2024年湖北省宜昌市协作体物理高一第二学期期末调研试题含解析

2024年湖北省宜昌市协作体物理高一第二学期期末调研试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)我国自主研发的“北斗”卫星导航系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，第五颗静止轨道卫星北斗-G6已于2012年10月25日成功发射，目前仍正常运行在地球同步轨道上。下列关于正常运行中的北斗-G6卫星的说法中，正确的是A．卫星处于平衡状态B．卫星的线速度是不变的C．卫星的轨道高度是不变的D．卫星的线速度大于第一宇宙速度2、如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h.在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD.下列关系式正确的是()A．PA＝PB＝PC＝PD B．PA＝PC>PB＝PDC．PA＝PC＝PD>PB D．PA>PC＝PD>PB3、如图所示，一可看做质点的小球从一台阶顶端以4m/s的水平速度抛出，每级台阶的高度和宽度均为1m，如果台阶数足够多，重力加速度g取10m/s2，则小球将落在标号为几的台阶上()A．3B．4C．5D．64、(本题9分)物体做匀速圆周运动时，保持不变的物理量是A．速度B．加速度C．合外力D．动能5、(本题9分)宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时写了一首诗，如图所示。诗人艺术地表达了他对以下哪个概念的理解A．质点 B．参考系 C．矢量 D．坐标系6、(本题9分)所示为火车在转弯处的截面示意图，轨道的外轨高于内轨．某转弯处规定行驶的速度为v，当火车通过此弯道时，下列判断正确的是（）A．若速度大于v，则火车轮缘挤压内轨B．若速度大于v，则火车轮缘挤压外轨C．若速度大于v，则火车所需向心力由外轨轮缘挤压产生D．若速度小于v，则火车所需向心力由内轨轮缘挤压产生7、(本题9分)下图为八颗行星绕太阳公转轨迹示意图，假设上述行星及小行星带上的行星绕太阳运动轨迹均可看成圆周，忽略行星之间万有引力作用．则下列关于各行星绕太阳做圆周运动的说法中正确的是()A．火星做圆周运动的线速度大于地球做圆周运动的线速度B．火星做圆周运动的加速度小于地球做圆周运动的加速度C．海王星做圆周运动的周期大于天王星做圆周运动的周期D．假设海王星的质量等于天王星的质量，则海王星做圆周运动的动能与它的势能之和小于天王星动能与势能之和8、登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比（）行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A．火星的公转周期较大B．火星做圆周运动的加速度较大C．火星表面的重力加速度较大D．火星的第一宇宙速度较小9、老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度10、如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的重物相连，重物套在固定的粗糙竖直杆上．开始时重物处于A处，此时弹簧水平且处于原长．现将重物从A处由静止开始释放，重物下落过程中经过B处时速度最大，到达C处时速度为零，已知AC的高度差为h．现若在C处给重物一竖直向上的初速度v，则圆环恰好能回到A处．已知弹簧始终在弹性限度内，重物与杆之间动摩擦因数恒定，重力加速度为g，则下列说法中正确的是A．重物下滑到B处时，加速度为零B．重物在下滑过程中所受摩擦力先增大后减小C．重物从A到C的过程中弹簧的弹性势能增加了D．重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失大于上升过程中机械能的损失11、如图所示，t=0时刻，b物体在a物体前方500m处，a、b的图像如图所示，下列选项正确的是A．a、b加速时，物体a的加速度大于b的加速度B．20s时，两物体相距最远C．a、b相遇两次D．第二次相遇在60s12、如图所示，长为l的轻杆两端各固定一个小球（均可视为质点），两小球的质量分别为mA=m和mB=2m，轻杆绕距B球处的光滑轴O在竖直平面内自由转动。当杆转至图中竖直位置时，A球速度为。则此时A．B球的速度大小为B．B球的速度大小为C．杆对B球的支持力为mgD．杆对A球的拉力为2mg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)利用斜槽轨道做“验证动量守恒定律”的实验，实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示．(1)除了图中的器材外还需要_________.A．秒表B．刻度尺C．天平D．弹簧秤E.游标卡尺(2)下列关于实验的一些要求必要的是______.A两个小球的质量应满足<<B．实验中重复多次让．球从斜槽上释放，应特别注意让a球从同一位置由静止释放C．斜槽轨道的末端必须调整水平D．需要测出轨道末端到水平地面的高度E.必须测量出小球的直径(3)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式·OP=___________成立．14、（10分）(本题9分)学习了传感器之后，在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”，分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像．（1）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件：_________．（重物质量为M，小车与传感器质量为m）（2）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是__________；符合乙组同学做出的实验图像的是______________．（选填①、②、③）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)一质量2kg的物块放于水平面。在与水平面成37o斜向上的拉力10N作用下，从静止开始向右运动5m的距离,物块与水平面间的动摩擦因数0.2，求：（1）拉力对物块所做的功（2）摩擦力对物块所做的功16、（12分）(本题9分)如图所示，某一滑道由斜坡和水平滑道组成，斜坡顶端A距水平滑道高度为h，倾角为θ，水平粗糙滑道BC段长为d，水平滑道CD段光滑。将轻弹簧的一端水平连接并固定在墙上，另一自由端恰位于水平滑道C点。物块从斜坡A处静止下滑，从斜坡进入水平滑道时，在底端B点处无能量损失（即速度大小不变）。已知物块质量为m，物块与斜坡AB、水平滑道BC间的动摩擦因数均为μ，整个过程空气阻力不计，重力加速度为g。则：(1)求物块滑到B点时的速度大小？(2)求弹簧为最大压缩量时的弹性势能Ep？(3)若物块质量m=3kg，斜坡倾角θ=370，重力加速度g取10m/s2。弹簧第一次达到最大压缩量时的弹性势能Ep随物块不同下滑高度h变化关系如图所示，物块能第一次被弹回后不沿斜坡上滑，则物块从斜坡顶端A点下滑高度h应满足什么条件？17、（12分）(本题9分)如图所示，长为l的细线上端固定于悬点O，细线下面悬挂一质量为m的小钢球（可看作质点）。钢球在水平面内以O′为圆心做匀速圆周运动时，细线与OO′的夹角为θ。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：（1）钢球做匀速圆周运动的向心力大小Fn；（2）钢球做匀速圆周运动的角速度大小.

