2023-2024学年湖北省荆州市荆州中学物理高一第二学期期末考试试题含解析

2023-2024学年湖北省荆州市荆州中学物理高一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、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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)可以将万有引力相互作用与电荷间的相互作用类比，即任何有质量的物体都要在它的周围空间产生一个引力场，而其他的物体在引力场中，要受到该引力场的引力作用。据此，万有引力中的重力加速度，相当于电场中的哪个物理量A．电场力 B．电场强度 C．电势差 D．电势能2、(本题9分)硬盘是电脑主要的存储媒介，信息以字节的形式存储在硬盘的磁道和扇区上，家用台式电脑上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。若某台计算机上的硬盘共有个磁道（即个不同半径的同心圆），每个磁道分成个扇区，每个扇区可以记录个字节。电动机使磁盘以的角速度匀速转动，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。则（）A．磁头在内圈磁道与外圈磁道上运动的线速度相同B．硬盘的转速为C．一个扇区通过磁头所用时间约为D．不计磁头转移磁道的时间，计算机内最多可以从一个硬盘面上读取个字节3、(本题9分)如图所示的齿轮传动装置中，主动轮和从动轮的齿大小相同，主动轮的齿数z1=24，从动轮的齿数z2=1．当主动轮顺时针转动，且转动周期为T时，从动轮的转动情况是（）A．顺时针转动，角速度为B．逆时针转动，角速度为C．顺时针转动，角速度为D．逆时针转动，角速度为4、(本题9分)如图所示，在水平地面上O点正上方的A、B两点同时水平抛出两个相同小球，它们最后都落到地面上的C点，则两球（）A．有可能同时落地B．落在C点的速度方向可能相同C．落在C点的速度大小可能相同D．落在C点的重力的瞬时功率可能相同5、(本题9分)如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为；金星转过的角度为（均为锐角），则由此条件不可求得的是：A．水星和金星绕太阳运动的周期之比B．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比C．水星和金星到太阳的距离之比D．水星和金星的密度之比6、(本题9分)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，运动的v－t图象如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为f；全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W1，全程牵引力的冲量大小为I1，摩擦力的冲量大小为I1．则下列关系正确的是()A．F：f＝3：1B．F：f＝4：1C．W1：W1＝1：1D．I1：I1＝1：17、(本题9分)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A．向心加速度变大 B．距地面的高度变大C．线速度变小 D．角速度变大8、(本题9分)轻杆一端固定在光滑水平轴O上，杆长为l．杆另一端固定一质量为m可视为质点的小球，如图所示．给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点P，下列说法正确的是（）A．小球在最高点时对杆的作用力为零，只有重力提供小球的向心力B．小球恰好通过最高点的临界速度是C．若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能减小D．若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能增大9、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q另一端悬挂物块P，设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P、Q由静止同时释放，角逐渐增大，则下列说法正确的是A．θ=30°时，P、Q的速度大小之比是1：2B．θ角增大到90°时，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的动能增加，P的动能减小D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的机械能增加，P的机械能减小10、(本题9分)如图所示，水平绷紧的传送带AB长L=6m，始终以恒定速率v1=4m/s运行。初速度大小为v2=6m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带。小物块m=1kg，物块与传送带间动摩擦因数μ=0.4，g取10m/s2，下列说法正确的是A．小物块可以到达B点B．小物块不能到达B点，返回A点速度为4m/sC．小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离达到最大D．小物块在传送带上运动时，因相互间摩擦力产生的热量为50J二、实验题11、（4分）(本题9分)“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度分别为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。(1)实验时，把________点作为零势能点。(2)若实验测得D点的机械能明显偏小，造成该误差的原因可能是（__________）A．摆锤在运动中受到空气阻力的影响B．光电门放在D点的右侧C．光电门放在D点的左侧D．摆锤在A点释放时有初速度12、（10分）(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m＝1.00kg的重锤带着纸带由静止开始下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，在纸带上选取三个连续的点A、B、C，如图所示。O为重锤开始下落时记录的点，A、B、C各点到O点距离分别是3.14cm、5.00cm、7.05cm。当地重力加速度g＝9.8m/s2。本实验所用电源的频率f＝50Hz。(结果保留三位有效数字)(1)打点计时器打下点B时，重锤下落的速度vB＝________m/s(2)从打下点O到打下点B的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp＝________J，重锤动能增加量ΔEk＝________J。(3)通过计算，数值上ΔEp____ΔEk(填“＞”“＝”或“＜”)，这是因为_______________。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）如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.20m的绝缘轻线把质量为m=0.10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为θ=37°．现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放．g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．求：（1）小球所受电场力的大小；（2）小球通过最低点C时的速度大小；（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小．14、（14分）如图所示，在竖直平面内，粗糙斜面AB长为L=4m、倾角θ=37°,下端与半径R=1m的光滑圆弧轨道BCDE平滑相接于B点C点是轨迹最低点，D点与圆心O等高.一质量m=0.1kg的小物体从斜面AB上端的A点无初速度下滑，恰能到达圆弧轨道的D点，不计空气阻力，g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，求:(1)物体与斜面之间的动摩擦因数µ;(2)物体第一次通过C点时，对轨道的压力大小FN;(3)物体在粗糙斜面AB上滑行的总路程S.15、（13分）(本题9分)如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中AB是足够长的水平轨道，B端与半径为R的光滑半圆轨道BCD平滑相切连接，半圆的直径BD竖直，C点与圆心O等高．现有一质量为m的小球Q静止在B点，另一质量为2m的小球P沿轨道AB向右匀速运动并与Q发生对心碰撞，碰撞后瞬间小球Q对半圆轨道B点的压力大小为自身重力的7倍，碰撞后小球P恰好到达C点．重力加速度为g．（1）求碰撞前小球P的速度大小；（2）求小球Q离开半圆轨道后落回水平面上的位置与B点之间的距离；（3）若只调节光滑半圆轨道BCD半径大小，求小球Q离开半圆轨道D点后落回水平面上的位置与B点之间的距离最大时，所对应的轨道半径是多少？

