2023-2024学年云南省澜沧县第一中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年云南省澜沧县第一中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题注意事项：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)如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为g．在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法正确的是()A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员获得的动能为mghC．运动员克服摩擦力做功为mghD．下滑过程中系统减少的机械能为mgh2、(本题9分)质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面上，再以4m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的过程中，小球动量变化量为A．Δp=0.4kg·m/s B．Δp=-2kg·m/sC．Δp=2kg·m/s D．Δp=-0.4kg·m/s3、(本题9分)（题文）某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，实施变轨后卫星的线速度减小到原来的12A．卫星的向心加速度减小到原来的1B．卫星的角速度减小到原来的1C．卫星的周期增大到原来的8倍D．卫星的半径增大到原来的2倍4、(本题9分)2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）A．黑洞A、B的质量之比为1∶2B．黑洞A、B所受引力之比为1∶2C．黑洞A、B的角速度之比为1∶2D．黑洞A、B的线速度之比为1∶25、某大型拱桥的拱高为h，如图所示．一质量为m的汽车在以不变的速率由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是()A．汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功B．汽车的重力势能先减小后增大，总的变化量大于零C．汽车的重力先做正功，后做负功，总功为零D．汽车的重力先做负功，后做正功，总功为零6、(本题9分)美国国家航空航天局宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星表面进行科学考察，在行星表面h高度（远小于行星半径）处以初速度v水平抛出一个小球，测得水平位移为x。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G．则下列说法正确的是（）A．该行星表面的重力加速度为2B．该行星的质量为2C．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为3D．该行星的第一宇宙速度为v7、(本题9分)2012年6月18日，由林州籍刘洋等三人乘坐的神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，下面说法正确的是A．如果不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低B．如果不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用D．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间8、(本题9分)某人将一重物由静止举高h，并获得速度v，下列说法正确的是A．合外力对物体做的功等于物体机械能的增加B．物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加C．人对物体做的功等于物体克服重力做的功与物体获得的动能之和D．人对物体做的功等于物体机械能的增加9、(本题9分)一行星绕恒星作圆周运动由天文观测可得，其运动周期为T,速度为v,引力常量为G,则下列结论正确的有A．恒星的质量为B．行星运动的轨道半径为C．行星的质量为D．行星运动的加速度为10、(本题9分)下列说法正确的是()A．力是使物体惯性改变的原因B．静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大C．乒乓球可快速被抽杀，是因为乒乓球的惯性小D．为了防止机器运转时振动，采用地脚螺钉固定在地面上，是为了增大机器的惯性二、实验题11、（4分）(本题9分)用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00cm，点A、C间的距离为s1=8.36cm，点C、E间的距离为s2=9.88cm，g取9.8/s2（1）下列做法正确的有____________A．图甲中的两限位孔必须在同一竖直线上B．实验中需要测量出重锤的质量C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器D．为了减小实验误差，应选用密度较大的重锤（2）若重锤质量为m．选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒．重物减少的重力势能是______J，打下C点时重物的动能是________J．（结果保留三位有效数字）（3）实验中，重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，写出一条产生这一现象的原因是_____12、（10分）(本题1分)（1）在进行《验证机械能守恒定律》的实验中，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关．其中不必要的器材是____________，缺少的器材是________________(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝1．8m／s2，实验中得到一条点迹清楚的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量A、B、C、D各点到O的距离分别为2．11cm、3．18cm、4．76cm、5．73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于____________________J，动能的增加量等于__________J(取三位有效数字)．在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能____________，(可设重物质量为m)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）(本题9分)如图，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间始终保持30°角。已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为，重力加速度为g。求：（1）求弹簧的劲度系数k；（2）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；（3）在杆的角速度由0缓慢增大到过程中，小球机械能增加了多少。14、（14分）(本题9分)如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，现有一质量为m的带电粒子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0=400V电压加速后通过B点进入两板间距为d=0.2m、电压为U=200V的水平放置的平行金属板间，若带电粒子从两块水平平行板的正中间射入，且刚好能从水平放置的平行金属板右侧边缘射出，A、B分别为两块竖直板的中点，q(1)带电粒子通过B点时的速度大小；(2)带电粒子穿出右侧平行金属板时的速度大小；(3)右侧平行金属板的长度。15、（13分）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的物体，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F的作用下经过一段位移x后，速度增加到v2。请依据匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律推导动能定理。

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、D【解析】试题分析：由牛顿第二定律可求得合外力和摩擦力，由能量守恒定律分析能量是如何转化的．由动能定理可求得动能的增加量，由摩擦力做功可求得机械能的变化量．由于，所以人在下滑中受重力、支持力及摩擦力的作用，则运动员减少的重力势能转化为动能和摩擦内能，故A错误；由牛顿第二定律，人受到的合外力，故合外力做的功，由动能定理可知，物体动能的增加量等于合外力做的功，所以运动员增加的动能为，B错误；合外力，故摩擦力大小为，运动员克服摩擦力所做的功，根据功能关系知，减少的机械能等于克服摩擦力做功，为，故C错误D正确．2、C【解析】

