2023-2024学年湖南省衡阳县第三中学物理高一下期末检测试题含解析

2023-2024学年湖南省衡阳县第三中学物理高一下期末检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用，如图所示，若水柱截面为S，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为ρ，则水对钢板的冲力为A． B． C． D．2、(本题9分)电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍。则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（）A．线速度是原来的B．万有引力是原来的C．向心加速度是原来的2倍D．周期是原来的2倍3、(本题9分)下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是A．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程B．小石块被斜向上抛出后在空中运动的过程C．人乘电梯加速上升的过程D．子弹射穿木块的过程4、(本题9分)单位制由基本单位和导出单位组成。功是物理学中的重要物理量之一，在国际单位制中，功的单位用基本单位可表示为（）A．J B．N·m C．kg·m2·s-2 D．kg·m·s-15、质量为m的物块，由静止开始分别沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面顶端下滑，物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是：A．沿路径Ⅰ重力做功多B．沿路径II到达底端的动能大C．重力做功的平均功率一样大D．沿路径II到达底端时重力的瞬时功率大6、(本题9分)河宽400m，船在静水中速度为4m／s，水流速度是3m／s，则船过河的最短时间是()A．140s B．100s C．120s D．133s7、(本题9分)如图所示，在两个等量异种点电荷的连线的中垂线上，有与连线中点等距的两点，在连线上有与中点等距的两点，则下列说法正确的是（）A．点的电场强度大于点的电场强度B．点的电势比点的电势高C．一带负电的物体在点的电势能比在点的电势能大D．一试探电有经不同路径从点运动到点的过程中，电场力做功不同8、(本题9分)如图所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上一定电量，静电计指针的偏转指示出电容器两板间的电势差.要使静电计的指针张角变小，可采用的方法是：（）A．使两极板靠近 B．减小正对面积C．插入电介质 D．增大正对面积9、(本题9分)质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于B．t1～t2时间内，汽车的功率等于C．汽车运动的最大速度等于D．t1～t2时间内，汽车的平均速度小于10、(本题9分)如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连．现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动经过B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹簧弹力大小相等．在小球由A到B的过程中A．加速度等于重力加速度的位置有两处B．弹簧弹力的功率为0的位置只有一处C．弹簧弹力对小球做功等于零D．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离11、(本题9分)2019年6月5日我国在黄海海域使用长征十一号运载火箭成功完成“一箭七星”海上发射技术试验，这是中国首次在海上进行航天发射。如图所示，甲、乙是其中绕着地球做匀速圆周运动的两颗卫星，则下列说法正确的是A．卫星甲的线速度大于卫星乙的线速度B．卫星甲的线速度小于第一宇宙速度C．卫星甲的周期大于卫星乙的周期D．卫星甲的向心加速度大于卫星乙的向心加速度12、(本题9分)如图所示，两根长度不同的细绳，一端固定于O点，另一端各系一个相同的小球，两小球恰好在同一水平面做圆周运动，则（）A．它们做圆周运动的周期相等B．它们所需的向心力跟轨道半径成反比C．它们做圆周运动的线速度大小相等D．A球受绳的拉力较大二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。A、B小球处于同一高度．M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得B球的初始位置距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.180m，则B球落到P点的时间是____s，A球水平飞出时的速度大小是____m/s。（忽略空气阻力，当地重力加速度g为9.8m/s2，计算结果均保留两位有效数字）14、如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为51Hz，则碰撞前甲车速度大小为________m/s，碰撞后的共同速度大小为________m/s．已测得甲小车的质量m1=1．21kg，乙小车的质量m2=1．11kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为_____kg•m/s；碰后总动量为_____kg•m/s．15、如图所示,为利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”实验装置示意图.(1)实验步骤如下：①将气垫导轨放在水平实验桌面上，将导轨调至水平；②由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝_______cm；③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码盘静止不动时，释放滑块，要求砝码盘落地前挡光条已通过光电门2；④从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为Δt1和Δt2；⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出砝码盘和砝码的总质量m.(2)根据以上实验测量结果完成以下的问题(只要求写出表达式，已知挡光条的宽度为，重力加速度为)：①滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为______和_____.②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、砝码盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝_____和Ek2＝________.③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量ΔEp＝______.(3)在实验误差允许范围内，如果关系式________成立，则可认为机械能守恒定律得到了验证.三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.45m的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R．若用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝4t﹣2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g＝10m/s2，求：（1）质量为m2的物块在D点的速度；（2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点：（3）质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功.17、（10分）(本题9分)如图，用同种材料制成的质量均为M=0.1kg的n个长度不同的滑块静止在光滑水平面上，编号依次为1、2、3…．长度标记为L1、L2、L3、L4、L5……，间距依次标记为d1、d2、d3、d4、d5……，质量为m=0.1kg的子弹（视为质点）以水平初速度v0=100m/s依次击穿这些滑块后最终保留在第n个滑块中．测量发现：子弹穿过编号为1的滑块后滑块的速度变为v=15m/s，且子弹穿过每个滑块的时间都相等．已知子弹穿过每个滑块时受到的水平阻力f=15N并保持恒定，且在子弹穿出第（n-1）个滑块前，各滑块均为发生碰撞．不考虑子弹在竖直方向上的受力和运动．（滑块不翻转，不计空气阻力）．求：（1）穿过1滑块过程中，系统损失的机械能；（2）n的值；（3）1滑块和2滑块的间距d1的最小值．

