2024年山西省晋城市物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024年山西省晋城市物理高一第二学期期末学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)如图所示，半圆形轨道位于竖直平面内，O为圆心，OP水平、PQ竖直，现将A、B、C三个小球分别从O、P、Q三点同时水平抛出，三球都落在M点，空气阻力忽略不计，则以下说法错误的是A．A、B两球同时到达M点B．C球抛出的初速度最大C．小球C的飞行时间最长D．整个飞行过程中小球C的速度变化量最大2、(本题9分)关于机械能守恒，下列说法正确的是A．机械能守恒的物体，一定只受到重力的作用B．做变速运动的物体，机械能不可能守恒C．除受到重力外还受到其他力作用的物体，机械能不可能守恒D．外力对物体做负功时，物体的机械能也可能守恒3、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大C．c加速可以追上同一轨道上的b，b减速可以等候同一轨道上的cD．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度4、(本题9分)对于做匀速圆周运动的物体，下面哪些说法是不正确的（）A．线速度不变B．线速度大小不变C．角速度大小不变D．周期不变5、(本题9分)做曲线运动物体的速度方向、合力的方向和运动轨迹如图所示，其中正确的是（）A．B．C．D．6、(本题9分)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称，下列说法正确的是()A．A点电势低于B点电势B．A点电场强度小于C点电场强度C．烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能7、关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星绕地球运行的最大速度B．它是人造地球卫星在近地圆轨道运行的速度C．它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射速度D．把卫星发射到越远的地方越容易8、(本题9分)如图所示，是流星在夜空中发出的明亮光焰，此时会有人在内心许下一个美好的愿望．有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落地面的过程中同空气发生剧烈摩擦形成的．下列相关说法正确的是（）A．空气摩擦力对流星做的功等于流星动能的变化量B．重力对流星做的功等于流星重力势能的减少量C．流星克服空气摩擦力做的功等于机械能的减少量D．流星克服空气摩擦力做的功等于机械能的增加量9、(本题9分)如图所示，一对水平放置的平行金属板AB中央有一个静止的电子e（不计重力），两板间距离足够大．0～4s内在两板间加上如图所示的交变电压后，则下列反映电子加速度a、速度v、位移x和动能四个物理量随时间t的变化规律中正确的是（所涉及的矢量均取向上方向为正）A．B．C．D．10、(本题9分)质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是A．质点的初速度为0B．质点加速度为4m/s2C．质点所受的合外力为6ND．质点初速度的方向与合外力方向垂直二、实验题11、（4分）(本题9分)用图①的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的内阻很小，为防止滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0.除蓄电池、导线、开关外，可供使用的实验器材还有：A．电压表V1（量程3V、15V）B．电压表V2（量程3V、15V）C．滑动变阻器R1（0~20Ω，允许最大电流1A）D．滑动变阻器R2（0~1500Ω，允许最大电流0.2A）E.定值电阻R01（阻值1Ω，额定功率5W）F.定值电阻R02（阻值10Ω，额定功率10W）回答下列问题：（1）电压表V1选____量程，电压表V2选____量程；（选填“3V”或“15V”）（2）滑动变阻器选____（填“R1”或“R2”），定值电阻选_____(选填“R01”或“R02”）；（3）根据实验数据，绘制U1-U2图象，得到的应该是图②中的____（选填“甲”或“乙”）；（4）若图线与纵轴的交点坐标为a，图线的斜率（或斜率的绝对值）为k，则蓄电池的电动势为______,内阻为______（定值电阻用“R0”表示）12、（10分）(本题9分)某同学验证“重锤做自由落体运动过程中机械能守恒”的实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，只能研究中间某过程机械能是否守恒。如图所示，相邻两个计数点间还有一个点未画出，用刻度尺测出各计数点之间的距离：S1=2.80cm，S2=4.40cm，S3=5.95cm，S4=7.55cm，S5=9.05cm。已知打点计时器工作频率为50Hz，重锤的质量为1kg，重力加速度g=10m/s2。利用以上纸带可以求出在打第2个点到第5个点的过程中重锤重力势能的减少量为__________J，重锤动能的增加量为___________J（计算结果均保留3位有效数字）。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）一质量为2kg的小球从距离水平地面10m高的塔顶以某一竖直初速度下落，当下落2m时，速度达到7m/s。以水平地面为零重力势能面，g取10m/s2。求此时：（1）小球的动能；（2）小球的重力势能；（3）小球的机械能。14、（14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）15、（13分）如图所示，为发射卫星的轨道示意图。先将卫星发射到半径为r的圆轨道上，卫星做匀速圆周运动。当卫星运动到A点时，使卫星加速进入椭圆轨道。沿椭圆轨道运动到远地点B时，再次改变卫星的速度，使卫星入半径为3r0的圆轨道做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道时，距地心的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上的A点时的速度大小为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，万有引力常量为G，则：(1)卫星在两个圆形轨道上的运行速度分别多大?(2)卫星在B点变速时增加了多少动能?

