2024届福建省永春一中、培元中学、季延中学、石光中学四校高一物理第二学期期末联考试题含解析

2024届福建省永春一中、培元中学、季延中学、石光中学四校高一物理第二学期期末联考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、光滑水平面上有一静止的木块，一颗子弹以某一水平速度击中木块后没有射出，对于这个过程，下列分析正确的是（）A．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒B．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒C．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒D．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒2、(本题9分)己知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列关于卫星运动的说法正确的是（）A．线速度大小为B．角速度为C．加速度大小为D．周期为3、(本题9分)百米赛跑中，高三（1）班的小胡同学以12.5s的好成绩取得了决赛第一名，他的起跑速度为5m/s，中途的速度为7m/s，冲刺时达到了11m/s，能粗略描述小胡同学运动过程的图象是（）A．B．C．D．4、(本题9分)某同学在一次投篮表演时将篮球直接投入篮圈，篮圈高度为H，篮球出手高度为h，初速度大小为v，初速度与水平方向夹角为θ，篮球出手点到篮圈的水平距离为L，重力加速度为g．不计空气阻力并把篮球看成质点，已知下面哪组数据可以求出篮球从出手到刚入篮圈的时间（）A．L、θ、vB．H、L、gC．H、θ、vD．H、h、g5、某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）A．半径越大，加速度越大 B．半径越小，周期越大C．半径越大，角速度越小 D．半径越小，线速度越小6、(本题9分)如图所示是两种不同的过山车过最高点时的情形，图甲情形中，乘客经过轨道最高点时头朝上，图乙情形中，乘客经过轨道最高点时头朝下，假设两种圆轨道的半径均为，下列说法正确的是（）A．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下B．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上7、(本题9分)如图所示，两个完全相同的带正电荷的小球被a、b两根绝缘的轻质细线悬挂于O点，两小球之间用绝缘的轻质细线c连接，a、b、c三根细线长度相同，两小球处于静止状态，且此时细线c上有张力，两小球的重力均为G．现用一水平力F缓慢拉右侧小球，使细线a最终处于竖直状态，两小球最终处于静止状态，则此时与初态相比，下列说法正确的是:A．细线a的拉力变大B．细线b的拉力变大C．细线c的拉力变大D．最终状态时的水平拉力F比小球的重力G大8、(本题9分)2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区．它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T．根据以上信息可求出（）A．月球的平均密度为B．嫦娥四号绕月运行的速度为C．月球的平均密度D．嫦娥四号绕月运行的速度为9、(本题9分)从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取，则以下说法正确的是（）A．抛出后3s末，小球的速度为B．在抛出后3s末，重力的功率为C．在抛出后3s内，重力的平均功率为150WD．抛出后（未落地）任意时间内，速度改变量的方向均竖直向下10、(本题9分)如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中，由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统，在下列说法中正确的是（）A．子弹射入木块过程动量守恒，机械能不守恒B．子弹射入木块过程动量不守恒，机械能也不守恒C．弹簧推着含子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程；动量不守恒，机械能守恒D．弹簧推载着子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程；动量守恒，机械能不守恒11、(本题9分)关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是（）A．重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C．地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值D．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关12、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。a.为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。（选填“>”“<”“＝”）b.其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。14、（10分）(本题9分)某实验小组的同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的_________选填选项前的字母）A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的均匀铁球D．直径约10cm的均匀木球（2）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图中________所示的固定方式（选填“甲”或“乙”）。（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的时____________（选填选项前的字母）。A．测出摆线长作为单摆的摆长B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度由静止释放，使之做简谐运动C．在摆球经过平衡位置时开始计时D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期（4）用l表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则计算重力加速度的表达式为g=____________.（5）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________（选填选向前的字母）。A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间D．实验中，由于操作不当，使摆球做圆锥摆运动三、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)如图所示，Ⅰ、Ⅲ区域（足够大）存在着垂直纸面向外的匀强磁场，虚线MN、PQ分别为磁场区域边界，在Ⅱ区域内存在着垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场边界恰好与边界MN、PQ相切，S、T为切点，A、C为虚线MN上的两点，且AS=CS=R，有一带正电的粒子以速度v沿与边界成30°角的方向从C点垂直磁场进入Ⅰ区域，随后从A点进入Ⅱ区域，一段时间后粒子能回到出发点，并最终做周期性运动，已知Ⅱ区域内磁场的磁感应强度B2为Ⅰ区域内磁场的磁感应强度B1的6倍，Ⅲ区域与Ⅰ区域磁场的磁感应强度相等，不计粒子的重力。求：(1)粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域中转过的圆心角；(2)粒子从开始运动到第一次回到出发点所经历的总时间。16、（12分）如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则（1）求小球A与B之间库仑力的大小；（2）当qd=mg17、（12分）(本题9分)2018年5月4日凌晨0时06分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将亚太6C卫星送入东经134度的地球同步轨道。已知亚太6C卫星轨道距地面高度为h，地球半径为R，赤道上物体随地球做圆周运动的加速度为a，求亚太6C卫星在轨道上运行的周期和速度大小。

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】

子弹与木块组成的系统，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒；但是子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能减小；A.子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒，与结论不相符，选项A错误；B.子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒，与结论不相符，选项B错误；C.子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒，与结论相符，选项C正确；D.子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒，与结论不相符，选项D错误；2、B【解题分析】根据万有引力提供向心力即忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径；

