2024届广东省惠来县前詹中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024届广东省惠来县前詹中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A站在空间站地板上固定的台秤B上，如图所示，下列说法正确的是A．宇航员A不受地球引力作用B．台秤B示数大小等于宇航员此时所受地球引力C．宇航员A所受地球引力小于他在地面上所受引力D．若宇航员A将手中一小球无初速释放，该小球将落到空间站地板上2、(本题9分)一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10m/s2)()A．重力做功为1.8JB．重力做了0.55J的负功C．物体的重力势能一定减少0.55JD．物体的重力势能一定增加1.25J3、(本题9分)炎热的夏季室内会有苍蝇，拍苍蝇成了我们生活中的一个小插曲.市场出售的苍蝇拍，拍把长约30cm，拍头是长12cm、宽10cm的长方形.这种拍的使用效果往往不好，拍头打向苍蝇，尚未打到，苍蝇就飞了．若人拍苍蝇时，拍把绕手腕转动的快慢是相同的，有人将拍把增长到60cm，结果一打一个准．其原因是A．拍头的线速度变大了B．拍头的角速度变大了C．拍头的向心加速度变大了D．拍头打苍蝇的力变大了4、(本题9分)对于万有引力定律的表达式F=Gm1①公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的②当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大③m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关④m1与m2受到的引力是一对平衡力A．①③B．②④C．①②④D．①④③5、(本题9分)在光滑的水平面上，用绳子系一小球做半径为R的匀速圆周运动，若绳子拉力为F，在小球经过圆周的时间内，F所做的功为()A．0 B．RF C．RF D．RF6、(本题9分)一足球运动员将质量为lkg的足球由静止以10m/s的速度用力踢出，假设运动员踢球瞬间的平均作用力为200N，球在水平方向上运动了30m停止，则人对球所做的功为（）A．50J B．500J C．200J D．6000J7、(本题9分)如图，一内壁为半圆柱形的凹槽静止在光滑水平面上，质量为M，内壁光滑且半径为R,直径水平；在内壁左侧的最髙点有一质量为m的小球P,将p由静止释放，则（）A．P在下滑过程中，凹槽对P的弹力不做功B．P在到达最低点前对凹槽做正功，从最低点上升过程中对凹槽做负功C．m和M组成的系统动量守恒D．凹槽的最大动能是8、(本题9分)“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度的水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L.已知火星半径为R，万有引力常量为G，不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是()A．火星表面的重力加速度B．火星的第一宇宙速度为C．火星的质量为D．火星的平均密度为9、(本题9分)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球的卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星下列表述正确的是（）A．卫星的运行速度小于第一宇宙速度B．卫星距地面的高度为C．卫星运行时受到的向心力大小为D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度10、(本题9分)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（）A．F先减小后增大 B．F一直增大C．F的功率减小 D．F的功率不变11、(本题9分)2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区．它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T．根据以上信息可求出（）A．月球的平均密度为B．嫦娥四号绕月运行的速度为C．月球的平均密度D．嫦娥四号绕月运行的速度为12、(本题9分)一个质量为m的物体（可视为质点），以某一初速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面，其加速度大小为g，物体在斜面上运动的最高点为B，B点与A点的高度差为h，则从A点到B点的过程中，下列说法正确的是（）A．物体动能损失了B．物体重力势能增加了mghC．物体机械能损失了mghD．物体机械能损失了二、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“验证机械能守恒定律”实验中得到如图所示的一条纸带，在纸带上选取个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。（1）纸带的_____（填“左”或“右”）端与重物相连；（2）设重物质量为m，在打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量大小为_____，动能变化量大小为_____。（3）实验中，发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是_____。14、（10分）(本题9分)在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。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）我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0×104kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g=10 （1）飞机滑跑过程中加速度a的大小；（2）飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P。16、（12分）(本题9分)一辆质量m=2×103kg的电动汽车在水平路面上由静止启动，其v—t图像如图所示，图像在5s~20s间为曲线，其余部分均为直线。从t=5s时刻起汽车发动机的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度g=10m/s2，求：(1)汽车运动过程中电机的最大功率；(2)汽车在速度为15m/s时的加速度大小；(3)汽车由静止启动到达到匀速运动时的位移；17、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R、A端与圆心O等高，AD为水平面，B端在O的正上方，一个小球自A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点，求：(1)释放点距A点的竖直高度；(2)落点C与A点的水平距离；

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】

A．宇航员随国际空间站绕地球做匀速圆周运动，宇航员A仍受到地球引力作用。故A错误。B．空间站处于完全失重状态，因此台秤示数为零，故B错误；C．根据万有引力定律可知，宇航员A与地球的距离大于地球半径，所以A所受地球引力小于他在地面上所受的引力，故C正确；D．宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球受地球的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，不会落到“地面上”，故D错误；2、C【解析】在整个过程中，物体下降的高度为：h=1.8-1.25=0.55m；该过程中重力对物体做正功为：W=mgh=0.1×10×0.55=0.55J，故AB错误；重力做多少正功重力势能就减少多少，故小球的重力势能一定减少0.55J，故C正确，D错误．故C正确，ABD错误．3、A【解析】要想打到苍蝇，必须要提高线速度；由于苍蝇拍质量很小，故可以认为人使用时苍蝇拍的角速度一定，根据公式，提高拍头的转动半径后，会提高线速度，A正确B错误；拍苍蝇的速度快慢与拍头的向心加速度无关，与打苍蝇的力的大小也无关，仅仅与拍头的线速度有关，CD错误．4、A【解析】公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的，选项A正确；万有引力定律只适用于质点之间的相互作用，故当r趋近于零时，不能看做质点，万有引力定律不适用，选项B错误；m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关，选项C正确；m1与m2受到的引力是一对相互作用力，因作用在两个物体上，不是平衡力，选项D错误；故选AC.5、A【解析】

