2023-2024学年福建龙海市第二中学物理高一第二学期期末统考试题含解析

2023-2024学年福建龙海市第二中学物理高一第二学期期末统考试题考生须知：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)关于绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，下列说法正确的是（）A．同一轨道上的卫星质量大的向心加速度小B．离地面越近的卫星角速度越小C．卫星的发射速度可能等于D．卫星的运行速度可能等于2、(本题9分)关于地球同步通讯卫星，下列说法中错误的是A．不同的地球同步通讯卫星它在地球上空的高度不同．B．它相对于太阳是运动的C．它绕地心转动一周的时间是24hD．它相对于地球是静止的3、(本题9分)A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象，若A球质量是m=2kg，则由图判断下列结论不正确的是()A．碰撞前、后A球的动量变化量为4kg·m/sB．碰撞时A球对B球所施的冲量为－4N·sC．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10JD．A、B两球碰撞前的总动量为3kg·m/s4、关于重力势能，下列说法中正确的是()A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能减少了D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功5、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比都与太阳质量有关D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积6、如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为，现让弹簧一端连接另一质量为的物体（如图乙所示），物体以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，则()A．物体的质量为B．物体的质量为C．弹簧压缩最大时的弹性势能为D．弹簧压缩最大时的弹性势能为7、(本题9分)如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力8、(本题9分)如图所示，下列关于地球人造卫星轨道的说法，正确的是（）A．卫星轨道a、b、c都是可能的B．卫星轨道只可能是b、cC．同步卫星轨道可能是bD．a、b均可能是同步卫星轨道9、如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的轻质定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析不正确的是（）A．B物体的机械能一直增大B．B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和C．B物体机械能的减少量大于弹簧的弹性势能的增加量D．细线拉力对A物体做的功等于弹簧弹性势能的增加量10、(本题9分)下列关于电源电动势的说法正确的是A．电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置B．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功C．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势将变化二、实验题11、（4分）我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________相等（选填“线速度”或“角速度”）；（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板__________和挡板__________处（选填“A”或“B”或“C”）．12、（10分）用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验.（1）为验证机械能是否守恒，可以比较重物下落过程中任意两点间的_______.A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______.A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式v=2ghC．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，正确计算对应计数点的重物速度υ，描绘v2三、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）火星半径是地球半径的一半，地球质量约为火星质量的9倍，那么地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面人受到火星引力的多少倍？14、（14分）(本题9分)如图甲所示，倾角的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长．一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，开始时弹簧处于压缩状态．当t=0时释放滑块，在0～0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示．已知弹簧的劲度系数，当t=0.14s时，滑块的速度．g取，，．弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）．求：（1）斜面对滑块摩擦力的大小；（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d；（3）在0～0.44s时间内，摩擦力做的功W．15、（13分）(本题9分)2019年4月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞。假设有一光子（其质量m未知）恰好沿黑洞表面做周期为T的匀速圆周运动，求：(1)若已知此光子速度为v，则此黑洞的半径R为多少？(2)此黑洞的平均密度ρ为多少？（万有引力常量为G）

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、C【解析】

A．根据可得与卫星的质量无关，轨道半径相同，则向心加速度相同，A错误；B．根据公式可得轨道半径越小，角速度越大，B错误；C．卫星是地球的卫星，所以发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故，C正确；D．第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，也是近地卫星的环绕速度，即卫星绕地球运动的最大速度，D错误．故选C.2、A【解析】所有地球同步通讯卫星都与地球自转的周期相同，则所有的同步卫星在地球上空的高度都相同，选项A错误；它相对于地球是静止的，地球相对太阳是运动的，则同步卫星相对太阳是运动的，选项B正确；它绕地心转动一周的时间是24h，选项C正确；它相对于地球是静止的，选项D正确；此题选项错误的选项，故选A.点睛：该题主要考查了地球同步卫星的相关知识点，有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．3、D【解析】由x-t图象可知，碰撞前有：，，碰撞后有，对A、B组成的系统，A、B两球沿一直线运动并发生正碰，碰撞前后物体都是做匀速直线运动，所以系统的动量守恒，碰撞前后A的动量变化为，A正确；根据动量守恒定律，碰撞前后B的动量变化为，碰撞时A对B所施冲量为：，B正确；又，所以，所以A与B碰撞前的总动量为：，D错误；碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能，代入数据解得，C正确．【点睛】在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量的公式及动量守恒定律可以求解．本题主要考查了动量的表达式及动量定理的直接应用，要求同学们能根据图象读出a碰撞前后的速度，难度适中．4、D【解析】