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、B【解析】

AC．三小球的平抛运动竖直方向做自由落体运动，有h=12gt2，而竖直位移有hA=hB＜B．平抛的水平方向为匀速直线运动，有x=vt，而xA＜xB=xC，则平抛的初速度vA<vB，D．根据△v=a△t可知，加速度为g一定，C球的运动时间最长，则速度变化量最大，故D正确.2、D【解析】

A.机械能守恒的物体，一定只有重力做功，不一定只受到重力的作用；故A错误.B.做变速运动的物体，机械能可能守恒，如平抛运动的物体做变速运动，其机械能守恒；故B错误.C.除受到重力外还受到其他力作用的物体，若其他力对物体不做功，或做功代数和为零，物体的机械能守恒；故C错误.D.外力对物体做负功时，若外力就是重力，则物体的机械能守恒；故D正确.3、B【解析】

A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有GmMr2=mv解得卫星线速度v=GM由图可知，ra＜rb=rc，则b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故选项A不合题意；B.由v=GMr知，aC.c加速要做离心运动，不可以追上同一轨道上的b；b减速要做向心运动，不可以等候同一轨道上的c，故选项C不合题意；

D.由向心加速度a=GMr2知，b、c的向心加速度大小相等，且小于4、A【解析】线速度的方向时刻发生变化，A错；5、B【解析】

根据质点做曲线运动的条件，速度应该沿着曲线的切线的方向，合力应该指向曲线弯曲的一侧，B正确．6、AC【解析】由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，A正确；由图可知，A点电场线比C点密集，因此A点的场强大于C点场强，B错误；烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，动能增加，烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，电势能减小，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确D错误．7、ABC【解析】

第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度．【详解】人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度，轨道半径越大，速度越小，由于半径最小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，同时也是卫星在近地圆轨道运行的速度，故AB正确；物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s；故C正确．根据克服地球的引力做功，可知当越远需要克服引力做功越多，所以发射到越远的地方越不容易，故D错误．故选ABC【点睛】注意第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度.8、BC【解析】

由动能定理得：流星动能的变化量等于流星所受合外力对流星所做的总功，而流星所受的合外力为地球的吸引力与摩擦力的合力，故地球对流星的吸引力与空气摩擦力对流星做的总功等于流星动能的变化量，A错误；由功能关系得：重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化；流星下坠的过程中，重力对流星做正功，故重力对流星做的功等于流星重力势能的减少量，B正确；根据功能关系得：物体机械能的变化量等于除重力（系统弹力）之外的其它力对物体做的功；流星下坠的过程中，除重力之外的其它力为摩擦力，摩擦力对流星做负功，故流星的机械能会减小，C正确，D错误．9、AB【解析】

0-1s内，电压不变，则板间的电场强度不变，电子在板间受到不变的电场力，根据牛顿第二定律可知，加速度恒定不变，所以0-1s电子做匀加速直线运动，1-2s，电场力反向，加速度方向反向，电子做匀减速直线运动，直至速度为零，2-3s，电场力正向不变，电子有开始做初速度为0的匀加速直线运动，3-4s，电场力反向不变，电子做匀减速直线运动，到4s末速度为零；A.0-1s，加速度恒定不变，为正，1-2s加速度为负，且恒定不变，2-3s加速度恒为正，且不变，3-4s加速度为负，且不变，故A项符合题意；BC.0-1s，2-3s物体做正向的匀加速的直线运动，v-t图象为倾斜的直线，x-t图象为抛物线，1-2s，3-4s物体做正向的匀减速的直线运动，v-t图象为倾斜的直线，x-t图象为抛物线，故B项符合题意，C项不符合题意；D.因为可知，v-t图象为直线，则Ek-t图象为曲线，故D项不符合题意．10、CD【解析】

A.质点在x方向做初速度为0、加速度为3m/s2的匀加速直线运动，在y方向做速度为4m/s的匀速直线运动，故A错误；B.速度图像斜率表示加速度即a=故B错误；C.由牛顿第二定律可得：质点所受的合外力为F=ma=6N故C正确；D.质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，速度方向在y的负方向，加速度与速度方向不在一条直线上，质点初速度的方向与合外力方向垂直，D正确．二、实验题11、3V3VR1R01甲akR0【解析】

（1）一节蓄电池电动势约为2V，故电压表V1测量路端电压，最大不超过电源电动势，选3V量程，（2）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1；定值电阻R01额定电压：，定值电阻R02的额定电压，电源电动势约为2V，则定值电阻应选择R01；

（3）由图示电路图可知，随电压U2增大，电路电流增大，路端电压减小，即U1减小，由图示图线可知，U1-U2图线应为图线甲．

（4）电压表V2示数：U2=IR0，电压表V1测路端电压，U1-U2图线即U1-IR0图线，由图示图线可知，电源电动势：E=a，图线斜率，，电源路端电压U1与电路电流I图线斜率的绝对值等于电源内阻：；12、1.791.75(1.76也给分)【解析】

[1]点2到打下计数点5的过程中重力势能减少量是：[2]根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有2点的瞬时速度等于13段的平均速度，则：5点的瞬时速度等于46段的平均速度，则：此过程中物体动能的增加量：代入数据可得三、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、（1）49J（2）160J（3）209J【解析】

（1）小球的动能：=（2）小球的重力势能：=2×10×(10-2)J=160J（3）小球的机械能：=49+1