取竖直向上方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：，方向竖直向上。A.Δp=0.4kg·m/s与计算结果不符，A错误。B.Δp=-2kg·m/s与计算结果不符，B错误。C.Δp=2kg·m/s与计算结果相符，C正确。D.Δp=-0.4kg·m/s与计算结果不符，D错误。3、C【解析】卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有：GmM可得线速度v＝GMr，可知线速度减为原来的12时，半径增加为原来的4倍，故D正确；向心加速度a＝GMr2知，半径增加为原来的4倍，向心加速度减小为原来的点睛：根据万有引力提供圆周运动向心力，由此确定描述圆周运动的物理量与轨道半径的关系，熟练掌握相关规律是解决问题的关键.4、D【解析】

A．两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引力提供向心力，有知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，选项A错误；B．黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，选项B错误；C．两黑洞属于同轴转动模型，做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1：1，选项C错误；D．根据线速度与角速度关系知线速度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1：2，选项D正确。故选D。5、D【解析】

由A到B的过程中，重力先做负功，重力势能增加，后做正功，重力势能减小，整个过程中重力做的总功为零，重力势能变化量为零。ABC.由上分析可知，ABC错误；D.由上分析可知，D正确。6、ABD【解析】

根据“水平抛出一个小球”可知，考查了平抛运动。根据平抛运动的规律求解行星表面的重力加速度；行星表面物体重力等于万有引力求解行星质量；对同步卫星，根据万有引力提供向心力求解行星高度；近地卫星运行速度即为第一宇宙速度。【详解】A、根据平抛运动的规律可知：h=12gt2，x=vtB、根据mg=GMmR2，得行星的质量为：M=C、根据GMm(R+h)2=m4π2D、根据mg=mv2R得行星的第一宇宙速度为：v=【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要的理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。7、AB【解析】试题分析：万有引力提供圆周运动的向心力，所以第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，卫星由于摩擦阻力作用，轨道高度将降低，运行速度增大，失重不是失去重力而是对悬绳的拉力或支持物的压力减小的现象．根据相应知识点展开分析即可．解：A、卫星本来满足万有引力提供向心力即知，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，万有引力将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，故A正确；B、根据万有引力提供向心力有：得：v=，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；C、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为0，但仍受到地球对他的万有引力，万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故C错误；D、第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫一号的线速度一定小于第一宇宙速度，故D错误．故选：AB．【点评】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．8、BCD【解析】

根据动能定理可知：合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，物体重力做的功等于重力势能的变化量，除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量．【详解】根据动能定理可知：合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，故A错误；物体重力做的功等于重力势能的变化量，所以物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，故B正确；人对物体做的功等于物体机械能的变化量，而物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，所以人对物体做的功等于物体克服重力做的功与物体获得的动能之和，故C正确；根据除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量，所以人对物体做的功等于物体机械能的增加，故D正确。故选BCD。9、ABD【解析】

A、B项：根据线速度与轨道半径和周期的关系得行星运动的轨道半径为：，根据万有引力提供向心力，列出等式：，联立解得：，故AB正确；C项：根据题意无法求出行星的质量，故C错误；D项：加速度为：结合解得：行星运动的加速度为，故D正确。10、CD【解析】：选CD.物体惯性大小与物体的受力情况及运动状态无关，A、B均错误；乒乓球质量小、惯性小、状态容易改变，可快速被抽杀，C正确；用地脚螺钉把机器固定在地球上，相当于增大了机器的质量，也就增大了机器的惯性，因此机器在运转时就难以发生振动现象，D正确．二、实验题11、AD2.68m2.59m重物受到的空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力【解析】（1）A、为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，故A正确．B、因为在该实验中要比较的是mgh、的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，故B错误．C、实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C错误．D、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，故D正确．故选AD．（2）重物减少的重力势能为：，根据匀变速直线运动的推论，可得C点的速度为，则打下C点时的动能为．（3）由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力．【点睛】了解实验中的注意事项后分析解答．重物减少的重力势能为mgh，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点C时的速度大小，从而求出动能；由于空气阻力和摩擦力阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能．12、（1）低压直流电源；天平；秒表交流电源；重锤；刻度尺；（2）7.2m7.57m守恒【解析】

（1）该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，打点计时器需要的是交流电源，因此低压直流电源不需要，缺少低压交流电源，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少刻度尺．故不必要的器材有：低压直流电源、秒表、天平．缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺．（2）重力势能减小量为：，在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，因此有：，得：，故可以得出结论：在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能守恒．【点睛】根据实验原理分析那些