浙江省杭州市余杭区部分学校2023-2024学年高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

浙江省杭州市余杭区部分学校2023-2024学年高一物理第二学期期末学业水平测试试题请考生注意：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)某人造地球卫星在近似圆轨道上运行的过程中，由于轨道所在处的空间存在极其稀薄的空气，则（）A．如不加干预，卫星所受的万有引力将越来越小B．如不加干预，卫星运行一段时间后动能会增加C．卫星在近似圆轨道上正常运行时，由于失重现象卫星内的物体不受地球引力作用D．卫星在近似圆轨道上正常运行时，其速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间2、(本题9分)北京时间2016年8月16日下午1时40分，中国科学院国家空间科学中心研制的“墨子号”卫星，在酒泉卫星发射中心成功发射升空并进入预定轨道。“墨子号”是我国首次发射的一颗量子卫星，也是世界上第一颗量子卫星。就在同年9月15日，我国的第一个真正意义上的空间实验室天宫二号在酒泉也成功发射。9月16日，天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨，变轨后在圆轨道Ⅱ上运行，如图所示，A点离地面高度约为380km，“墨子号”量子卫星离地面高度约为500km。若天宫二号变轨前后质量不变。则下列说法正确的是（）A．天宫二号在轨道Ⅰ上运行时通过近地点B的速度最小B．天宫二号在轨道Ⅰ上运行的机械能大于在轨道Ⅱ上运行的机械能C．天宫二号在轨道Ⅱ上运行的周期一定小于“墨子号”量子卫星的运行周期D．天宫二号在轨道Ⅰ上通过A点时的加速度一定小于在轨道Ⅱ上通过A点时的加速度3、物体做曲线运动时，下列说法中正确的是A．速度大小一定是变化的B．速度方向一定是变化的C．合力一定是变化的D．加速度一定是变化的4、(本题9分)2017年10与24日，在地球观测组织（GEO）全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星(以下简称“碳卫星”)的数据．“碳卫星”是绕地球极地运行的卫星，在距地700千米的圆形轨道对地球进行扫描，汇集约140天的数据可制作一张无缝隙全球覆盖的二氧化碳监测图，有关这两颗卫星说法正确的是（）A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”线速度C．“风云四号”卫星的周期小于“碳卫星”的周期D．“风云四号”卫星的线速度大于第一宇宙速度5、(本题9分)民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体（）．A．温度不变时，体积减小，压强增大B．体积不变时，温度降低，压强减小C．压强不变时，温度降低，体积减小D．质量不变时，压强增大，体积减小6、有A、B两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为dA∶dB＝1∶2，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是A．它们的电阻之比RA∶RB＝8∶1B．通过它们的电流之比IA∶IB＝4∶1C．两段电阻丝中的电场强度之比EA∶EB＝1∶4D．电子在两段中定向移动速度之比vA∶vB＝4∶17、如图所示，斜面光滑且固定在地面上，A、B两物体一起靠惯性沿光滑斜面下滑，下列判断正确的是（）A．图甲中A、B两物体之间的绳有弹力 B．图乙中A、B两物体之间没有弹力C．图丙中A、B两物体之间既有摩擦力，又有弹力 D．图丁中A、B两物体之间既有摩擦力，又有弹力8、(本题9分)如图所示，质量为m的钩码在一个弹簧秤的作用下竖直向上运动．设弹簧秤的示数为T，不计空气阻力，重力加速度为g．则下列说法中正确的是（）A．T=mg时，钩码的机械能不变B．T<mg时，钩码的机械能减小C．T<mg时，钩码的机械能增加D．T>mg时，钩码的机械能增加9、(本题9分)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上．a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g.则()A．a落地前，轻杆对b一直做正功B．