三湘教育联盟2024届高一物理第二学期期末统考试题含解析

三湘教育联盟2024届高一物理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)如图所示，一质量为2kg的物块B，静止在光滑水平面上，左侧固定一水平轻质弹簧，另一质量为3kg的物块A向右以5m/s的速度撞击弹簧，整个撞击过程中，两物块的速度始终在一条直线上，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（）A．物块A的最终速度大小为3m/sB．物块B的最终速度大小为5m/sC．弹簧的最大弹性势能为15JD．若其他条件不变而仅增大物块A的质量，则物块B的最终速度可能为12m/s2、我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（）A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功3、(本题9分)双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动．实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且＝k(k＜1)，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为()A．，B．，C．，D．，4、(本题9分)在同一水平直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力。要使两球在空中相遇，则必须（

）A．先抛出A球B．先抛出B球C．同时抛出两球D．A球的初速度小于B球的初速度5、如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，则（）A．小球抛出点离地面的高度15m B．小球抛出点离地面的高度10mC．小球飞行的水平距离10m D．小球飞行的水平距离20m6、如图所示，内壁光滑的圆锥筒固定不动，圆锥筒的轴线沿竖直方向．两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动的轨道半径之比rA∶rB=2∶1，取圆锥筒的最低点C为重力势能参照面，则A、B两球A．运动周期之比TA∶TB=2∶1B．速度之比vA∶vB=∶1C．机械能之比EA∶EB=2∶1D．向心加速度之比aA∶aB=∶17、(本题9分)要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是()A．已知地球半径RB．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度vC．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期TD．已知地球公转的周期T′及运转半径r′8、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，重力加速度为g。关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（）A．v由零增大，需要的向心力也逐渐增大B．小球能在竖直平面内作圆周运动v极小值为C．当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大D．当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小9、(本题9分)关于如图d、b.C、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是A．如图a所示，汽车安全通过供桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力B．如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C．如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另端0在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零D．如图d所示，火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支持力的合力提供10、(本题9分)图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重为G的物体．设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动．则A．人对重物做功，功率为GvB．人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左C．在时间t内人对传送带做功消耗的能量为GvtD．若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变二、实验题11、（4分）(本题9分)为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门．有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H．则：

（1）小球经过光电门B时的速度vB表达式为_____；

（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出-H的变化图象如图乙所示，当图线斜率k=________时（用已知量g、d表示），可判断小球下落过程中机械能守恒；

（3）实验中发现动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，△EP-△Ek将_______增加（选填“增加”、“减小”、“不变”）．12、（10分）(本题9分)用如图所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．（1）下面关于该实验的操作过程正确的是______．A．如果使用电火花打点计时器，则应该接到4~6V的交流电源上B．重锤要从靠近打点计时器处静止释放C．验证机械能是否守恒必须以纸带上第一个点作为起点计算D．如果某条纸带第一、第二两点之间的距离明显大于2mm，可能是先释放重锤，后接通电源打出的一条纸带（2）电火花打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为，测得所用重锤的质量为0.40kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，取连续的多个点A、B、C……作为测量的点，经测得各点到O点的距离分别为……，根据以上数据，由O点运动到B点的过程中，重锤的重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于_______J．（计算结果均保留2位有效数字）（3）实验中获得多组数据，描出图像如图所示，当地重力加速度为g，在误差允许的范围内，则当直线斜率k=_________时（填字母序号），说明重锤在下落过程中机械能守恒．A．0.5gB．gC．2gD．5g

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【解题分析】

AB．当弹簧再次恢复原长时，物块、达到最终速度，根据动量守恒根据能量守恒有联立解得故A、B错误；C．当弹簧压缩至最短时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒有根据能量守恒有联立解得故C正确；D．当弹簧再次恢复原长时，物块、达到最终速度，根据动量守恒和能量守恒知，物块B的最终速度当时，则有物块B的最终速度的最大为，故D错误；故选C。2、B【解题分析】

A．因为冲量是矢量，甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，故A错误．B．设甲乙两运动员的质量分别为、，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是，．根据题意整个交接棒过程动量守恒：可以解得：，即B选项正确；CD．经历了中间的完全非弹性碰撞过程会有动能损失，CD选项错误．【题目点拨】本题主要考察能量（做功正负判断）、动量（动量定理、动量守恒）相关知识，结合弹性碰撞和非弹性碰撞的动量和能量关系展开讨论．3、D【解题分析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得两星绕连线的中点转动，则：解得所以由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则：解得：M=故选D。4、C【解题分析】由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=12gt25、C【解题分析】

AB.根据平抛规律：求得：落地竖直速度，竖直方向：，计算得：，AB错误CD.根据竖直方向，解得，水平方向，C正确D错误6、BC【解题分析】

小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的和提供向心力，结合牛顿第二定律列出向心力与线速度、角速度、向心加速度的表达式，从而进行求解．设支持力和竖直方向上的夹角为θ，根据牛顿第二定律得：，解得：，因为A、B圆运动的半径之比为2:1，所以，，，AD错误B正确；从以上分析可知，根据几何知识可知，故，由于机械能为动能和重力势能之和，故EA∶EB=2∶1，C正确．7、ABC【解题分析】

A．根据，得，仅知道地球的半径，地球表面的重力加速度和引力常量也是已知的常数，可以求出地球的质量，故A正确；B．卫星绕地球做匀速周运动，根据万有引力提供向心力有，得地球质量，故已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v，可以计算出地球质量，故B正确；C．根据得，根据万有引力提供向心力，解得，故已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T可以计算地球的质量，故C正确；D．地球绕太阳公转，中心天体是太阳，根据万有引力提供向心力只能求太阳的质量，故已知地球公转的周期T′及运转半径r′不可以计算地球的质量，故D错误；8、AC【解题分析】

A.根据牛顿第二定律可知所以v由零增大，需要的向心力也逐渐增大，故A正确；B.在最高点当杆产生的向上的支持力等于小球的重力时，此时合力最小，则速度也达到最小，所以最小速度等于零，故B错误；CD.在最高点时，杆可以给小球施加拉力或支持力，当为时，重力提供向心力，杆对小球无力的作用；当大于时，杆对小球施加的拉力与重力同向，合力提供向心力；当v由逐渐增大时，向心力则杆对小球的弹力也逐渐增大，故C正确，D错误9、CD【解题分析】A、汽车在最高点，知，车对桥面的压力小于车的重力，故A错误；B、如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力，故B错误；C、图c是竖直平面内圆周运动的杆模型，最小速度为零，所以在最高点小球所受合力可能为零，故C正确；D、火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支持力的合力提供，故D正确；故选CD．10、BC【解题分析】人对重物不做功，因重物没有位移，A错；对人在水平方向受力分析，传送带对人的摩擦力等于轻绳对人的拉力，即人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左，B对；在时间t内人对传送带做功消耗的能量为W=FL=Gvt，C对；人对传送带做功的功率为p=Gv，D错．二、实验题11、d/t增加【解题分析】【分析】由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容；解：(1)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故；(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有：；即，解得：，结合图象，则有：；(3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，,则将增加；12、BD0.980.95~0.97B【解题分析】

(1)A、如果使用电火花打点计时器，则应该接到220V交流电源上，而电磁打点计时器，使用的4V-6V的交流电源上，故A错误；B、实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器处由静止释放，故B正确．C、不论纸带上从哪个点开始计算都能验证机械能是否守恒，故C错误；D、如果某条纸带的开始两个明显点迹之间的距离大于2mm，可能是先释放重物，再接通电源打出的一条纸带，原因是初速度不为零，而计算时，却当作零的