浙江省杭州北斗联盟2024年高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

浙江省杭州北斗联盟2024年高一物理第二学期期末学业水平测试试题考生请注意：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、(本题9分)某人站在一星球上，以速度v0竖直向上抛一小球，经t秒后，球落回手中，已知该星球半径为R，现将此球沿此星球表面将小球水平抛出，欲使其不落回星球，则抛出时的速度至少为（）A．vB．2C．vD．v2、(本题9分)一个质量为2kg的物体被人用手由静止开始向上提升了2m时速度达到2m/s，则关于该过程下列结论中正确的是：A．手对物体做功40J B．重力势能增加44JC．合外力对物体做功4J D．重力对物体做功40J3、(本题9分)2018年12月27日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球同步卫星；c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是（）A．卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大B．卫星a的机械能一定比卫星b的机械能小C．卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小相等D．卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小不相等4、一个水平恒力F作用在物体上，使它分别沿着光滑水平地面和粗糙水平地面移动相同的一段距离，恒力F做的功和功率分别为W1，P1和W2，P2，则它们的大小关系是A．W1>W2，P1>P2 B．W1=W2，P1>P2C．W1=W2，P1<P2 D．W1<W2，P1<P25、如图为厦门观音山梦海岸度假区的摩天轮，是游客喜爱的娱乐项目之一。假设摩天轮座与舱中的游客均可视为质点，座舱在竖直面内做匀速圆周运动A．游客在各个位置的线速度都相同B．所有游客的加速度都相同C．摩天轮转动时，游客始终处于平衡状态D．游客经过最低点时处于超重状态6、(本题9分)质量为15kg的物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。以下说法正确的是A．物块受到的摩擦力大小为25NB．物块受到的摩擦力大小为50NC．轻绳的张力为150ND．轻绳的张力为75N7、(本题9分)假想这样一个情景：一辆超级小车沿地球赤道行驶，将地球看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径，小车重量G=mg，用FN表示地面对它的支持力，小车（）A．速度越大，FN越小B．G和FN是一对作用力和反作用力C．速度足够大，驾驶员将处于超重状态D．若速度达到7.9km/s，它将离开地面，绕地球运动，成为一颗人造地球卫星（忽略空气阻力）8、空降兵是现代军队的重要兵种．一次训练中，空降兵从静止在空中的直升机上竖直跳下（初速度可看做0,未打开伞前不计空气阻力），下落高度h之后打开降落伞，接着又下降高度H之后，空降兵达到匀速，设空降兵打开降落伞之后受到的空气阻力与速度平方成正比，比例系数为k，即f=kv2，那么关于空降兵的说法正确的是（）A．空降兵从跳下到下落高度为h时，机械能损失小于mghB．空降兵从跳下到刚匀速时，重力势能一定减少了mg（H+h）C．空降兵匀速下降时，速度大小为mg/kD．空降兵从跳下到刚匀速的过程，空降兵克服阻力做功为9、(本题9分)某电场的电场线分布如图所示（实线），以下说法正确的是（）A．点场强大于点场强B．和处在同一等势面上C．若将一试探电荷由点移动到点，电荷的电势能将减小D．若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由点运动到点，可判断该电荷一定带负电10、(本题9分)在离地面30m高处，将一小球竖直向上抛出，到达最大高度h的时，速度为10m/s，则小球抛出5s末的速度大小、方向和5s内位移的大小和方向是(取g＝10m/s2)()A．v＝30m/s，方向竖直向上B．v＝30m/s，方向竖直向下C．x＝45m，方向竖直向下D．x＝25m，方向竖直向下11、(本题9分)下列关于平抛运动的说法正确的是(

