2023-2024学年湖北省八校物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

2023-2024学年湖北省八校物理高一第二学期期末综合测试试题注意事项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、(本题9分)引体向上运动的规则是从双臂伸直到下巴与单杠等高计1次。质量为60kg的某同学在1min内完成了8次引体向上运动，每次肩部上升的距离均约为0.4m，g取10m/s2，则他在1min内至少克服重力所做的功及相应的功率约为（）A．192J，3.2W B．1920J，32WC．1920J，320W D．3840J，64W2、(本题9分)关于地球的同步卫星，下列说法正确的是A．同步卫星的轨道可以和宜昌所在纬度圈共面B．所有同步卫星的质量一定相同C．所有同步卫星距离地面的高度不一定相同D．同步卫星的轨道必须和地球赤道共面3、从高处以40m/s的初速度水平抛出中10N的小球，小球在空中运动3s落地，不计空气阻力，小球落地时重力的瞬时功率为（g=10m/s2）（）A．400W B．300W C．500W D．600W4、(本题9分)如图所示，A、B两物体质量分别为mA、mB，且mA＞mB，置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将（）A．停止运动 B．向左运动 C．向右运动 D．运动方向不能确定5、(本题9分)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是()A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线6、(本题9分)如图所示，在地面上以速度抛出质量为的物体，抛出后物体落到比地面低的海平面上．若以地面为零势能面，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．物体运动到最高点时重力势能为B．物体运动到海平面时的重力势能为C．物体运动到海平面时的机械能为D．物体运动到海平面时的机械能为7、(本题9分)水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件轻轻放到传送带上．它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止．设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则工件在传送带上滑动的过程中:()A．工件所受摩擦力的方向与工件运动方向相反 B．工件的加速度为C．摩擦力对工件做的功为 D．传送带对工件做功为零8、(本题9分)质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，其轨道半径、线速度大小和向心加速度大小分别为r、v、a，引力常量为G，则在该卫星所受到的地球引力大小的下列各种表达式中，正确的是A．B．C．D．9、如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d，以下关于重球运动过程的正确说法是()A．重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球作减速运动B．重球下落至b处获得最大速度C．由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量D．重球在b位置处具有的动能等于小球由c下落到b处减少的重力势能10、(本题9分)某人划船横渡一条河，河的两岸平行，河水流速处处相同，大小为，，船速大小恒为，且>．设人以最短时间过河时，渡河位移为式；以最短位移过河时，所用时间为，则以下关系正确的是A． B． C． D．11、半径为r和R（r＜R）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两物体（）A．机械能均逐渐减小B．经最低点时动能相等C．在最低点对轨道的压力相等D．在最低点的机械能相等12、(本题9分)如图，C为中间插有电介质的电容器，b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地。开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度。以下操作能使静电计指针张角变大的是（）A．将b板也接地B．b板不动、将a板向右平移C．将a板向上移动一小段距离D．取出a、b两极板间的电介质二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)为了探究“合力做功与速度变化的关系”，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置．他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m．要完成该实验，请回答下列问题：（1）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是________，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是________．（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C……各点到O点的距离为x1，x2，x3……，如图所示．实验中，可认为滑块所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝_______，打B点时小车的速度v＝_______．（3）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图所示的v2－W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________．分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______．14、（10分）(本题9分)用如图甲所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，一条橡皮筋对小车做的功记为W.然后用2条，3条......橡皮筋并在一起进行第2次、第3次......实验．每次小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．(1)关于该实验的下列说法正确的是________(选填字母)A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力B．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值C．每次实验橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要相同D．本次实验的结论是W与v成正比(2)如图乙所示是某次正确操作情况下，打点计时器记录的一条纸带的一部分，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_________(选填“AB”或“BC”)段进行测量．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）动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值．(1)质量为1.0kg的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s的时间内运动了2.5m的位移，速度达到了2.0m/s．分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1和F2的值．(2)如图1所示，质量为m的物块，在外力作用下沿直线运动，速度由v0变化到v时，经历的时间为t，发生的位移为x．分析说明物体的平均速度与v0、v满足什么条件时，F1和F2是相等的．(3)质量为m的物块，在如图2所示的合力作用下，以某一初速度沿x轴运动，当由位置x=0运动至x=A处时，速度恰好为0，此过程中经历的时间为，求此过程中物块所受合力对时间t的平均值．16、（12分）将一根长为L的光滑细钢丝ABCDE制成如图所示的形状，并固定在竖直平面内．其中AD段竖直，DE段为圆弧，圆心为O，E为圆弧最高点，C与E、D与O分别等高，BC＝AC．将质量为m的小珠套在钢丝上由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g．（1）小珠由C点释放，求到达E点的速度大小v1；（2）小珠由B点释放，从E点滑出后恰好撞到D点，求圆弧的半径R；（3）欲使小珠到达E点与钢丝间的弹力超过，求释放小珠的位置范围．17、（12分）(本题9分)“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，奥运会期间在各比赛场馆使用新型节能环保电动车，负责接送比赛选手和运输器材．在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m／s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度V，并描绘出F-图象(图中AB、BD均为直线)．假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求此过程中(1)电动车的额定功率；(2)电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2m/s．

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、B【解析】

每次肩部上升的距离均为0.4m，则同学每一次克服重力做的功1min内克服重力所做的功1min=60s，相应的功率约为选项ACD错误，B正确。故选B。2、D【解析】

