2023-2024学年天津市宝坻区高中物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年天津市宝坻区高中物理高一第二学期期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、如图所示，自由下落的小球，从它接触到竖直放置的轻质弹簧开始，一直到弹簧被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是A．小球的动能先增大后减小B．小球在刚接触弹簧时动能最大C．小球的机械能守恒D．小球的动能和弹簧的弹性势能之和不变2、(本题9分)一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中（）A．地面对他的冲量为，地面对他做的功为B．地面对他的冲量为，地面对他做的功为C．地面对他的冲量为，地面对他做的功为零D．地面对他的冲量为，地面对他做的功为零3、(本题9分)在学校某次体能测试中，质量为50kg的某同学在做引体向上运动，如图所示．他在内做了20次，每次身体重心上升的距离均为0.3m，那么他在该过程中克服重力做的功W和相应的功率P约为（）A．0；75W B．150J；75WC．3000J；50W D．；100W4、如图是演示小蜡块在玻璃管中运动规律的装置．现让玻璃管沿水平方向做匀速直线运动，同时小蜡块从O点开始沿竖直玻璃管向上做匀加速直线运动，那么下图中能够大致反映小蜡块运动轨迹的是A． B．C． D．5、(本题9分)如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是间一平面内两颗人造卫星．B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星．以下判断正确的是A．卫星B的速度大小等于地球第一宇宙速度B．A、B线速度大小关系为>C．周期大小的关系是<D．A物体受到的万有引力分为两部分：物体重力和同地球一起自转的向心力6、(本题9分)如图所示，对下列插图描述正确的是（）A．图甲右上方的路牌所标的“50”因为车辆通行的平均速度B．由图乙可推出所有形状规则的物体重心均在其几何中心处C．图丙中掷出后的冰壶能继续运动说明其具有惯性D．图丁中电梯向上制动时体重计的读数变小说明人所受重力减小7、(本题9分)一辆汽车质量m=2.0t，汽车与路面的动摩擦因数为μ=0.2，公路某转弯处半径为R=50m(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2)问：若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不可能是A．9m/sB．10m/sC．11m/sD．12m/s8、一个重为mg的物体在外力F作用下，从静止开始沿一条竖直平面内的直线斜向下运动，直线轨迹与竖直方向成30°角，不计空气阻力，则该物体机械能大小的变化可能是A．若，则物体运动过程中机械能守恒B．若，则物体运动过程中机械能可能增大，也可能减小C．若，则物体运动过程中机械能一定越来越大D．若，则物体运动过程中机械能一定越来越大9、(本题9分)已知地球的质量为M，半径为R，表面的重力加速度为g，那么地球的第一宇宙速度的表达式有：A． B． C． D．10、(本题9分)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为m静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰后B球的速度大小可能是（）A．v B．0.7v C．0.3v D．0.2v11、(本题9分)下列关于机械能守恒的判断正确的是（）A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒B．如果忽略空气阻力作用，物体做竖直上抛运动时，机械能守恒C．一个物理过程中，当重力和弹力以外的力做了功时，机械能不再守恒D．合外力对物体做功为零时，物体机械能一定守恒12、(本题9分)关于物体的平抛运动，下列说法错误的是（）A．由于物体受力的大小和方向不变，因此平抛运动是匀变速运动B．由于物体速度的方向不断变化，因此平抛运动不是匀变速运动C．同一位置以不同的初速度水平抛出物体，初速度大的物体飞行时间长D．同一位置以不同的初速度水平抛出物体，初速度小的物体飞行时间长二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。如图甲所示，A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端，R1和R2是固定在细绳上的两个标识。现将A端固定，用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉，R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙所示。已知细绳始终处于弹性限度内。(1)分析实验数据可知，弹性细绳的伸长是___________(填“均匀”或“不均匀”)的，在弹性限度内，弹性细绳的伸长量与所受拉力___________。(2)可以推断，当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm的位置时，R1位于刻度尺上___________cm的位置，此时测力计的示数为___________N。(3)手持细绳的A、B两端，使它们沿绳所在直线同时匀速运动，A端向左B端向右。实验中若发现标识R1不动，则A、B两端的速度之比为___________；若发现标识R2不动，则A、B两端的速度之比为___________。14、在“验证机械能守恒定律”的实验中（1）罗同学选用电火花打点计时器，则应按______（填“甲”、“乙”或“丙”）图中的方法连接电源．（2）释放纸带前，下列操作正确的是______．A．B．C．（3）图丁为罗同学在实验中打出的一条纸带，“0”点为打下的第一个点，相邻两点间的时间间隔为，重物的质量为，打下第5个点时重物减小的重力势能为______（计算结果保留3位有效数字，注意：该地重力加速度）．15、如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=__J；重物的动能增加量ΔEk=___J(结果均保留三位有效数字)。（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的__误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp__ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是_____。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g___k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆中国载人登月工程前进了一大步。已知地球与月球的质量之比为81:1，地球与月球的半径之比为4:1。忽略地球与月球的自转。(1)求地球和月球表面的重力加速度大小之比g1：g2(2)若在地球和月球表面附近，分别竖直上抛一个小球结果两小球上升的最大高度相同，求在地球和月球表面附近竖直上抛的小球的初速度大小之比17、（10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。