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】

重力场的基本性质是对其周围物体由引力作用，而电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用，说明重力与电场力类似。电荷量与物体的质量类似，则由G=mg，F=qE分析可知，重力加速度g与电场中电场强度E可类比，故B正确，ACD错误。2、C【解析】

A．磁头在内圈磁道与外圈磁道同轴传动，角速度相同，由可知磁头在内圈磁道的线速度小于外圈磁道上运动的线速度，故A错误；B．硬盘的转速为故B错误；C．磁头转动的周期为一个扇区通过磁头所用时间约为故C正确；D．不计磁头转移磁道的时间，计算机内最多可以从一个硬盘面上读取的字节为故D错误。故选C。3、B【解析】AC、齿轮不打滑,说明边缘点线速度相等,当主动轮顺时针转动,则从动轮应该逆时针转动，故AC错误BD、齿轮传动的过程中,相等的时间内传送的齿轮数目是相等的,所以:，又知，所以解得，故B对，D错误；故选B4、C【解析】A、小球在竖直方向做自由落体运动，根据：，可知高度不同，所以运动时间一定不同，故A错误；B、平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从AB两点抛出的小球轨迹不同，在C点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故B错误；C、由动能定理：，落地速度为：，则知落在C点的速度大小可能相同，故C正确；D、落在C点时重力的功率，由于A、B是两个相同的小球，而下落的高度不同，所以重力的功率也不相同，故D错误；综上所述本题答案是：C5、D【解析】试题分析：根据在相同时间内水星转过的角度为,金星转过的角度为，则可求得水星的角速度与金星角速度之比为；根据，可得,所以可求出水星和金星到太阳的距离之比；根据,可求得水星和金星绕太阳运动的周期之比；根据，则，知道水星和金星到太阳的距离之比后，可求得水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比．选项A是错误的．考点：万有引力定律及牛顿定律．6、BCD【解析】