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、B【解析】

设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：m=ρV=ρSvt，以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：Ft=0-mv即：负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可以知道，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．故选B．【点睛】本题关键是选择对象(对流体、气体等连续体产生的瞬时作用)研究，然后根据动量定理列式求解即可．2、D【解析】

A、根据万有引力充当向心力：G=m，线速度v=，由题知，新恒星的质量M是太阳的2倍，地球到这颗恒星中心的距离r是地球到太阳中心的距离的2倍，则地球绕新恒星的线速度不变，故A错误。B、根据万有引力F=G可知，万有引力变为原来的，故B错误。C、由向心加速度a=可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则向心加速度变为原来的，故C错误。D、由周期T=可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故D正确。3、B【解析】

A．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程动能不变而重力势能减小，机械能减少，故A错误；B．小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故B正确；C．人乘电梯加速上升的过程，重力势能增加、动能增加，机械能增加，故C错误；D．子弹射穿木块的过程要克服阻力做功，机械能减少，故D错误；4、C【解析】

根据W=Fx可知，1J=1N•m=kg•m2•s-2，其中N、J都不是基本单位.A．J，与结论不相符，选项A错误；B．N·m，与结论不相符，选项B错误；C．kg·m2·s-2，与结论相符，选项C正确；D．kg·m·s-1，与结论不相符，选项D错误；5、D【解析】

A.重力做功与路径无关，而两路径的高度差h相同，则重力做功相等；故A错误.B.两斜面光滑，而都只有重力做功，由动能定理，则两路径到达斜面底端的速度大小相等，到达斜面底端的动能相等；故B错误.C.设斜面倾角为，则物体沿斜面的位移为，沿斜面运动的加速度为，由可知，路径Ⅰ的倾角小则运动时间长，根据平均功率的定义式，可得沿路径I的重力做功平均功率小；故C错误.D.根据瞬时功率的定义式，因路径Ⅰ的倾角小而瞬时速度大小相等，则沿路径I到达底端时重力的瞬时功率小；故D正确.6、B【解析】

渡河时间最短时要求在垂直于河岸的方向上速度的分量最大，所以当船头垂直于河岸时，渡河时间最短．【详解】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡过河时间等于沿船头指向运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而故B正确，ACD错误．故选B．【点睛】利用渡河问题来考查矢量的合成与分解是常见的一种题型．关键是把船在静水中的速度沿平行于河岸和垂直于河岸进行分解，当在垂直于河岸上的速度最大时，渡河时间最短，当沿河岸方向上的分量与河水速度相等时，能垂直河岸渡河．7、BC【解析】

A．根据等量异种电荷周围的电场线以及电场的叠加原理可知，a点的场强等于b点场强，故A错误；B．沿着电场线的方向电势逐渐降低，点的电势比点的电势高，故B正确；C．沿着电场线的方向电势逐渐降低，知c点的电势高于b点的电势，根据，负电荷在c点电势能小于在b点电势能．故C正确；D．根据可知，一试探电有经不同路径从点运动到点的过程中，电场力做功相同，故D错误。故选BC。【点睛】沿着电场线的方向电势逐渐降低，根据电场线切线的方向确定电场强度的方向，根据电势的高低，运用比较电势能的高低。8、ACD【解析】