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、A【解析】

AB.从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，开始时重力大于弹力，小球向下做加速运动，在下降的过程中弹力增大，加速度减小，当加速度减小到零，速度达到最大，然后重力小于弹力，向下做减速运动，到达最低点速度为零，可知，小球的动能先增大后减小。故A正确，B错误。C.由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能减少，故C错误。D.对于小球和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，可知，小球的重力势能一直减小，则小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增加，故D错误。2、C【解析】人从下蹲起跳，经时间速度为v，对此过程应用动量定理得：故在此过程中，地面对他的冲量人在起跳过程中，受到地面对人的支持力但没有产生位移，地面对他做的功为零．综上，选C点睛：动量定理中冲量应是所有力的冲量，不能漏去重力的冲量．3、C【解析】

每次肩部上升的距离均为0.3m，则他每一次克服重力做的功：W=mgh=50×10×0.3J=150J1分钟内克服重力所做的功：W总=20W=20×150J=3000J相应的功率约为：A.0、75W，与结论不相符，选项A错误；B.150J、75W，与结论不相符，选项B错误；C.3000J、50W，与结论相符，选项C正确；D.、100W，与结论不相符，选项D错误．4、C【解析】合初速度的方向水平向右，合加速度的方向竖直向上，两者不在同一条直线上，必然做曲线运动，根据轨迹每点的切线方向表示速度的方向，轨迹的弯曲的方向大致与所受合力的方向一致，即合力方向指向轨迹的凹向，可知C正确，ABD错误．故选C．点睛：解决本题的关键掌握曲线运动的条件和曲线运动的特点以及运动的合成和分解．此题还可以通过轨迹方程来确定轨迹.5、D【解析】

A.第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误．B.对B、C，根据，C的轨道半径大于B的轨道半径，则vB＞vC，对于A、C，A、C的角速度相等，根据v=rω知，vC＞vA，所以vB＞vA，故B错误．C.A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据知，C的周期大于B的周期，故C错误．D.A物体受到的万有引力分为两部分：物体重力和沿着指向物体做圆周运动圆心方向的分力，选项D正确．6、C【解析】

A.图甲右上方的路牌所标的“50”为车辆通行的瞬时速度不超过50km/h，故A错误；B.由图乙可推出所有形状规则且质量分布均匀的物体重心均在其几何中心处，故B错误；C.惯性是物体保持原来速度不变的性质，图丙中掷出后的冰壶能继续运动说明其具有惯性，故C正确；D.图丁中电梯向上制动时体重计的读数变小说明人所受支持力减小，但重力不变，故D错误。故选C。7、CD【解析】汽车转弯时，静摩擦力提供向心力，要不侧滑：f≤μmg；又因圆周运动有：f=mv2R得：v≤点睛：熟记摩擦力公式和向心力公式是解决本题的关键，分析向心力是由哪些力提供的．通常这样找向心力：沿半径方向的所有力的合力提供该物体做圆周运动的向心力．8、ABD【解析】