A、重力势能具有相对性，某个物体处于某个位置，相对不同的参考平面具有不同的重力势能，故A错误；

B、重力势能Ep=mgh，h为相对于零势能面的高度差；若物体在零势能面以下，势能为负值，物体与零势能面间距离越大，势能越小，故B错误

C、重力势能可以为负，一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，说明物体克服重力做功重力势能变大，故C错误；

D、只要重力做功，高度一定变化，故重力势能一定变化，重力做功做多少功重力势能变化多少，故D正确；

故选D．5、C【解析】

火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行轨道的焦点上，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，火星和木星绕太阳运行速度的大小不相等，在近日点速度较大，在远日点速度较小，选项B错误；根据开普勒第三定律可知，它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比相等，且都与太阳质量有关，选项C正确；根据开普勒第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积总相等，但是与木星与太阳连线扫过的面积不相等，选项D错误.6、AC【解析】

对图甲，设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能EP=M；对图乙，物体A以2的速度向右压缩弹簧，A、B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量仍为x时，A、B二者达到相等的速度v由动量守恒定律有：M=(M+m)v由能量守恒有：EP=M-(M+m)联立两式可得：M=3m，EP=M=m，故B、D错误，A、C正确．故选A、C7、BC【解析】

AB.因为管的内壁可以给小球支持力，所以小球沿管上升到最高点的速度可以为零．故选项A错误，B正确C.小球在水平线以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力与小球重力在背离圆心方向的分力的合力提供向心力，即，因此外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧壁无作用力．故选项C正确D.小球在水平线以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，最高的点的速度时，管壁对小球的作用力为1．故选项D错误．8、BC【解析】

AB．卫星围绕地球做匀速圆周运动的圆心是地球的地心，所以凡是人造地球卫星的轨道平面必定经过地球中心，所以b、c均可能是卫星轨道，a不可能是卫星轨道，故A错误，B正确．CD．同步卫星的轨道平面在赤道的上空，则同步卫星轨道可能是b，故C正确，D错误．【点睛】本题的关键是要知道人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，由万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心.9、AD【解析】

本题首先要分析清楚过程中物体受力的变化情况，清理各个力做功情况；根据功能关系明确系统动能、B重力势能、弹簧弹性势能等能量的变化情况，注意各种功能关系的应用．【详解】从开始到B速度达到最大的过程中，绳子的拉力对B一直做负功，所以B的机械能一直减小，故A错误；对于B物体，只有重力与细线拉力做功，根据动能定理可知，B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和，故B正确；整个系统中，根据功能关系可知，B减小的机械能能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C正确；根据功能关系，细线拉力对A做的功等于A物体的动能增量与弹簧弹性势能的增加量之和，故D错误。本题选不正确的，故选AD。【点睛】正确受力分析，明确各种功能关系，是解答这类问题的关键，这类问题对于提高学生的分析综合能力起着很重要的作用．10、BC【解析】

电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量．电动势由电源本身的特性决定，与外电路的结构无关．【详解】电源是把其他形式的能（非静电力）转化为电能的装置，电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领，A错误C正确；根据E=W二、实验题11、（1）线速度（2）AC【解析】

(1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度相等；(2)探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处；12、AC不正确【解析】

第一空.为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能的增加量和重力势能的减小量关系，故选：A；第二空.由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确，ABD错误；第三空.该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据mgh-fh=12mv2可得：v2=2（g-fm）h则此时v2-h图象就是过原点的一条直线。所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。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、【解析】

设火星半径为R，质量为M，则地球半径为2R，质量为9M，地球对人：火星对人：所以：。14、（1）4.0N；（2）0.20m；（3）－1.64J．【解析】

（1）当时，滑块与弹簧开始分离，此后滑块受重力、斜面的支持力