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、C【解析】A：G6卫星正常运行在地球同步轨道上，做匀速圆周运动，不是处于平衡状态。故A项错误。B：G6卫星正常运行在地球同步轨道上，做匀速圆周运动，卫星线速度的大小不变、方向变化。故B项错误。C：据GMmD：据GMmr22、C【解析】小球落地时，A的重力的瞬时功率：PA=mg2gh；B落地的瞬时功率：PB=mg2ghcosθ；C落地的瞬时竖直速度为vy=2gh，则落地时重力的瞬时功率：PC=mg3、B【解析】试题分析：小球做平抛运动，因为每级台阶的高度和宽度均为1m，故小球落到台阶上时有yx=11，在竖直方向上y=12gt2，在水平方向上x=考点：考查了平抛运动规律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握平抛运动的特点：水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，难度不大，属于基础题．4、D【解析】考点：匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速．分析：对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．解答：解：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；动能是标量只与速度的大小有关，所以动能不变，所以D正确．故选D．点评：本题很简单，考察了描述匀速圆周运动的物理量的特点，但是学生容易出错，如误认为匀速圆周运动线速度不变．5、B【解析】

在本题中船是向东高速行驶，而“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止，即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动，所以以船为参照物，诗人和云是静止的；从最后一句“不知云与我俱东”可知，相对于地面来说，诗人与云都是向东运动的，所以以地面为参照物，诗人和云都是运动的；所以物体的运动会因所选参考系的不同而不同；A.质点与分析不符，不符合题意；B.参考系与分析相符，符合题意；C.矢量与分析不符，不符合题意；D.坐标系与分析不符，不符合题意。6、B【解析】

