2024届广东省广州中科高一物理第二学期期末考试试题含解析

2024届广东省广州中科高一物理第二学期期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)两个大小相同质量分布均匀的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为若两个半径是小铁球2倍的质量分布均匀的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为A．2F B．8F C．4F D．16F2、(本题9分)质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变．当汽车加速度为a，速度为v时发动机的功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度应为()A． B．C． D．3、(本题9分)将近1000年前，宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时写下诗句“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风，卧看满天云不动，不知云与我俱东．”，请问诗句中的“云与我俱东”所对应的参考系是()A．两岸 B．船 C．云 D．诗人4、(本题9分)如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系有一只小球.将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放.当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P的钉子相碰.在绳与钉子相碰瞬间，以下哪些物理量的大小没有发生变化（不计绳子与钉子碰撞时能量损失）A．小球的线速度大小B．小球的角速度大小C．小球的向心加速度大小D．小球所受拉力的大小5、(本题9分)下列说法正确的是A．两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动B．做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心C．一对摩擦力做功的代数和为零D．物体竖直向上运动，其机械能一定增加6、(本题9分)如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为+Q和﹣Q．在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入，则小球A．速度先增大后减小B．受到的库仑力先做负功后做正功C．受到的库仑力最大值为D．管壁对小球的弹力最大值为7、(本题9分)如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿固定在斜面上，倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（

）A．甲球和乙球运动到地面时的速度相同B．甲乙两球的质量之比为C．甲乙两球的动能均为时，两球重力的瞬时功率之比为D．甲乙两球的动能均为时，两球高度相同8、(本题9分)我国发射了一颗资源探测卫星,发射时,先将卫星发射至距地面50km的近地圆轨道1上,然后变轨到近地点高50km,远地点高1500km的椭圆轨道2上,最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3,已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力,则以下说法错误的是A．在轨道2运行的速率可能大于7.9km/sB．卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中速度增大,机械能增大C．由轨道2变为轨道3需要在近地点点火加速,且卫星在轨道2上的运行周期小于在轨道3上的运行周期D．仅利用以上数据,可以求出卫星在轨道3上的动能9、(本题9分)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知三颗卫星质量关系为MA=MB>MC，则对于三个卫星，正确的是：A．运行线速度关系为B．运行周期关系为TA＞TB=TCC．向心力大小关系为FA=FB＜FCD．半径与周期关系为10、如图甲所示，传送带以恒定速率逆时针运动，皮带始终是紧的，将m=1kg的面粉袋放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端，用速度传感器测得面粉袋与送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g取10m/s2，由v-t图线可知()A．A、B两点的距离为3.2mB．粉袋与传送带的动摩擦因数为0.5C．面粉袋从A运动到B这程中，传送带上面粉痕迹长为1.2mD．面粉袋从A运动到B过程中，其与传送带摩擦产生的热量为4.8J11、(本题9分)运动员把质量是500g的足球从地面上的某点踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是10m,在最高点的速度为20m/s.根据以上信息,下列说法正确的是(不计空气阻力,取)()A．足球在空中运动的时间大约是1.4sB．足球的落地点离踢出点的水平距离大约是56mC．运动员对足球的做的功是150JD．足球在上升过程中机械能不守恒12、(本题9分)如图所示，一个小球在有空气阻力作用的情况下从空中的某点A以某一速度水平抛出，经过一段时间，小球运动到空中另一位置B。则从A到B的过程中，下列说法正确的是（）A．合外力对小球所做的功等于小球机械能的增量B．小球克服空气阻力所做的功等于小球机械能的减少量C．重力所做的功等于“小球动能的增量”加上“小球和空气之间由于摩擦阻力而产生的热量”D．小球重力势能的减少量等于“小球动能的增量”加上“小球和空气之间由于摩擦阻力而产生的热量”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)一实验小组要用如图所示的装置探究动能定理，关于实验操作下列说法正确的是_________．A．应改变橡皮筋拉伸的长度，打出不同的纸带进行分析B．应保持橡皮筋拉伸的长度不变，改变橡皮筋的条数，打出不同的纸带进行分析C．应选取纸带上点迹间隔均匀的一段进行测量，以求出小车匀速运动时的速度D．实验中将木板左端适当垫高的目的是：使重力分力平衡掉小车和纸带受到的摩擦力，提高实验的精确度14、（10分）(本题9分)在验证机械能守恒定律实验时：甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量ΔEp略大于动能的增加量ΔEk，乙同学发现ΔEp<ΔEk，实验过程中肯定存在错误的是_____同学。本实验中引起误差的主要原因是_________。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)在全国铁路第六次大提速后，火车的最高时速可达250km/h，若某列车正以216km/h的速度匀速运行，在列车头经路标A时，司机突然接到报告要求紧急刹车，因前方1000m处有障碍物还没有清理完毕，若司机听到报告后立即以最大加速度a＝2m/s2刹车，问该列车是否发生危险？16、（12分）(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下，从静止开始运动，经过4s运动了16m．求：（1）力F在4s内对物体所做的功；（2）力F在4s内对物体做功的平均功率；（3）在4s末，力F对物体做功的瞬时功率．17、（12分）(本题9分)如图所示，滑雪坡道由直滑道AB和圆弧滑道BCD两总分组成（图中实线部分），其中C为圆弧滑道最低点，BD为水平面．滑雪者从比水平面高h1=45m处由静止出发，离开D点后在空中飞行，最高点E比水平面高h1=10m，假设忽略滑雪坡道的阻力与空气阻力，重力加速度g取10m/s1．（1）问滑雪者所受重力的瞬时功率在B点时大还是在C点时大？（1）求滑雪者通过D点时的速度大小；（3）求滑雪者空中飞行的时间；若滑雪者去掉身上的背包以减轻重量，再次从同一高度由静止出发，请问最大高度h1是变大、变小还是不变?

