2024届湖北省武汉市华中师大一附中物理高一下期末统考试题含解析

2024届湖北省武汉市华中师大一附中物理高一下期末统考试题考生须知：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)下列物理量属于标量的是()A．加速度 B．力 C．位移 D．功2、(本题9分)如图所示，在水平地面上O点正上方的A、B两点同时水平抛出两个相同小球，它们最后都落到地面上的C点，则两球（）A．有可能同时落地B．落在C点的速度方向可能相同C．落在C点的速度大小可能相同D．落在C点的重力的瞬时功率可能相同3、(本题9分)在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来都静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲在冰上滑行的距离比乙远这是由于()A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．分开时甲获得的动量大小大于乙的动量大小C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小4、(本题9分)一带正电的粒子在电场中做直线运动的v﹣t图象如图所示，t1、t2时刻分别经过M、N两点，已知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是（）A．该电场可能是由某正点电荷形成的B．M点的电势高于N点的电势C．从M点到N点的过程中，电势能逐渐增大D．带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力5、如图所示，倒L型的轻杆一端固定一个质量为m的小球（可视为质点），L杆可围绕竖直轴（）以角速度的匀速转动。若小球在水平面内作圆周运动的半径为R，则杆对球的作用力大小为A． B．C． D．不能确定6、我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是()A．违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确7、(本题9分)如图中所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，坐标轴上OB间各点的电势分布如图乙所示，则()A．在OB间，场强先减小后增大B．在OB间，场强方向没有发生变化C．若一个负电荷从O点运动到B点，其电势能逐渐减小D．若从O点静止释放一个仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在OB间一直做加速运动8、(本题9分)如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，A球、B球质量分别为2m、m，两球半径忽略不计，杆的长度为。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球A在水平面上由静止开始向右滑动，当小球B沿墙下滑距离为时,下列说法正确的是（）A．小球A的速度为B．小球B的速度为C．小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为D．小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为9、(本题9分)如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30°和45°、质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有()．A．质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B．质量为m的滑块均沿斜面向上运动C．绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D．系统在运动中机械能均守恒10、(本题9分)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度11、(本题9分)放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．0～6s内物体的位移大小为30mB．2～6s内拉力做功为40JC．滑动摩擦力的大小为5ND．2s～6s内滑动摩擦力做功为40J12、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二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）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．14、（10分）(本题9分)用图示装置测量弹簧的弹力做功，将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点，此时弹簧处于原长，在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连，用天平测出滑块（含遮光片）的质量为m，用刻度尺分别测得A、O之间的距离为x1，B、C两点间距离x2，再用滑块压缩弹簧到位置A（滑块与弹簧没有栓接），静止释放，利用计时器测出遮光片从B到c所用的时间为t．（1）根据所测量的物理量，可计算出滑块离开弹簧时速度大小，其表达式为v=______，从A运动到O过程中弹簧对滑块做的功W=_______．（用所给的物理量符号表示）（2）某同学未调节气垫导轨水平就开始做实验，导致气垫导轨左端比右端略高，则弹簧对滑块做功的测量值与真实值比较将__________（填字母序号）．A．偏大B．偏小C．相等三、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）如图所示，是双人花样滑冰运动中男运员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面，若女运动员做圆锥摆时和竖直方向的夹角约为θ，女运动员的质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，求：(1)男运动员对女运动员的拉力大小(2)女运动员转动的角速度．(3)如果男、女运动员手拉手均作匀速圆周运动，已知两人质量比为2:1，求他们作匀速圆周运动的半径比.16、（12分）(本题9分)某同学用圆锥摆探究圆周运动的课外实验中，把不可伸长的轻绳穿过用手固定的竖直光滑圆珠笔管，笔管长为l，轻绳两端栓着质量分别为4m、5m的小球A和小物块B，开始实验时，用手拉着小球A使它停在笔管的下端，这时物块B距笔管的下端距离为l，笔管的下端到水平地面的距离为10l，拉起小球A，使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做圆周运动，上述过程中物块B的位置保持不变，已知重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，（1）求绳与竖直方向夹角θ和小球A做圆周运动的角速度；（2）若小球A做（1）问中圆周运动时剪断轻绳，求小球A第一次落地点到物块B落地点间的距离s；（3）若某同学开始实验时不断晃动笔管，使小球A带动B上移，当B上升到笔管下方某位置，系统稳定后，测得小球在水平面内做圆周运动的角速度为，求此过程中人对A、B组成的系统做功W．17、（12分）如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道的最高点对轨道的压力大小恰等于小球的重力，问：(1)小球落地时速度为多大？(2)小球落地时水平方向的位移？