由图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v，由动能定理可知(F-f)L减速过程中，只有阻力做功：(F-f)L由图象可知，L1：L1=1：3解得：F:f=4:1对全程由动能定理得：W1-W1=0故W1：W1=1：1根据动量定理可知，合外力冲量等于动量变化I1-I1=0故I1：I1=1：1A.F：f＝3：1与分析不符，故A项与题意不相符；B.F：f＝4：1与分析相符合，故B项与题意相符；C.W1：W1＝1：1与分析相符，故C项与题意相符；D.I1：I1＝1：1与分析相符，故D项与题意相符。7、BC【解析】

地球同步卫星绕地球圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力有：可得卫星周期，可知周期变大时，卫星距地面高度h增大；卫星的线速度，可知卫星离地高度h变大时，卫星的线速度变小；向心加速度，可知卫星离地高度h变大时，卫星的向心加速度变小；角速度，可知周期变大时，角速度变小．所以BC正确，AD错误．故选BC.8、CD【解析】杆模型中，小球刚好能通过最高点P的速度为0，设小球在最高点时对杆的作用力为F，根据牛顿第二定律：F-mg=0，得：F=mg，故AB错误；在最高点，当速度大于，杆子表现为拉力，当速度小于，杆子表现为支持力．根据牛顿第二定律知，在最高点当速度大于，速度增大，则杆子的作用力增大，当速度小于，速度增大，则杆子的作用力减小．故CD正确；故选CD.点睛：解决本题的关键知道“杆模型”与“绳模型”的区别，知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行分析．9、BD【解析】

A．P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当时，Q的速度得：故A错误；B．P机械能最小时，为Q到达O点正下方时，此时Q的速度最大，即当时，Q的速度最大，加速度最小，故B正确；C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，Q的动能增加，而P的速度先减小后增大，所以P的动能先减小后增大，故C错误；D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，动能增大，而重力势能不变，所以Q的机械能增加，P、Q组成的系统，机械能守恒，所以P的机械能减小，故D正确；故选BD．【点睛】P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，根据运动的合成与分析分析PQ的速度关系，当θ=90°时，P的机械能最小，Q的动能最大，速度最大．10、BD【解析】小物块在水平方向受到摩擦力的作用，f=μmg，产生的加速度：a=fA、若小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动，速度减为零时的位移是x，则-2ax=0-v22，得x=v222a=4.5m<6m，所以小物块不能到达B点，故A错误；B、小物块不能到达B点，速度减为零后反向做匀加速运动，当速度等于传送带速度v1后匀速运动，返回A点速度为4m/s，故B正确；C、小物块不能到达B点，速度减为零后反向做匀加速运动加速的过程相对于初速度继续向左运动，所以小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离没有达到最大，故C错误；D、小物块向右加速的过程中的位移：x'=v122a=2m，当速度等于传送带速度v1时，经历的时间：t=-v1-【点睛】本题关键是对于物体运动过程分析，物体可能一直减速，也有可能先减速后匀速运动，也可能先减速后加速再匀速运动.二、实验题11、D；ABC【解析】

（1）由于重锤的高度都是相对于D点的，因此选择D点为零势能点，将把光电门传感器放在标尺盘最底端的D点，测出重锤速度，可以进行机械能守恒的验证。

（2）若摆锤在运动中受到空气阻力的影响，会出现机械能偏小，故A正确；若光电门放在D点的右侧，因重力势能与动能之和即为机械能，因此机械能明显偏小，故B正确；若光电门放在D点的左侧，因重力势能与动能之和即为机械能，因此机械能明显偏小，故C正确；摆锤在A点释放时有初速度，则会导致机械能偏大，故D错误。故选ABC.【点睛】验证机械能守恒的方法很多，但是其原理是一样的，因此明确实验原理是解决实验的关键。12、0.9780.4900.478＞纸带和重锤运动过程中受到阻力的作用【解析】

（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得B点的速度为：vB（2）重锤重力势能的减小量△Ep=mgh=1.00×9.8×5.00×10-2J=0.490J，动能的增加量：ΔE（3）由上可知数值上ΔEp>ΔEk，这是因为纸带和重锤运动过程中受到阻力的作用。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