)A．平抛运动是匀变速曲线运动B．平抛运动在相同的时间内速度大小变化相同C．作平抛运动的物体，初速度越大，运动时间越长D．作平抛运动的物体的机械能守恒12、(本题9分)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是A．该卫星距离地面的高度为B．该卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．该卫星运行的线速度大于地球自转的线速度D．该卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用如图甲所示的实验装置验证质量分别为m1、m2的两物块组成的系统机械能守恒。质量为m2的物块在高处由静止开始下落，打点计时器在质量为m1的物块拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙所示是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图乙所示。已知m1＝100g、m2＝200g，取当地重力加速度为9.8m/s2。（结果均保留三位有效数字）（1）打计数点5时物块的速度大小为______m/s。（2）在打计数点0到5的过程中，系统运能的增量Ek＝______J；系统重力势能的减少是Ep＝_____J。14、(本题9分)某实验小组采用图甲所示的装置探究动能定理。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情況，力传感器记录细绳对小车的拉力大小(1)下列措施中必要的是____________A．使细绳与长木板平行B．实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力C．使小车质量远大于重物和力传感器的总质量(2)在正确的操作下，某次实验中力传感器的示数为F，小车的质量为M。打出的纸带如图乙所示。将打下的第一个点标为O，在离O点较远的纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻两计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1、x2、x3，则应选择从O点到_______点(选填“A”、“B”或“C”)过程来探究动能定理。若在误差允许范围内满足关系式____________(用题中所给字母表示)，则可认为合力对物体做的功等于物体动能的改变。15、(本题9分)“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力__．（2）本实验采用的主要科学方法是__A．理想实验法

B．等效替代法C．控制变量法

D．建立物理模型法（3）（多选题）实验中可减小误差的措施有__A．两个分力F1、F2的大小要尽量大些B．两个分力F1、F2间夹角要尽量大些C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小mg的滑动摩擦力。小环能达到的最大高度为3h，求：（1）小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。对比（1）问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。（3）以地面为零势能面。从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？（4）上升和下降两次经过2h高处时的速度大小之比为多少？17、（10分）如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间；（2）传送带左右两端AB间的距离l至少为多少；（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少；（4）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少？

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】设该星球表面的引力加速度为g，则上升到最高点用的时间t'为：t'=t2=v0点睛：此题是万有引力定律与运动问题的结合，本质是求第一宇宙速度，计算第一宇宙速度时需要求解星球表面的重力加速度，这个加速度可由自由落体运动，竖直上抛运动，平抛运动，单摆周期等知识求出．2、C【解析】

对物体受力分析，运用动能定理求出手对物体做功以及合力做功的大小．由重力做功求物体克服重力做功．【详解】A、根据动能定理得：，解得：；故A错误.B、D、物体上升2m，重力做负功,,根据功能关系可知重力势能增加40J；故B、D错误.C、由；故C正确.故选C.【点睛】求合力的功一种方法是求各力做功的代数和；另一种方法是利用动能定理求解；在运用动能定理解题不需要考虑过程，只要抓住首末状态，列式进行求解．3、C【解析】

AB．由于卫星a与卫星b质量未知，所以无法确卫星a的机械能与卫星b的机械能的关系，故选项AB错误；CD．根据万有引力提供环绕天体的向心力，，得，卫星b和卫星c的运行半径相同，所以卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小相等，故选项C正确，D错误。4、B【解析】

根据W=Fscosθ，因为力和位移都相等，则恒力做功相等。物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度，根据x=at1可知：在通过相同距离的情况下，在粗糙水平面上的运动时间长。根据知，P1＞P1．A.W1>W1，P1>P1，与结论不相符，选项A错误；B.W1=W1，P1>P1，与结论相符，选项B正确；C.W1=W1，P1<P1，与结论不相符，选项C错误；D.W1<W1，P1<P1，与结论不相符，选项D错误；5、D【解析】

A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻变化，故A错误；B．匀速圆周运动向心加速度一直沿半径指向圆心，方向时刻变化，故B错误；C．摩天轮转动时有沿半径方向的加速度，所以游客不是处于平衡状态，故C错误；D．游客经过最低点时，加速度向上，所以处于超重状态，故D正确；6、C【解析】

