知，A与m无关，故CD错误。8、ABC【解析】

当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=一定减小，C正确；总功率P=EI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D不对9、BD【解析】

物体A受到重力和绳子的拉力处于平衡状态，所以绳子的拉力等于A的重力。以B为研究对象，受力分析如图所示：根据平衡条件，物体B受到的摩擦力：物体B受到的支持力：又，得：，故BD正确，AC错误。故选BD。10、BD【解析】试题分析：调整前，牵引力，功率，当功率调整后，若功率调大，由于速度不会瞬间变化，所以会导致牵引力瞬间变为一个较大的值，使得，汽车做加速运动，使得速度增大，而随着速度的增大，功率不再变化，牵引力逐渐减小，加速度逐渐减小，直到牵引力再次减小到，开始新的匀速直线运动，即为加速度逐渐减小的加速运动最后匀速，图像如B。若功率调小，同样由于速度不会瞬间变化，所以会导致牵引力瞬间变为一个较小的值，使得，汽车做减速运动，使得速度减小，而随着速度的减小，功率不再变化，牵引力逐渐增大，加速度逐渐减小，直到牵引力再次减小到，开始新的匀速直线运动，即为加速度逐渐减小的减速运动最后匀速，图像如D。考点：机动车的两种启动方式11、BCD【解析】

AB.电场强度的定义式为，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，故A项与题意不相符，B项与题意相符；CD.电场线是为了形象的描述电场而人为引入的曲线，而物体的运动轨迹是由物体所受合外力与初速度之间的夹角决定，二者不一定重合；在非均匀的电场中，初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动轨迹不会与电场线重合；若电场线为直线，物体的初速度为零，则运动轨迹与电场线是重合的，故CD项与题意相符．12、AD【解析】功率是表示做功快慢的物理量，则做功快的机器，它的功率一定大；并且由此可知：功率与做功多少和所用时间都有关系．在做功相同时，所用时间短的机器功率一定大．所以选项A、D都正确．点晴：根据功、功率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.490J【解析】

从O到B重力势能的减少量为利用中点时刻的速度等于平均速度可求得:故本题答案是:（1）0.490J（2）14、CA1.841.88>重物在下落过程中有摩擦阻力或纸带与限位孔间有摩擦力在误差允许范围内，机械能守恒【解析】

（1）[1]．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平，故选C．

（2）[2]．实验中减少误差，A中使用质量较小的重锤，由于阻力的存在，会使相对误差加大，故A错误；打点计时器的时间间隔为0.02s，利用自由落体运动可得若第1、2两点间距约为2mm可知纸带打第一个点时纸带刚开始运动，会减少实验误差，选项B正确；根据数据的处理方法，先松纸带后开启电源一是会减少纸带的利用率，另外打第一个点的速度不会是零，会带来误差，选项C正确；实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，使得重力势能的减小量大于动能的增加量，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.（3）[3]．B点的瞬时速度为：则动能的增加量为：△Ek＝mvB2＝×1×1.922≈1.84J[4]．重力势能的减小量为：△Ep=mgh=1×9.8×0.192J≈1.88J．[5][6][7]．通过计算，数值上ΔEP>ΔEK，原因是重物在下落过程中有摩擦阻力或纸带与限位孔间有摩擦力；实验的结论是在误差允许范围内，机械能守恒；三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)10N∙s；5m/s(2)2m/s；0.4m【解析】

（1）整个过程中，推力F的总冲量大小为：解得：对甲，根据动量定理有：解得：（2）根据动量守恒定律有：甲、乙碰撞后一起运动到点的过程中，根据动能定理有：解得：甲、乙一起从点运动到点的过程中，根据机械能守恒定律有：解得：．16、（1）2N；（2）12