A.因为物体做直线运动，拉力F和重力的合力与运动轨迹在同一直线上，当外力时，的方向垂直于运动的直线，不做功，A正确；BC.当大于小于时，F的方向不可能与轨迹垂直，或斜向上或斜向下。因此可能做正功，也可能做负功，机械能可能增大，也可能减小，B正确，C错误。D.若时的方向与运动轨迹成锐角，故一定要做正功，机械能越来越大，D正确。9、AB【解析】第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据万有引力提供向心力得：，解得:，故A正确，根据地面附近引力等于重力得：，联立可得：，故AB正确，CD错误．10、AB【解析】以两球组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mv=mvA+2mvB，

由机械能守恒定律得：12mv2=12mvA2+12•2mvB2，

解得：vA=-13v，vB=23v，负号表示碰撞后A球反向弹回，

如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

mv=（m+2m）vB，

解得：vB=13v，

则碰撞后B球的速度范围是：点睛：本题考查了求碰撞后B球的速度，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题．11、BC【解析】

A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，动能不变，势能增大，故机械能增大，故A错误；B．物体做竖直上抛运动时，只有重力做功，故机械能守恒，故B正确；C．机械能守恒的条件是除重力和弹力以外的力做功的代数和为0，或者不做功，当重力和弹力以外的力做了功时，物体的机械能不守恒，故C正确；D．合外力对物体做功为零时，如在拉力作用下竖直向上的匀速运动，物体机械能不守恒，故D错误.12、BCD【解析】平抛运动的物体只受重力，加速度为g，做匀变速曲线运动，故A正确B错误；平抛运动的物体水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则有h=12g二．填空题(每小题6分，共18分)13、均匀成正比3.503.61:22:1【解析】

第一空.第二空.图甲中，弹性细绳长度为6.00cm。

图乙中，弹性细绳长度为9.00cm，伸长了3.00cm，测力计的示数为2.4N，

图丙中，弹性细绳长度为12.00cm，伸长了6.00cm，测力计的示数为4.8N，

由以上实验数据可知，在弹性限度内，弹性细绳是均匀伸长的，且伸长量与所受拉力成正比；

第三空.第四空.由图甲可知，R2位于4.00cm时，R1位于2.00cm；

由图乙可知，R2位于6.00cm时，R1位于3.00cm；

由图丙可知，R2位于8.00cm时，R1位于4.00cm；

综上可知，R1的长度是R2长度的一半，则当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm位置时，R1位于刻度尺上3.50cm位置，此时弹簧测力计的示数为3.6N。

第五空.第六空.由图甲可知，R2左侧弹性细绳长度为4.00cm，右侧弹性细绳的长度为2.00cm；

由图乙可知，R2左侧弹性细绳长度为6.00cm，右侧弹性细绳的长度为3.00cm；

由图丙可知，R2左侧弹性细绳长度为8.00cm，右侧弹性细绳的长度为4.00cm；

综上可知，R2左侧弹性细绳长度是右侧弹性细绳长度的2倍，

则A端向左B端向右使它们沿绳所在直线同时匀速运动，若发现标识R1不动，由v=s/t可知，A、B两端的速度之比为1：2。

则A端向左B端向右使它们沿绳所在直线同时匀速运动，若发现标识R2不动，由v=s/t可知，A、B两端的速度之比为2：1。14、丙C【解析】

（1）[1]罗同学选用电火花打点计时器，应该接220V交流电源，则应按丙图中的方法连接电源．（2）[2]释放纸带前，应该用手提着纸带的一端使纸带在竖直方向，且然重物靠近打点计时器，故图C正确；（3）[3]打下第5个点时重物减小的重力势能为：15、1.82J1.71J系统大于先释放了重物，再接通（打点计时器）电源等于【解析】

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