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、D【解析】

A.加速度是有大小，又有方向的矢量，故A错误；B．力是有大小，又有方向的矢量，故B错误；C．位移是有大小，又有方向的矢量，故C错误；D．功是只有大小，没有方向的标量，故D正确。故选D．2、C【解析】A、小球在竖直方向做自由落体运动，根据：，可知高度不同，所以运动时间一定不同，故A错误；B、平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从AB两点抛出的小球轨迹不同，在C点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故B错误；C、由动能定理：，落地速度为：，则知落在C点的速度大小可能相同，故C正确；D、落在C点时重力的功率，由于A、B是两个相同的小球，而下落的高度不同，所以重力的功率也不相同，故D错误；综上所述本题答案是：C3、C【解析】

A.在推的过程中，甲推乙的力和乙推甲的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，故A错误；B.根据动量守恒定律，则m甲C.由动能定理1滑行的距离x=vD.根据牛顿第二定律，在分开后，甲的加速度的大小等于乙的加速度的大小，都等于a=μg，两板与冰面间的动摩擦因数相同，故两者加速度大小相等,故D错误。4、C【解析】

AD、由速度时间图象可知：粒子在电场中做匀减速直线运动，加速度是一个定值，所以电场力不变，是匀强电场，所以不可能是由某正点电荷形成的，故A、D错误；BC、从M到N的运动过程中速度减小，根据动能定理可知电场力做负功，电势能增加，又由于是正电荷，所以电势也增加，故M点的电势低于N点的电势，故B错误，C正确．故选C．5、A【解析】

杆对小球的作用力的一个分力平衡了小球竖直方向的重力，另一个分力提供了小球水平圆周运动的向心力，所以杆对小球的作用力：，BCD错误A正确6、C【解析】试题分析：不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的．考点：能量的转化点评：能量的转化具有方向性，这是热力学第二定律的关键，一切与宏观热现象有关的热力学问题都具有方向性，所以内能向其他形式的能转化时需要外界的其他帮助才能实现．7、BD【解析】

电势-位置图像的斜率是电场强度，通过分析场强的大小和方向解决问题。【详解】A．图线的斜率大小的绝对值等于电场强度大小，由几何知识得，在OB间，图线的斜率大小的绝对值先增大后减小，则场强先增大后减小，A错误；B．在OB间，电势一直降低，根据沿着电场线方向电势降低可知场强方向没有发生变化，故B正确；C．由题图乙可知从O点到B点，电势逐渐降低，若一负电荷从O点运动到B点，电场力做负功，则其电势能逐渐增大，故C错误；D．电场方向沿x轴正方向，若从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，其受到的电场力方向沿x轴正方向，正电荷将做加速运动，故D正确。【点睛】从函数的角度去理解图像的斜率物理含义，通过电势的定义判断正负电荷在不同电势处电势能的变化。8、AD【解析】

AB.当小球B沿墙下滑距离为时，杆与水平方向的夹角的正弦是，此时A、B两小球的速度关系满足，由机械能守恒定律得：解得：小球A的速度为。小球B的速度为，故A正确，B错误。C.由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为，故C错误；D由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为，故D正确；9、BD【解析】

A.两个滑块都受到重力、支持力和拉力，下滑趋势是重力的作用效果，故A错误；B.由于2m的物体的重力的下滑分量总是较大，故质量为m的滑块均沿斜面向上运动，故B正确；C.根据牛顿第三定律，绳对质量为m滑块的拉力均等于该滑块对绳的拉力，C错误；D.系统减小的重力势能完全转化为动能，无其他形式的能量参与转化，故机械能守恒，故D正确；故选BD．【点睛】本题关键受力分析后判断滑块的运动规律：对两个滑块受力分析，先加速静止不动，得到两边对细线的拉力大小，得到运动情况；机械能是否守恒的判断可以从能量转化的角度来分析．【考点】功能关系；牛顿定律的应用10、BC【解析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，联立解得：v1+v2=2πfr，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．11、AB【解析】

A.在0～6s内物体的位移大小为：x（4+6）×6m＝30m;故A项符合题意.B.P-t图线与时间轴围成的面积表示拉力做功的大小，则拉力做功为：W＝10×4J＝40J．故B项符合题意.C.在2～6s内，v＝6m/s，P＝10W，物体做匀速运动，摩擦力为f＝F，得到f＝FNN，故C项不合题意.D.2s～6s内滑动摩擦力做功为W＝-fx′（4×6）J＝-40J，故D项不合题意.12、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．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、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．14、A【解析】

(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度；则有；A到O弹簧对滑块做的功转化为滑块的动能，由动能定理有：.(2)若气垫导轨左端比右端略高，重力对滑块要做正功，导致通过两光电门的时间将减小，那么测得速度偏大，因此弹性势能的测