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】

设两个大小相同的实心小铁球的质量都为m，半径为r，根据万有引力公式得：；根据m=ρ•πr3可知，半径变为原来的两倍，质量变为原来的8倍．所以若将两半径为小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起时，万有引力，故选D．【点睛】运用万有引力定律时，要准确理解万有引力定律公式中各物理量的意义并能灵活运用．本题通常容易出现的错误是只考虑两球球心距离的变化而忽略球体半径变化引起的质量变化，从而导致错误．2、D【解析】

对汽车受力分析，设受到的阻力的大小为f，由牛顿第二定律可得F−f=ma，所以F=f+ma，所以功率P1=Fv=(f+ma)v，解得f=−ma，当功率恒为P2时，设最大速度为v′，则P2=F′v′=fv′，所以v′==，故ABC错误，D正确．故选：D.【点睛】对汽车受力分析，由牛顿第二定律，可以求得汽车运动过程中的受到的阻力的作用，再由P=Fv=fv可以求得汽车的最大速度．3、A【解析】云和我（诗人）都在向东运动，是假定两岸不动，以两岸为参考系．所以答案选A．4、A【解析】试题分析：A、在绳与钉子相碰瞬间，绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直，不对小球做功，不改变小球的动能，则小球的线速度大小．故A正确．B、角速度与线速度的关系为v=ωr，得到ω=，在绳与钉子相碰瞬间，小球圆周运动的半径r减小，v不变，则角速度ω增大．故B错误．C、由向心加速度公式an=分析得到，向心加速度增大．故C错误．D、根据牛顿第二定律得：T﹣mg=man，T=mg+man，an增大，则绳子拉力T增大．故D错误．故选A．5、B【解析】

A.当两个匀变速直线运动的合加速度与合初速度共线时，合运动为匀变速直线运动；当合加速度与合初速度不共线时，合运动为曲线运动，故A错误；B.做匀速圆周运动的物体合外力全部提供向心力，合外力一定指向圆心；做变速圆周运动时，合外力沿半径方向的分力提供向心力，合外力沿切线方向的分力改变速度的大小，故B正确；C.一对静摩擦力做的功的代数和为零，一对滑动摩擦力做的功的代数和为负值，故C错误；D.根据功能关系可知，物体竖直向上运动时，当除重力以外的力的合力向上时，机械能增加，当除重力以外的力的合力向下时，机械能减小，故D错误.6、C【解析】

对于等量异种电荷，根据矢量的合成法则，中垂线的中点的电场强度最大，在无穷远的电场强度为零；点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程，电场力不做功；中点处的电场强度最大，则库仑力也最大，弹力也是最大，从而即可求解．【详解】AB．由等量正负电荷的电场分布可知，两电荷连线中垂线上的电场线水平向右，因此电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，电场力和速度方向垂直；电场力（库仑力）不做功；故AB错误；C．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为：；根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为，故C正确；D．根据C选项的分析，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D错误；故选C．【点睛】本题关键是明确等量异号电荷的中垂线上的电场强度的分布情况，同时要结合动能定理和矢量合成原理分析，注意与等量同种电荷的区别．7、BC【解析】