a落地时速度大小为C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg10、(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11、(本题9分)a，b两个物体做平抛运动的轨迹如图所示，设它们抛出的初速度分别为va，vb，从抛出至碰到台上的时间分别为ta，tb，则()A．va>vb B．va<vb C．ta>tb D．ta<tb12、(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．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）两个同学相互配合，利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。跨过定滑轮的细绳两端与两个钩码A、B相连，其中钩码A的质量为m，钩码B的质量为M（M>m）。实验过程如下：①钩码A放置在地面上，钩码B跨过定滑轮悬空，同学甲用手将钩码A压在地面上，使得A、B静止不动，同学乙用米尺测量并记录钩码B的底端距地面的高度为H，然后手持秒表，做好测量B落地时间的准备。②某时刻，同学甲松手让A、B运动起来，与此同时，同学乙开启秒表，在钩码B落地时停止计时，记录下钩码B的运动时间。③重复测量几次下落时间，取其平均值作为测量值t。请回答下列问题：(1)钩码B落地时的瞬时速度v=________。(2)根据实验数据，并知道当地重力加速度为g，如果关系式H=________成立，则可说明机械能守恒定律成立。(3)你认为本实验误差产生的原因，可能有________。(写出一条即可)14、（10分）(本题9分)某同学利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）如图是实验中得到的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，则打下B点时，重锤的动能表达式EkB=______。（2）在实验过程中下列实验操作和数据处理不正确的是___。A．释放重锤前，使纸带保持竖直B．做实验时，先接通打点计时器的电源再释放重锤C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v=计算D．在利用公式mgh计算重锤重力势能的减少量时，g应取当地的重力加速度（3）某同学在纸带上选取计数点后测量它们到起始点O（初速度为零的点）的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图像是图中的哪一个____。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)由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同．已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为，地球自转的周期为，引力常量为．假设地球可视为质量均匀分布的球体．求：（1）质量为的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小．（2）地球的半径．（3）地球的密度．16、（12分）(本题9分)我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一项重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要，若飞行器在绕月球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距月球表面高度h的圆形轨道。已知月球半径R，月球表面处的重力加速度g。试导出飞行器在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示）。17、（12分）(本题9分)如图，一根长为L=1.25m的轻绳一端固定在O’点，另一端系一质量m=1kg的小球。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放，小球运动到最低点O时，轻绳刚好被拉断。O′点下方有一以O点为圆心，半径R=5m的圆弧状的曲面，己知重力加速度为g=10m/s2，求：（1）轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小；（2）小球从绳子断裂到落至曲面上的时间和到达曲面时的动能。

