全国百强名校领军考试2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题含解析

全国百强名校领军考试2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题考生须知：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)某同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼，用时约30s，则该同学对桶装水做功的平均功率约为（）A．0.1W B．1W C．10W D．30W2、如图所示，轻杆长为L，一端固定在水平轴上的O点，另一端固定一个小球（可视为质点）．小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力的加速度，下列说法正确的是（）A．小球到达最高点时所受轻杆的作用力不可能为零B．小球通过最低点时所受轻杆的作用力不可能向下C．小球通过最高点时所受轻杆的作用力一定随小球速度的增大而增大D．小球通过最低点时所受轻杆的作用力可能随小球速度的增大而减小3、(本题9分)在真空中有两个点电荷A、B相距10cm，A的电荷量是B的10倍，B受到的库仑力是1N，则A受到的库仑力是（

）A．10N B．1N C．0.1N D．04、如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（）A．小球的动能先增大后减小B．小球的机械能在不断增大C．小球、弹簧、地球构成的系统机械能不断减小D．弹簧的弹性势能先增大后减小5、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的物体，在与水平方向成θ角的恒定拉力作用下运动，则在时间t内（）A．重力的冲量为0 B．拉力F的冲量为FtC．拉力F的冲量为 D．动量的变化量等于Ft6、(本题9分)两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1kg、mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝3m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能是()A．v′A＝4m/s，v′B＝4m/s B．v′A＝4m/s，v′B＝5m/sC．v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s D．v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s7、(本题9分)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则A．C点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向沿x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功8、(本题9分)如图所示，细绳的一端系着质量为M=2kg的物体A，另一端通过光滑的小孔吊着质量为m=0.5kg球B，A的重心与圆孔的距离为0.5m．并已知与A圆盘的最大静摩擦力为4N，A随水平圆盘一起转动，为使球B高度不变，则水平转盘的角速度取（）．（g取10m/s2）A．1.5rad/s B．2.5rad/s C．3.5rad/s D．4.5rad/s9、(本题9分)儿童乐园中，一个小孩骑在木马上随木马一起在水平而内匀速转动，转轴到木马的距离为r，小孩的向心加速度为a，如把小孩的转动看做匀速圆周运动，则（）A．小孩相对于圆心的线速度不变B．小孩的线速度大小为C．小孩在时间t内通过的路程为D．小孩做匀速圆周运动的周期10、(本题9分)由下列哪一组物理量可以计算出地球的质量A．月球的轨道半径和月球的公转周期B．月球的半径和月球的自转周期C．人造卫星的质量和卫星的周期D．人造卫星离地面的高度、卫星的周期和地球的半径11、2017年4月23日至4月27日，我国天舟一号货运飞船对天宫二号进行了推进剂补加，这是因为天宫二号组合体受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，天宫二号运动中需要通过“轨道维持”使其飞回设定轨道.对于天宫二号在“轨道维持”前后对比，下列说法正确的是（）A．天宫二号在“轨道维持”前的速度比“轨道维持”后的速度大B．天宫二号在“轨道维持”前的周期比“轨道维持”后的周期小C．天宫二号在“轨道维持”前的重力势能比“轨道维持”后的重力势能大D．天宫二号在“轨道维持”前的机械能与“轨道维持”后的机械能相等12、(本题9分)如图为儿童游乐场的滑梯示意图，滑梯可视为倾角为θ、质量为M的斜面固定在地面上，小美手持细线下端悬挂一小球沿滑梯滑下，小美连同小球的质量为m，下滑时，细线呈竖直状态，则在下滑过程中，下列说法正确的是（）A．滑梯对地面的压力大小为（M+m）gB．小美、小球组成的系统机械能守恒C．小美与滑梯间的动摩擦因数一定为tanθD．系统增加的内能大于小美减少的机械能二、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“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：a．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定．b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．c．往浅盘里倒入约1cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的操作顺序是__________．（填写步骤前面的字母）（1）将1cm3的油酸溶于酒精，制成100cm3的油酸酒精溶液；测得lcm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是0.16m1．由此估算出油酸分子的直径为_________m．（结果保留一位有效数字）14、（10分）(本题9分)如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点。（1）图中s应是B球初始位置到_____________的水平距离.（2）为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得的物理量有：_____________.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)小明踩着滑板沿水平方向以v0=3m/s的速度离开平台，假设经过t=0.4s以不变的姿势着地，如图所示，小明和滑板的总质量m=50kg，取g=10m/s2，不计空气阻力．求：（1）平台的高度h；（2）着地前瞬间速度v及重力的瞬时功率P。16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑曲面与粗糙平直轨道平滑相接，B为连接点，滑块(视为质点)自距水平轨道高为h的A点，由静止自由滑下，滑至C点速度减为零．BC间距离为L．重力加速度为g，忽略空气阻力，求：(1)滑块滑至B点的速度大小；(2)滑块与水平面BC间的动摩擦因数；(3)若在平直轨道BC间的D点平滑接上一半圆弧形光滑竖直轨道(轨道未画出)，，再从A点释放滑块，滑块恰好能沿弧形轨道内侧滑至最高点．不考虑滑块滑入半圆弧形光滑轨道时碰撞损失的能量，半圆弧的半径应多大？17、（12分）(本题9分)宇航员发现一未知天体，爾将星球的质量、密度等信息传邋回地面，字航员只有一块秒表和一个弹簧测力计，他站在星球上随显球转了一圈测得时间为，又用弹簧秤测同一质量为m的物体的重力，在“两极”为F，在“赤道”上的读数是其“两极”处的90%，万有引力常量为G，求：(1)该显球的密度和质量；(2)当宇航员在该星球“赤道”上时，有一颗绕该星球表面附近匀速转动的行星，其转动周期为T，己知T<，若此时刚好在他的正上方，则过多久该行星再次出现在他的正上方?