火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮．【详解】A、B、C、当火车在规定的速度转弯时，由支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力；当速度大于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力不足以来供火车转弯，就会出现侧翻现象，导致火车轮缘挤压外轨，从而出现外轨对车轮的作用力来弥补支持力与重力的不足，故A，C错误，B正确．D、当火车速度小于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力大于所需的向心力．火车会做近心运动，导致火车轮缘挤压内轨，从而出现内轨对车轮的作用力来消弱支持力与重力的合力，故D错误．故选B．【点睛】本题渗透物体做匀速圆周运动、离心运动及近心运动的判断条件，同时还体现火车转弯的常识．7、BC【解析】A、根据万有引力提供向心力，即，则可知，由于火星轨道半径大于地球轨道半径，即火星的线速度小于地球的线速度，故选项A错误；B、由得：地球加速度大于火星，选项B正确；C、根据万有引力提供向心力，即，由得：由于海王星半径大于天王星的半径，故海王星的周期大于天王星的周期，选项C正确；D、假设天王星和海王星质量相等，天王星变轨到海王星轨道需要外力推动做正功，机械能增加，所以海王星机械能大于天王星机械能，选项D错误．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，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能熟记．8、AD【解析】

A．根据万有引力定律提供向心力可得：可得由于火星的轨道半径较大，则火星公转的周期较大，故A正确。B．根据得向心加速度火星的轨道半径较大，则火星做圆周运动的向心加速度较小，故B错误。C．根据得星球表面的重力加速度地球的质量大约是火星质量的10倍，半径大约是火星的2倍，则地球表面重力加速度大，故C错误。D．根据得星球的第一宇宙速度地球的质量大约是火星质量的10倍，半径大约是火星的2倍，则地球的第一宇宙速度较大，故D正确。故选AD。9、AB【解析】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。10、AC【解析】

根据圆环的运动情况分析下滑过程中，分析加速度的变化；研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程和圆环从C处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式，可求弹力做功，从而得到在C处弹簧的弹性势能．【详解】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，A正确；B．设弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的劲度系数为k，受力分析如图所示，则，而，故，减小，故N增大，根据可得摩擦力增大，B错误；C．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得，在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理得，解得，，所圆环从A处到C处的过程中弹簧的弹性势能增加量为，C正确；D．下滑过程和上滑过程经过同一位置时圆环所受的摩擦力大小相等，两个过程位移大小相等，所以摩擦力做功相等，即重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失等于上升过程中机械能的损失，D错误．11、CD【解析】

A.a、b加速时，a图线的斜率小于b图线的斜率，物体a的加速度小于物体b的加速度，故A错误；B.0-20s时，a车运动，b车静止，则此过程中两车间距一直靠近，0-20s内，a的位移为：，则在20s时两物体相遇，选项B错误；C.速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则0-40s内a比b多运动的位移为：，在t=0时刻，b车在a车前方500m处，则在第40s末，a、b两车相距S=x-500m=400m，因20s时刻，ab已经相遇一次，40s末a在b的前面，40s后b的速度大于a的速度，则b一定能追上a，所以在整个运动过程中，a、b两车可以相遇两次，故C正确；D.因20s时刻两物体已经相遇一次；由速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则20-60s内，ab通过的位移相等，则60s末ab再次相遇，故D正确。12、BCD【解析】

对A、B球整体，重心在O位置，故A、B球整体绕着O点做匀速圆周运动，角速度是相等的，故根据v=rω，速度之比为2：1，故vB=，故A错误，B正确。杆对B球的作用力为FB，合力提供向心力，，解得FB=mg，方向竖直向上，故C正确。杆对A球的作用力为FA，合力提供向心力，，解得FA=2mg，方向竖直向上，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCBC·OM+·ON【解析】

(1)根据实验原理：要验证mav=mav1+mbvb根据两球做平抛运动的时间t相同，可验证mavt=mav1t+mbvbt，故只需验证maOP=maOM+mbON，所以还要刻度尺和天平，故B、C正确；(2)A项：为了保证ab球碰撞后，小球a不被弹回，所以两个小球的质量应满足，故A错误；B项：由于实验要重复进行多次以确定同一个碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必需相同，所以每次必需让a球从同一高处静止释放滚下，故B正确；C项：由于要保证两物体发生碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证槽的末端的切线是水平的，故C正确；D、E项：由原理可知：maOP=maOM+mbON，故D错误，E错误．(3)根据实验原理：要验证mav=mav1+mbvb根据两球做平抛运动的时间t相同，可验证mavt=mav1t+mbvbt，故只