使两极板靠近，两极板间距减小，由电容的决定式：，可知电容增大，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差减小，则静电计指针偏角减小，故A正确；减小正对面积，由电容的决定式：，可知电容减小，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差增大，则静电计指针偏角增大，故B错误；插入电介质，由电容的决定式：，可知电容增大，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差减小，则静电计指针偏角减小，故C正确；增大正对面积，由电容的决定式：，可知电容增大，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差减小，则静电计指针偏角减小，故D正确。9、BC【解析】

A.由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，，F1-Ff=ma，联立得，，故A错误；B.在t1时刻汽车达到额定功率：P=F1v1=（m+Ff）v1，t1～t2时间内，汽车保持额定功率不变，故B正确；C.t2时刻，速度达到最大值v2，此时刻F2=Ff，P=F2v2，，故C正确；D.由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平均速度大于，故D错误。10、AC【解析】

A、在运动过程中A点为压缩状态，B点为伸长状态，则由A到B有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g。则两处加速度为g。故A正确；B、A处速度为零，弹力功率为零；下滑过程当弹簧弹力与杆垂直时，弹力功率为零；当弹簧为原长时弹力为零，弹力功率为零，故弹力功率为0共有3处，故B错误；C、由于A、B两点弹簧弹力大小相等，因此弹簧的变化量相等，即弹簧的弹性势能不变，弹力对小球不做功，所以弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹力所做的负功，即从A到B的过程中，弹簧弹力对小球做总功为零，故C正确；D、因做负功时弹力增大，而则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹力所做的负功，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，故D错误。故选AC。11、BC【解析】

由可知：A.由可知，卫星甲的线速度小于卫星乙的线速度，选项A错误；B.第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，则卫星甲的线速度小于第一宇宙速度，选项B正确；C.由可知，卫星甲的周期大于卫星乙的周期，选项C正确；D.由可知，卫星甲的向心加速度小于卫星乙的向心加速度，选项D错误；12、AD【解析】试题分析：设系A、B两铁球的细线与竖直方向夹角分别为α、β，由图知α＞β，又受力分析可知A、B的向心力分别为FA=mgtanα，FB=mgtanβ，根据α＞β知FA＞FB，D对．由牛顿第二定律知，又根据几何关系有，由此可解，，故A对．根据可判断C错．向心力，成正比，B错考点：受力分析点评：本题考查了圆周运动相关的向心力方程的列式求解过程．通过受力分析便能找到向心力来源．二．填空题(每小题6分，共18分)13、0.502.4【解析】

(1)B球自由下落做自由落体运动，所以B球落到P点的时间为：t=(2)A球沿水平方向抛出做平抛运动，两球运动时间相同均为0.50s，由平抛的水平分运动为匀速直线运动，可得初速度为：v0【点睛】本题考查分析推理的能力．本实验采用对比的方法来研究平抛运动水平方向的分运动情况;掌握自由落体和平抛运动的规律．14、2．6,2．4,2．22,2．22【解析】碰撞前Δx＝2．2cm，碰撞后Δx′＝2．8cm，T＝2．22s，由v＝得碰前v甲＝＝2．6m/s；碰后v＝＝2．4m/s．碰前总动量p2=m2v2=2．2×2．6kg•m/s=2．22kg•m/s碰后的总动量：p2=（m2+m2）v2=2．3×2．4kg•m/s=2．22kg•m/s．15、50.00【解析】

标尺读数时，注意最小刻度为十分度，需读到最小刻度的下一位；光电门的宽度很小，可平均速度代替瞬时速度；动能和势能减少量，根据基本公式求解即可。【详解】第一空．标尺读数：；第二空第三空．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，即滑块通过光电门1的速度为：，滑块通过光电门2的速度为：；第四空第五空．，；第六空．系统重力势能的减少量为：；第七空．机械能守恒，即：，所以有：。【点睛】本题主要考查了利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验，较为简单。三．计算题(22分)16、（1）2.25m/s（2）不能沿圆轨道到达M点（3）2.7J【解析】

（1）设物