AB.物块受到的摩擦力大小为，选项AB错误；CD.轻绳的张力为，选项C正确，D错误。7、AD【解析】

A、对超级小车，根据牛顿第二定律：mg-FN=m，地面对它的支持力FN=mg-m，速度越大，FN越小，故A正确。B、G和FN是不同性质的两种力，它们不是一对作用力和反作用力，故B错误。C、由支持力FN=mg-m知，FNmg，则驾驶员对座椅的压力也小于重力，驾驶员处于失重状态，故C错误。D、若速度达到第一宇宙速度v=7.9km/s，它将离开地面，绕地球运动，成为一颗人造地球卫星（忽略空气阻力），故D正确。8、BD【解析】

空降兵从跳下到下落高度为h的过程中，只有重力做功，机械能不变。故A错误；空降兵从跳下到刚匀速时，重力做功为：mg（H+h），重力势能一定减少了mg（H+h）。故B正确；空降兵匀速运动时，重力与阻力大小相等，所以：kv2=mg，得：．故C错误；空降兵从跳下到刚匀速的过程，重力和阻力对空降兵做的功等于空降兵动能的变化，即：mg（H+h）-W阻=mv2。得：W阻=mg（H+h）-m•（）2=mg（H+h）-．故D正确。9、AC【解析】

解这类题是思路：电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，然后根据电性判断电场线方向，根据电场力做功判断电势能的变化．【详解】电场线的疏密表示场强的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；沿电场线方向电势逐渐降低，故b的电势大于c的电势，b和c不在同一等势面上，故B错误；若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误；故选A．【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解．比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能．10、BD【解析】根据上抛运动的特点知，物体上升到最高点后，再下落距离时，速度大小也为10m/s，由，解得：h＝20m．由得，可得初速度v0＝20m/s；抛出5s后的速度v＝v0－gt＝20m/s－10×5m/s＝－30m/s，负号说明方向竖直向下；位移为：，负号说明方向竖直向下，故BD正确，AC错误．11、AD【解析】

AD.物体受恒力作用下的曲线运动为匀变速曲线运动，平抛运动只受重力作用，是匀变速曲线运动，平抛运动中只有重力做功，因此物体的机械能守恒，故AD正确；B.平抛运动在相同的时间内速度变化相同（加速度均为g），但速度大小变化不同，故B错误；C.做平抛运动的物体，在竖直方向为自由落体运动，即，则，即运动时间与下落的高度有关，与初速度无关，故C错误。12、BCD【解析】

A.万有引力提供向心力且r=R+h，可得，故A错误；B.第一宇宙速度为，r＞R，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B正确；C.同步卫星与地球自转的角速度相同，则由v=ωr可知，该卫星运行的线速度大于地球自转的线速度，选项C正确；D.卫星运行的向心加速度，地表重力加速度为，卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确；二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）1.64（2）0.4030.404【解析】（1）每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所以连续两个点的时间间隔为T=0.1s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点5的瞬时速度为：。（2）系统动能的增加量为：。系统重力势能的减小量为：△Ep=（m2-m1）gh=0.100×9.8×（26.64+14.61）J≈0.404J．14、ABB【解析】

第一空.实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力等于小车的合外力，故A正确；实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力，故B正确；由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，故C错误。第二空.根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量，则应选择从O点到B点过程来探究动能定理；第三空.从O点到B点过程来由动能定理得，即.15、（1）F'一定是沿AO方向的；（2）B；（3）ACD．【解析】

（1）实验中F是通过平行四边形定则作图得出的，而F′是通过用一根细线拉动橡皮筋，使与两个力拉时的效果相同得出的，故F'一定是沿AO方向的；（2）本实验是通过一个力与两力效果相同得了的合力，故运用了等效替代的方法，故B正确；（3）实验是通过作图得出结果，故为了减小误差应让拉力尽量大些，故A正确；而夹角太大将会导至合力过小，故夹角不能太大，故B错误；为了防止出现分力的情况，应让各力尽量贴近木板，且与木板平行，故C正确；为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故D正确；故选ACD．【点睛】实验问题一定要紧扣实验的原理和实验需要注意的事项进行掌握，并能根据实验原理进行设计性实验．三．计算题(22分)16、