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、B【解析】试题分析：卫星本来满足万有引力提供向心力，即，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力，故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，则万有引力会增大．故A错误；根据万有引力提供向心力有：解得：，轨道高度降低，卫星的线速度增大，故动能将增大．故B正确；失重现象卫星内的物体受地球的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，故C错误；第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故以D错误．故选B.考点：万有引力定律的应用【名师点睛】解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系，知道第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度．2、C【解析】

A．天宫二号在轨道Ⅰ上运行时只有引力做功，机械能守恒，B点时近地点，势能最小，故动能最大，即速度最大，故A错误；B．天宫二号在轨道Ⅰ上运行到A点时要加速才能进入轨道Ⅱ，故天宫二号在轨道Ⅰ上运行的机械能小于在轨道Ⅱ上运行的机械能，故B错误；C．根据开普勒第三定律，天宫二号对应轨道的半长轴较小，故周期也较小，故天宫二号在轨道Ⅱ上运行的周期一定小于“墨子号”量子卫星的运行周期，故C正确；D．天宫二号在A点时受到的万有引力是一定的，故根据牛顿第二定律可知其在轨道Ⅰ上通过A点时的加速度等于在轨道Ⅱ上通过A点时的加速度，故D错误；故选C。3、B【解析】

物体做曲线运动时，速度大小不一定是变化的，例如匀速圆周运动，选项A错误；物体做曲线运动时，速度方向一定是变化的，选项B正确；物体做曲线运动时，合力不一定是变化的，例如平抛运动，选项C错误；物体做曲线运动时，加速度不一定是变化的，例如平抛运动，选项D错误；故选B.4、B【解析】A、根据可知运行轨道半径越大向心加速度越小，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的向心加速度小于“碳卫星”的向心加速度，故A错误．B、根据可得，风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度，故B正确．C、根据可得，风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的周期大于“碳卫星”的周期，故C错误；D、第一宇宙速度是最大的运行速度，所以“风云四号”卫星的线速度小于第一宇宙速度，故D错误；故选B．【点睛】根据万有引力提供向心力比较“飞云四号”卫星和“碳卫星”的向心加速度和线速度，第一宇宙速度是最大的运行速度，由于地球自转，“碳卫星”的轨道无法和某一经线重合.5、B【解析】把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上．本题考查了查理定律在生活中的应用，对于生活现象的解释，关键在于判断此现象与哪些物理知识有关．6、D【解析】

A．根据电阻定律，有RA：RB=SB：SA=dB2：dA2=4：1故A错误。B．它们串联在电路中，电流相等，IA：IB=1：1，故B错误。C．根据U=IR，电流相同，UA：UB=RA：RB=4：1再由，d相同，EA：EB=UA：UB=4：1故C错误。D．电流的微观表达式I=nqSv，电流相同，nq相同，速度和S成反比有：vA：vB=SB：SA=4：1故D正确。7、BC【解析】

四图中先对物体AB整体分析，受重力、支持力，加速下滑，根据牛顿第二定律，有：，解得：A．图甲中隔离物体A，受重力、支持力，拉力（可能为零），根据牛顿第二定律，有：，解得：故A错误；B．图乙中隔离物体A，受重力、斜面支持力，A对B的支持力（可能为零），根据牛顿第二定律，有：，解得：故B正确；C．图丙中隔离分析物体A，加速度沿着斜面向下，故合力沿着斜面向下，受重力、支持力，向左的静摩擦力，摩擦力一定有弹力，故B对A一定有向上的支持力，故C正确；D．图丁中隔离物体A，受重力、B对A的支持力，摩擦力（可能为零），根据牛顿第二定律，有：，解得：故D错误。故选BC。8、CD【解析】不论弹簧秤的拉力大于重力，还是小于重力，还是等于重力，在竖直向上的运动的过程中，弹簧的拉力均做正功，根据功能关系知，钩码的机械能增加．故CD正确．AB错误．故选CD．点睛：解决本题的关键知道对于钩码而言，有拉力做功，机械能不守恒，拉力做功等于钩码机械能的增量.9、DB【解析】

当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功．故A错误．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得：mAgh=mAvA2，解得：．故B正确．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故C错误；a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，故D正确；故选BD．【点睛】解决本题的关键知道a、b组成的系统机械能守恒，以及知道当a的机械能最小时，b的动能最大．【考点】机械能守恒定律；牛顿定律的应用10、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；11、AD【解析】

根据平抛运动竖直方向是自由落体运动，有，得;因为hb>ha，所以ta<tb

平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，有x＝v0t，由图知xa>xb，所以va>vb，故BC错误，AD正确；故选AD.点睛：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．12、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．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）（3）释放钩码A的时间与秒表开始计时时间不同步、空气阻力、滑轮与绳子摩擦力等都会造成误差【解析】

第一空.运动过程中的平均速度，又因为，因此，落地速度。第二空.如果机械能守恒，则，所以。第三空.空气阻力、滑轮阻力、释放钩码A的时间与秒表开始计时时间不同步等，都会造成误差。14、CA【解析】

第一空.由匀变速直线运动规律可知，B的速度等于AC段的平均速度，；所以打下B点时，重锤的动能表达式第二空.A.释放重锤前，为了减小阻力的影响，使纸带保持竖直，故A正确；B.实验时，为了让打点计