天津市河北区2024届高一物理第二学期期末经典试题含解析

天津市河北区2024届高一物理第二学期期末经典试题考生须知：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：（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)如图所示，竖直平面内两根光滑细杆所构成的∠AOB被铅垂线OO′平分，∠AOB＝120°.两个质量均为m的小环通过水平轻弹簧的作用静止在A、B两处，A、B连线与OO′垂直，连线距O点高度为h，已知弹簧原长为h，劲度系数为k，现在把两个小环在竖直方向上均向下平移h，释放瞬间A环加速度为a，则下列表达式正确的是()A．k＝mg/3hB．k＝mg/6hC．a＝gD．a＝g2、(本题9分)下列说法正确的是（）A．万有引力定律仅对质量较大的天体适用，对质量较小的物体不适用B．根据公式可知，当趋近于零时，万有引力将趋于无穷大C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量D．两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力3、(本题9分)如下图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个半圆，练功人从A点出发沿相关路线进行(不能重复)，在最后又到达A点．求在整个过程中，此人所经过的最大路程和最大位移分别为()A．0；0 B．2R；2RC．(3π＋2)R；2R D．(2π＋2)R；2R4、(本题9分)“黑洞”是近代引力理论所预言的宇宙中的一种特殊天体，在“黑洞”引力范围内，任何物体都不能脱离它的束缚，甚至连光也不能射出．欧洲航天局由卫星观察发现银河系中心存在一个超大型黑洞．假设银河系中心仅存此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量为已知)（）A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径5、(本题9分)某星球在膨胀过程中，半径变为原来的2倍，若星球的质量不变，则它表面的重力加速度变为原来的A．4倍 B．2倍 C．倍 D．倍6、(本题9分)一个物体从距地面的高度为H处的自由下落，当它的动能与其重力势能相等时，需要下落的时间为（）A．2HgB．C．H2gD．7、(本题9分)如图所示，一-轻弹簧左端与物体A相连，右端与物体B相连，开始时，A、B均在粗糙水平面上不动，弹筑处于原长状态。在物体B上作用一水平向右的恒力F使物体，A、B向右运动。在此过程中，下列说法中正确的为（）A．合外力对物体A所做的功等于物体A的动能增量B．外力F做的功与摩擦力对物体B做的功之和等于物体B的动能增量C．外力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及弹簧弹性势能增量之和D．外力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物体B的动能增量与弹簧弹性势能增量之和8、(本题9分)高空中仍有稀薄大气，所以低轨道的卫星会受到稀薄空气阻力的作用，从而不能永远在固定的圆轨道上运动。则下列说法正确的是（）A．由于阻力的作用，卫星速度减小，因此靠近地球，轨道半径会变小B．由于阻力的作用，卫星速度减小，因此远离地球，轨道半径会变大C．在卫星轨道变化的过程中，卫星的机械能不变D．虽然有稀薄空气阻力作用，但最终卫星的动能会增大9、(本题9分)如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，第二次在水平恒力作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点，关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）A．第一个过程中，力F在逐渐变大B．第一个过程力F的瞬时功率逐渐变大C．第二个过程到达Q时，绳子拉力为T=mgD．第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小10、(本题9分)如图所示，平板车置于水平地面上，人站在平板车上保持静止，下列说法正确的是()A．人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力B．平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对平衡力C．人所受的重力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力D．平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力11、一质量为2kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的s-t图象和y方向的v-t图象分别如图所示.则该质点A．初速度大小为3m/sB．所受的合外力为3NC．做匀变速曲线运动D．初速度方向与合外力方向垂直12、(本题9分)如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是（）A．猴子的运动轨迹为直线B．猴子在0～2s内做匀变速曲线运动C．时猴子的速度大小为8m/sD．猴子在0～2s内的加速度大小为4m/s2二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中（1）下列物理量中需要测量的有___，通过计算得到的有___（填字母序号）A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落高度D．与下落高度对应的重锤的即时速度（2）某同学重复做了三次实验，得到三条纸带.第一，二点间的距离分别为A．1mmB．2mmC．4mm则应选用哪一条比较恰当？___（填字母序号）14、（10分）用如图所示装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为d，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为Δt1，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为Δt2.左侧滑块质量为m1，左侧滑块的速度大小________.右侧滑块质量为m2，右侧滑块的质量和速度大小的乘积________。若规定向左为正，弹开后两滑块质量与速度的乘积的矢量和表达式为____________(用题中物理量表示)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)汽车发动机的额定功率为30kW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，g=10m/s2（1）汽车在路面上能达到的最大速度？（2）当汽车速度为10m/s时的加速度？（3）若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？16、（12分）(本题9分)某宇航员乘坐载人飞船登上月球后，在月球上以大小为v0的速度竖直向上抛出一物体(视为质点)，测得物体上升的最大高度为h，已知月球的半径为R，引力常量为G。(1)求月球的质量M；(2)若登上月球前飞船绕月球做匀速圆周运动的周期为T，求此时飞船距离月球表面的高度H。17、（12分）如图所示，在光滑的水平面上停放着一辆质量为M=3kg的小车,小车的上表面BC段是半径R=1.0m圆心角θ=37°的光滑圆弧轨道，其轨道C点切线水平，小车上表面C点右侧水平粗糙且长为L=2.5m，一质量m=1kg的小物块（可看成质点）从图中A点以v0=4m/s的速度水平抛出，小物块恰好沿小车左端B点的切线方向进入小车，当小物块运动至小车最右端时两者恰达到共同速度.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：(1)小物块运动至B点时的速度大小vB(2)小物块由A点运动至离A、B两点的连线最远处时其重力的瞬时功率P；(3)小车上表面C点右侧水平粗糙段与小物块之间的动摩擦因数μ。.