绳子拉着小球在水平面上做匀速圆周运动，绳子的拉力提供向心力，所以绳子拉力的方向始终与速度方向垂直，不做功，所以在小球经过四分之一，圆周的过程中，F所做的功为零，故A正确，BCD错误．6、A【解析】

对于运动员踢球的过程，根据动能定理W=Ek人对足球所做的功W=mv2=×1×102J=50J故选A7、BCD【解析】

P在下滑过程中，凹槽要向左退．凹槽对P的弹力要做功．根据力与位移的夹角分析P对凹槽做功情况．根据系统水平动量守恒和机械能守恒分析P到达内壁右端最高点的位置．P下滑到最低点时凹槽动能最大，根据系统水平动量守恒和机械能守恒求凹槽的最大动能．【详解】P在下滑过程中，P对凹槽有斜向左下方的压力，凹槽要向左运动，则凹槽对P的弹力与P相对于地面的速度不垂直，所以凹槽对P的弹力要做功，A错误；P在到达最低点前对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为锐角，则P对凹槽做正功，P从最低点上升过程对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为钝角，P对凹槽做负功，B正确；m和M组成的系统外力为零，故系统动量守恒，P下滑到最低点时凹槽动能最大，取水平向右为正方向，根据系统水平动量守恒和机械能守恒得，根据机械能守恒定律可得；凹槽的最大动能，联立解得，CD正确．8、BC【解析】

某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L，根据分位移公式，有：L=v0t；h=gt2，解得：，故A错误；火星的第一宇宙速度为：，故B正确；由G＝mg，解得火星的质量为：，故C正确；火星的平均密度为：，故D错误；故选BC。9、AD【解析】

A．由万有引力提供向心力，则有解得同步卫星轨道半径大于地球半径，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；B．同步卫星的周期等于地球自转周期T，根据万有引力提供向心力有解得则卫星离地的高度为故B错误；C．卫星运行时的轨道半径r大于地球半径R，所以卫星运行时的向心力小于，故C错误；D．在地球表面上若不考虑地球自转，万有引力等于重力，则有解得卫星在轨道上运动，根据万有引力提供向心力，则有解得卫星运行的轨道半径r大于地球半径R，则，故D正确。故选AD。10、AC【解析】由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：，两式联立解得，可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率，可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大，则功率P逐渐减小，C正确，D错误．11、AD【解析】

A、C项：“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力，有，解得：月球的平均密度为：，故A正确，C错误；B项：月球表面任意一物体重力等于万有引力，则有：“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力提供向心力，得：，联立解得：，故B错误；D项：由公式，所以“嫦娥四号”绕月运行的速度为，故D正确．12、BC【解析】

A．滑块上升过程中，受到重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，得到合力F=ma=mg沿斜面向下；动能减小量等于克服合力做的功，故△EK减=FS=mg•2h=2mgh故A错误；B．物体上升了h，故重力势能增加了mgh；故B正确；CD．系统损失的机械能等于减小的动能和势能之和，故△E减=△EK减-mgh=mgh故C正确，D错误；故选BC．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、左纸带和重物运动过程中受纸带与打点计时器之间的摩擦以及空气阻力等作用【解析】

第一空.从O到C可以看出，相等时间内的位移越来越大，则纸带的左端与重物相连；第二空.重物的重力势能变化量大小为：第三空.中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：则：则动能变化量大小为：；第四空.通过计算可以看出，这是因为纸带和重物运动过程中受纸带与打点计时器之间的摩擦作用以及空气阻力等作用所造成的误差。14、A重物下落过程中受到阻力作用【解析】

第一空.释放重物前，让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上端，使得纸带处于竖直，故A正确，BCD错误。第二空.利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△EK，这是因为重物下落过程中受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能；

第三空.根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小铁球经过光电门的速度大小为：，由于初速度为零，则动能的增加量为：，重力势能的减少量为△Ep=mgh，若有：，也即有：时，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。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）a=2m/s2（2）P=8.4×106W【解析】试题分析：飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，结合速度位移公式求解加速度；对飞机受力分析，结合牛顿第二定律，以及P=Fv求解牵引力的平均功率；（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v2=2ax①，解得a=2m/s2②（2）设飞机滑跑受到的阻力为F阻，依题意可得F设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有F-F设飞机滑跑过程中的平均速度为v，有v=在滑跑阶段，牵引力的平均功率P=Fv⑥，联立②③④⑤⑥式得P=8.4×106【点睛】考查牛顿第二定律，匀变速直