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【解析】

每层楼估测为高3m，则该同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼做的功为：W=mgh=10×10×3J=300J，对桶装水做功的平均功率为：。故选C。【点睛】本题通过平均功率的定义式进行估算，关键同学们要了解楼高的大约值，2、B【解析】试题分析：最高点时，若小球速度为零，重力与支持力相等，则加速度为零；故A错误；因最低点时，小球一定有向上的向心力；该力由拉力及重力的合力提供；故拉力一定向上；故B正确；在速度由零增大到时，小球通过最高点时所受轻轩的作用力随速度的增大而减小；故C错误；小球在最低点时，，故速度越大则拉力越大；故D错误；故选B．考点：向心力；牛顿定律的应用3、B【解析】A与B间的库仑力为一对相互作用力，等大反向，故A受到的库仑力为10N，B正确．4、A【解析】

A．在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，小球受到竖直向下的重力和弹簧的弹力，弹簧的弹力先小于小球的重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，所以小球先向下做加速运动，当弹簧弹力等于重力时速度最大，然后向下做减速运动，故其动能先增大后减小，故选项A正确；BD．由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能在不断减少，弹簧的弹性势能在不断增大，故选项B、D错误；C．小球小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，重力做正功，弹簧弹力做负功，小球动能、重力势能、弹簧的弹性势能总量守恒，所以小球、弹簧、地球构成的系统机械能守恒，故选项C错误．5、B【解析】

重力的冲量IG=mgt，故A错误．拉力F的冲量IF=Ft，故B正确，C错误．合外力的冲量：I合=Ftcosθ，根据动量定理知，合力的冲量等于动量的变化量，则动量的变化量为Ftcosθ．故D错误．故选B．【点睛】解决本题的关键知道冲量等于力与时间的乘积，知道合力的冲量等于动量的变化量．6、A【解析】

两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，碰前总动量：mAvA+mBvB=12kg∙m/s；碰前总动能：mAvA2+mBvB2=27J；A.如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v

代入数据解得：v=4m/s；选项A正确；

B.若v′A＝4m/s，v′B＝5m/s，此时碰后总动量为mAv′A+mBv′B=14kg∙m/s；系统的动量不守恒，选项B错误；C.若v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s，则碰后总动能：mAvA′2+mBvB′2=44J>27J；则不可能发生，选项C错误；D.若v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s，则v′A>v′B，则不可能发生二次碰撞，选项D错误；7、AD【解析】

A．图的斜率为E，C点电势的拐点，则电场强度为零，故A正确；B．由图知A点的电势为零，则O点的点电荷的电量比M点的点电荷的电量大，且O点的电荷带正电，M点电荷带负电．故B错误；C．由图可知：OM间电场强度方向沿x轴正方向，MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向．故C错误；D．因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功．故D正确；8、AB【解析】

当物体M在此平面绕中心轴线以角速度转动时，当A恰好要向里滑动时，取得最小值为，此时A所受的静摩擦力达到最大为，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：，代入数据解得：，当A恰好要向外滑动时，取得最大值为，此时A所受的静摩擦力达到最大为，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：，代入数据解得：，所以角速度范围是：，故AB正确，CD错误；故选AB．【点睛】本题是圆周运动中临界问题，抓住当A恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，可能有向外滑的运动趋势，也有可能向里滑的趋势，最后由牛顿第二定律求解角速度的取值范围．9、CD【解析】

A.匀速圆周运动时，线速度的大小不变，方向时刻改变；故A错误.B.根据得：；故B错误.C.小孩在时间t内通过的路程为；故C正确.D.小孩做匀速圆周运动的周期；故D正确.10、AD【解析】只要知道天体的一颗卫星或行星的周期和轨道半径，利用公式就可以计算出中心天体的质量，故AD正确．选AD.11、AB【解析】天宫二号在“轨道维持”前轨道半径比“轨道维持”后的小，由卫星的速度公式分析知，天宫二号在“轨道维持”前的速度比“轨道维持”后的速度大，故A正确．天宫二号在“轨道维持”前轨道半径比“轨道维持”后的小，由开普勒第三定律知天宫二号在“轨道维持”前的周期比“轨道维持”后的周期小．故B正确．天宫二号在“轨道维持”前离地的高度较小，则在“轨道维持”前的重力势能比“轨道维持”后的重力势能小，故C错误．天宫二号要实现“轨道维持”，必须点火加速，所以天宫二号在“轨道维持”前的机械能小于“轨道维持”后的机械能．故D错误．

故选AB.12、ACD【解析】

A．由于下滑时，细线呈竖直状态，说明小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，将滑梯、小美、小球看一个整体，则滑梯对地面的压力大小为（M+m）g，故A正确；B．由于小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，则小美、小球组成的系统机械能减小，故B错误；C．由于小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，则有所以小美与滑梯间的动摩擦因数一定为tanθ，故C正确；D．由能量守恒可知，小美和小球减小的机械能等于系统增加的内能，则系统增加的内能大于小美减少的机械能，故D正确。故选ACD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、c、a、d、b6×10-10【解析】

(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备浅水盘（c）→形成油膜（a）→描绘油膜边缘（d）→测量油膜面积并计算分子直径（b），故为c、a、d、b。(1)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为：V=，则分子直径：d=m=6×10-10m．14、落地点;mA【解析】

（1）B球离开小支柱后做平抛运动，S是B球做平抛运动的水平位移，即B球初始位置到落地点的水平距离．

（2）小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mAgL1-