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、C【解题分析】试题分析：以位于A点时的小环为研究对象，分析受力有：设此时弹簧伸长量为，则有：，而，解得：，所以A、B错误；同理分析小环下移h后的受力情况可得到：，而同时有，代入解得：，故C正确、D错误。考点：牛顿第二定律、胡克定律2、C【解题分析】万有引力定律仅对大到天体，小到微观粒子都适用，选项A错误；当r趋近于零时，两物体不能看做质点，则万有引力定律不再适用，选项B错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量G，选项C正确；两物体间相互吸引的一对万有引力是一对作用与反作用力，选项D错误；故选C.3、C【解题分析】

路程是指物体所经过的路径的长度，沿图中路线走完一遍的路程s=2πR+πR+2R=（3π+2）R；当人离A点最远的时候，位移最大，所以当人在C点的时候，离A最远，此时的位移是最大的，即为2R，故C正确；故选C．点睛：位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关，与经过的路径无关；路程是指物体所经过的路径的长度.4、D【解题分析】

太阳系绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳系的质量为m、轨道半径为r、“黑洞”质量为M，根据万有引力提供向心力得：，从上式可以看出，要计算“黑洞”质量，要知道周期T与轨道半径r，或者线速度v与轨道半径r，或者轨道半径r与角速度ω，由于太阳系质量m在等式左右可以约去，故太阳系质量对求银河系中心“黑洞”的质量无用处；故ABC错误，D正确；故选D【题目点拨】太阳系绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，列出方程即可以求解“黑洞”的质量．5、D【解题分析】

根据可知，，若星球的质量不变，半径变为原来的2倍，则它表面的重力加速度变为原来的；ABC.此三项错误；D.此选项正确；6、B【解题分析】

设地面为零重力势能面，则mgH=EP+Ek，当EP=Ek时，则h=0.5H，则物体下落的高度为0.5H，根据0.5H=12gt2可得t=7、AC【解题分析】合外力所做的功等于物体动能的增量，所以A对，外力F做的功，摩擦力对物体B做的功跟弹簧的弹力对B做的功之和等于物体B的动能增量，B错，除去重力和弹簧的弹力以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，所以以整体为研究对象可知外力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及弹簧弹性势能增量之和C对，弹性势能是系统共有的所以外力F做的功加上摩擦力对物体B做的功不等于物体B的动能增量与弹簧弹性势能增量之和，D错8、AD【解题分析】

由于阻力的作用，卫星速度减小，则此时地球的引力大于向心力，掌握卫星做近心运动，因此靠近地球，轨道半径会变小，选项A正确，B错误；在卫星轨道变化的过程中，卫星由于受阻力作用，则其机械能减小，选项C错误；虽然有稀薄空气阻力作用，但最终卫星的半径减小，根据v=GM【题目点拨】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，当引力大于向心力时要做近心运动，会根据该规律判断线速度、周期与轨道半径的变化的关系．9、ABC【解题分析】试题分析：第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得：F的最大值，随着增大，F逐渐增大，因为速率恒定，而F在增大，所以在增大，故AB正确；第二次运动到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力，故C正确；第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和F′方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时速度与新的“重力”方向垂直，即与重力和水平恒力的合力方向垂直，功率为零，所以两力的合力的功率先减小为零，后再增大，功率先减小后增大，D错误；考点：动能定理的应用；共点力平衡的条件及其应用；功率的计算．【名师点睛】本题的难点在第二次拉动小球运动过程的处理，由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，根据单摆的知识求解，难度适中10、AD【解题分析】

人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力，选项A正确；平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用与反作用力，选项BC错误；D正确；故选AD.11、BC【解题分析】

A.由图可知，质点在x方向上的初速度为vx=ΔxΔt=BD.质点的加速度方向沿x轴方向，a=ΔvΔt=6-32m/s2=1.5C.质点受到的合外力不变，则质点的加速度不变，所以质点做匀变速曲线运动；故C正确.12、BD【解题分析】

AB．由题图乙可知，猴子在竖直方向做初速度为，加速度大小为的匀减速运动，水平方向做速度大小为的匀速运动，其合运动为曲线运动，故猴子在内做匀变速曲线运动，选项A错误，B正确；C．时猴子的速度大小为选项C错误；D．猴子在内的加速度大小为，选项D正确。故选BD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)CD(2)B【解题分析】

(1)[1][2]．在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要验证的方程是：直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量．重力加速度是当地的重力加速度，查表得到,因此需要测量的是C；根据匀变速运动的推论，通过计算可求得与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度，故D是需要计算的；(2)[3]．打点计时器的打点周期为0.02s，则根自由落体运动规律可以求出开始两点之间的距离为：故应选B更恰当．14、【解题分析】

第一空.左侧滑块的速度大小；第二空.右侧滑块的速度大小；则右侧滑块的质量和速度大小的乘积；第三空.若规定向左为正，弹开后两滑块质量与速度的乘积的矢量和表达式为.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)15m/s(2)(3)7.5s