A．两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，mgh＝mv2，解得，甲球和乙球运动到地面时的速度大小相等，方向不同，故A错误；B．由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；C．两球重力的瞬时功率为：，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为：，故C正确；D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D错误；8、BCD【解析】第一宇宙速度是理论上的最大环绕速度，实际卫星绕地球圆周运动的速度都小于这个值；在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速，所以速率可能大于7.9km/s，故A正确；卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中只有万有引力（或者说重力）做功，所以速度变大，机械能不变，故B错误；轨道3是远地轨道，所以由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动，根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道2上的运行周期小于在轨道3上的运行周期，故C错误；不知道卫星的质量，所以不能求出在轨道3上的动能，故D错误．此题选择错误的选项，故选BCD．点睛:本题考查卫星的变轨及开普勒定律等知识；关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星的运动过程中只有重力做功，机械能守恒；由低轨道进入高轨道要点火加速．9、AD【解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，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，由图示可知：rA＜rB=rC，由题意知：MA=MB>MC；由牛顿第二定律得：①

A.由①解得，，所以vA＞vB=vC，故A正确；B.由①解得，，则TA＜TB=TC，故B错误；C.，已知rA＜rB=rC，MA=MB>MC，可知FA＞FB＞FC，故C错误；D.由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，即，故D正确；10、ABD【解析】

A.根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知A、B两点的距离对应图象与时间轴所围图形的“面积”大小，为x=×2×0.2+×（2+4）×1=3.2m，故A正确；B.由v-t图象可知，0-0.2s内，面粉袋的加速度为：．对面粉袋受力分析，面粉袋受到重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力方向沿皮带向下，由牛顿第二定律得：mgsinθ+f=ma1，即为：mgsinθ+μmgcosθ=ma1；同理，0.2-1.2s内，面粉袋的加速度为：，对面粉袋受力分析，面粉袋受到重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力方向沿皮带向上，由牛顿第二定律得：mgsinθ-f=ma2即：mgsinθ-μmgcosθ=ma2，联立解得：μ=0.5，f=4N．故B正确．C.在0-0.2s时间内，传送带速度大，面粉袋相对于皮带的位移大小为：，方向沿皮带向上．在0.2s-1.2s时间内，面粉袋速度大，面粉袋相对于皮带的位移大小为：△x2=x2-vt2=×1-2×1=1m，方向沿皮带向下．故传送带上面粉痕迹的长度为：s=△x2=1m；故C错误．D.面粉袋与传送带摩擦产生的热量为：Q=f（△x1+△x2）=4×1.2J=4.8J，故D正确．11、BC【解析】

A．踢出足球后足球最斜抛运动，最高点时竖直方向速度为0，根据斜抛运动公式知到达最高点的时间为：下落时间与上升时间相等，故在空中运动的时间大约是：故A错误.B．踢出球后足球在水平方向做匀速直线运动，由题意知水平速度，由A选项分析可知水平位移：故B正确.C．运动员对足球做的功根据动能定理得：计算得出，故C正确.D．因足球运动过程中忽略空气阻力，只有重力做功，故机械能守恒，所以D错误.12、BCD【解析】AB、根据机械能守恒的条件：只有重力做功或系统内弹力做功机械能守恒，所以本题中机械能的变化和阻力做功有关，而不是合外力。阻力做负功所以机械能减小，且小球克服空气阻力所做的功等于小球机械能的减少量，故A错；B对；C、根据动能定理WGD、小球的重力势能减小，动能和内能增加，根据能量守恒知小球重力势能的减少量等于“小球动能的增量”加上“小球和空气之间由于摩擦阻力而产生的热量”，故D对；故选BCD点睛：对动能定理要熟练掌握并会利用能量关系求解因摩擦阻力而产生的热量。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCD【解析】实验中改变拉力做功时，为了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系，故A错误，B正确；需要测量出加速的末速度，即最大速度，也就是匀速运动的速度，所以应选用纸带上打点间隔均匀的一段进行测量，故C正确；实验中将木板左端适当垫高的目的是使重力分力平衡掉小车和纸带受到的摩擦力，提高实验的精确度，故D正确；故选BCD．14、乙；重锤下落过程中存在着阻力作用；【解析】

由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．所以实验过程中肯定存在错误的是乙同学，本实验