A、线速度大小为，故A错误；

B、角速度为，故B正确；

C、加速度，故C错误；

D、周期，故D错误．点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．3、D【解题分析】试题分析：位移时间图象的斜率表示速度，速度时间图象的斜率表示加速度，根据题意分析小胡的运动情况，从而选择图象．解：根据题意可知，小胡先做初速度为5m/s的加速运动，中途做7m/s的匀速运动，最后加速，到达终点时的速度为11m/s，A图表示静止，B图和C图都表示匀速直线运动，D图表示先匀加速后匀速再匀加速运动，故D正确．故选：D【点评】本题主要考查了位移时间图象和速度时间图象的特点，要求同学们能根据图象分析物体的运动情况，能够从题目中得出有效信息，难度不大，属于基础题．4、A【解题分析】试题分析：已知水平距离L，初速度v和初速度与水平方向的夹角，根据平行四边形定则知，水平分速度vx=vcosθ，则运动的时间考点：考查了平抛运动规律的应用【名师点睛】解决本题的关键知道斜抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，结合运动学公式灵活求解5、C【解题分析】

根据库仑定律求出原子核与核外电子的库仑力．根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律求出角速度，加速度，周期，线速度进行比较．【题目详解】根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得=ma=m=mω2r=，可得a=T=ω=v=A、半径越大，加速度越小，故A错误；B、半径越小，周期越小，故B错误；C、半径越大，角速度越小，故C正确；D、半径越小，线速度越大，故D错误．故选C．【题目点拨】能够根据题意找出原子核与核外电子的库仑力提供向心力，并列出等式求解．对于等效环形电流，以一个周期为研究过程求解．6、B【解题分析】

AB．图甲中，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，若，则合力小于重力，所以人受到向上的支持力，故A错，B对；C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，此时座椅对人没有作用力，故C错；D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，则合力大于重力，所以人受到的座椅施加的向下的压力，故D错。故选B。7、BCD【解题分析】如图所示对初末态小球受力分析可得：所以细线a的拉力变小，故A错误；B项：，，可解得：，故B正确；C项：，，，所以细线c的拉力变大，故C正确；D项：F与G的合力为，F=，故D正确．8、AD【解题分析】

A、C项：“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力，有，解得：月球的平均密度为：，故A正确，C错误；B项：月球表面任意一物体重力等于万有引力，则有：“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力提供向心力，得：，联立解得：，故B错误；D项：由公式，所以“嫦娥四号”绕月运行的速度为，故D正确．9、ACD【解题分析】小球做平抛运动，抛出3s后，小球在水平方向上的速度仍为，在竖直方向上的速度为，故抛出3s后，小球的速度为，重力的功率为，A正确B错误；小球在这3s内的平均功率为，C正确；因为加速度恒为竖直向下，速度变化量方向和加速度方向相同，所以抛出后（未落地）任意时间内，速度改变量的方向均竖直向下，D正确．【题目点拨】在使用公式计算时，如果v对应的是瞬时速度，则求出的功率为瞬时功率，若v为平均速度，则求出的功率为平均功率．10、AC【解题分析】AB、子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块组成的系统动量守恒，则系统动量守恒．在此运动过程中，子弹的动能有一部分转化为系统的内能，则系统的机械能减小，所以机械能不守恒．故A正确，B错误；CD、弹簧推载着子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程，弹簧要恢复原长，墙对弹簧有向右的弹力，系统的外力之和不为零，则系统动量不守恒．在此运动过程中，只有弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒．故C正确，D错误．故选AC.11、ABD【解题分析】当重力对物体做正功时，说明物体下降，故重力势能减小，故A正确；物体克服重力做功，说明重力做负功，物体上升，故重力势能增大，故B正确；重力势能的大小与零势能的选取有关，故地球上的物体其位置确定，但零势能面不确定的话，则其重力势能就不确定，故C错误；重力做功与初末位置的高度差有关，与零势能的选取无关，故D正确；故选ABD．【题目点拨】重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关．12、BC【解题分析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，联立解得：v1+v2=2πfr，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．【题目点拨】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点>44.80m1【解题分析】

第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.第三空.实验装置中的重锤线起的作用是：记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；第四空.为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。第六空.碰前动量：m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙cm；碰后总动量：m1∙OM+m2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g∙cm；即m1第七空.物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力--重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。14、AC乙BCCD【解题分析】

（1）[1]AB.实验过程单摆摆长应保持不变，应选择长约1m的细线作为摆线，摆线不能选择有弹性的橡皮绳，故A正确，B错误；CD.为减小实验误差，应选择密度大而体积小的球作为摆球，应选择直径约1cm的均匀铁球作为摆球，不要选用直径约10cm的均匀木球，故C正确，D错误；故选：AC；（2）[2]在该实验的过程中，悬点要固定，应采用图乙中所示的固定方式。（3）[3]A.摆线长度与摆球半径之和是单摆的摆长，故A错误；B.单摆在小角度下的运动为简谐运动，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，故B正确；C.为减小测量误差，在摆球经过平衡位置时开始计时，故C正确；D.为减小测量误差，应测出n个周期的总时间t，然后求出周期：，用单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期实验误差较大，故D错误；故选：BC；（4）[4]由单摆周期公式：，可知：T与成正比，T−图象是正比例函数图象，T−图象的斜率：，则重力加速度：；（5）[5]由单摆周期公式：得：；A.单摆在小角度下的摆到为简谐振动，开始摆动时振幅较小，单摆的振幅对重力加速度的测量没有影响，故A错误；B.开始计时时，过早按下秒表，所测周期T偏大，所测重力加速度偏小，故B错误；C.测量周期时，误将摆球