AD．同步卫星的绕行方向和地球自转方向一致且卫星的轨道圆心必在地心，则同步卫星的轨道必须和地球赤道共面，不可以和宜昌所在纬度圈共面．故A错误，D正确．BC．同步卫星周期一定，据可得，同步卫星的轨道半径一定，则同步卫星距离地面的高度定相同；同步卫星的质量不一定相同．故BC错误．故选D。点睛：同步卫星的绕行方向和地球自转方向一致且卫星的轨道圆心必在地心，则同步卫星的轨道必须和地球赤道共面．3、B【解析】

小球落地时的竖直分速度为，所以小球落地时重力的瞬时功率为A.400W与计算不符，A错误B.300W与计算相符，B正确C.500W与计算不符，C错误D.600W与计算不符，D错误4、C【解析】

由动能定理：，可知撤去力时二者有相同的动能，两物体发生碰撞前的动量，可得动量，碰撞后（取向右为正方向）由动量守恒定律：，则方向向右．故C正确，ABD错误．故选C．5、B【解析】试题分析：斜槽末端的切线必须是水平的是为了保证小球能够水平飞出做平抛运动，即B说法正确．考点：平抛运动点评：本题考查了平抛运动知识：水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体，根据规律列式求解．6、D【解析】

若以地面为零势能面，物体上升到最高点时的重力势能等于动能的减小量，即：，故A错误；以地面为零势能平面，则物体到海平面时的重力势能为-mgh，故B错误；物体在运动的过程中机械能守恒，则物体在海平面上的机械能等于在地面的机械能E=mv02，故D正确，C错误．故选D．7、BC【解析】

A：工件在传送带上滑动的过程中，相对传送带的速度方向与工件运动方向相反，则工件所受摩擦力的方向与工件运动方向相同．故A项错误．B：工件在传送带上滑动的过程中，对工件受力分析，由牛顿第二定律可得，则工件的加速度．故B项正确．CD：工件在传送带上滑动的过程中，对工件受力分析，由动能定理可得．故C项正确，D项错误．【点睛】滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反，与运动方向可能相同也可能相反．8、ABD【解析】质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：，故ABD正确，C错误；故选ABD.【点睛】根据万有引力定律求解卫星受到的万有引力，根据卫星围绕地球做匀速圆运动也可以求解万有引力，要注意向心力表达式中的m应为卫星的质量．9、BC【解析】

AB.重球接触弹簧开始，弹簧的弹力先小于重力，小球的合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到b位置时，合力为零，加速度为零，速度达到最大；然后合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，所以小球由a到d的过程中，重球先加速运动，后作减速运动，b处获得最大速度，故选项A不合题意，选项B符合题意；C.对重球a到d运用动能定理，有mghad+W弹=0-12mva对重球c到a运用动能定理，有mghca=12mva2由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功W克弹=-W弹=mg（hca+had）=mghcd即由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量，故选项C符合题意；D.重球在b处时，弹簧有弹性势能，根据系统机械能守恒得知，重球在b处具有的动能小于重球由c至b处减小的重力势能，故选项D不合题意。10、AB【解析】

设河宽为d，最短时间过河时，静水速与河岸垂直，则有，渡河位移为，最小位移过河，如图，则，渡河位移为，所以有，，故AB正确，CD错误；故选AB．11、CD【解析】

A：圆形槽光滑，两小球在下滑过程中，均只有重力做功，机械能守恒。故A项错误。B：对左侧小球的下滑过程，据机械能守恒定律可得mgr=12mv12=C：设左侧小球在最低点时，轨道对小球的支持力为FN1；对左侧小球在最低点时受力分析，据牛顿第二定律可得FN1-mg=mD：取任一高度处为参考平面，两球在最高点无初速释放时的机械能相等；下滑过程中，两球的机械能守恒，则两球在最低点的机械能相等。故D项正确。12、CD【解析】

静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由C=εS【详解】将b板也接地，电容器带电量不变，两板间的电势差不变，则静电计指针张角不变，选项A错误；b板不动、将a板向右平移，根据C=εS4πkd可知d变小时，C变大，Q不变时，根据C=Q/U，可知U减小，即静电计指针张角变小，选项B错误；将a板向上移动一小段距离，根据C=εS4πkd可知S变小时，C变小，Q不变时，根据C=Q/U，可知U变大，即静电计指针张角变大，选项C正确；取出a、【点睛】本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是关于电容的两个公式C=εS二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、沙和小桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力；；；；质量；【解析】

（1）当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（2）从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝mgx2，打B点时小车的速度.（3）根据图象上的点，可知，可以得出得v2随W变化的表达式为：v2=0.01+4.7W；

功是能量转化的量度，所以功和能的单位是相同的，斜率设为k，则k=，代入单位后，k的单位为kg-1，所以与该斜率有关的物理量为质量；【点睛】本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．14、ABCBC【解析】(1)A、使用橡皮筋对小车所做功等于合外力的功，实验前要平衡摩擦力，长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力，故A正确；B、选择相同的橡皮筋，实验时使橡皮筋的伸长量相同，每根橡皮筋做功相同，可以通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值，故B正确；C、每次实验中橡皮筋的额规格要相同，拉伸的长度要相同，以保证每根橡皮筋做功相同，故C正确；D、由实验可知,W与v2成正比，故D错误；故选ABC；(2)由图2所示纸带可知，在相邻相等时间间隔内，小车在AB段的位移越来越大，由此可知，在AB段小车做加速运动；在BC段，相邻点间的距离相等，小车在BC段做匀速运动，橡皮筋做功完毕，小车做匀速运动，实验时应测出橡皮筋做功完毕时小车的速度，因此应选BC来计算小车的速度．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）F1=1.0N，F2=0.8N；（2）当时，F1=F2；（3）．【解析】

解：(1)物块在加速运动过程中，应用动量定理有：