2024届湖南省张家界市高一物理第二学期期末考试试题含解析

2024届湖南省张家界市高一物理第二学期期末考试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P很缓慢地移动到Q点，则力F所做的功为（）A．FLsinθ B．mgLcosθC．FL(1-cosθ) D．mgL(1-cosθ)2、如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()A．h B．1.5hC．2h D．2.5h3、(本题9分)某电场的电场线如图所示，A、B是一电场线上的两点，则A、B两点的电场强度A．大小相等，方向不同B．大小不等，方向不同C．大小相等，方向相同D．大小不等，方向相同4、(本题9分)下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是()A．电风扇B．计算机C．电烙铁D．电视机5、(本题9分)如图所示，光滑绝缘杆OA、OB关于竖直线OO'始终对称，两杆上各穿有质量为m，带电量分别为q1、q2的小球．两杆与水平面间夹角均为θ，两小球在同一水平面上且处于平衡状态，此时它们到O点的距离均为L，则θ取何值时小球到O点的距离L最小（）A．30°B．45°C．60°D．75°6、质量为0.2kg的球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球动量变化量Δp和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是()A．Δp＝2kg·m/s；W＝－2JB．Δp＝－2kg·m/s；W＝2JC．Δp＝0.4kg·m/s；W＝－2JD．Δp＝－0.4kg·m/s；W＝2J7、(本题9分)太阳系个行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是：

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

轨道半径（AU）

1.0

1.5

5.2

9.5

19

30

A．各点外行星每年都会出现冲日现象B．在2015年内一定会出现木星冲日C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短8、在倾角为30°的斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。那么，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两球落地点到顶端的水平位移之比为2：1B．甲、乙两球落点到顶点的距离之比为2：1C．甲、乙两球落在斜面上的速度方向相同D．甲、乙两球在空中的运动时间之比为2：19、(本题9分)将一小球从地面上方高H处水平抛出，不计空气阻力，则小球在随后（落地前）的运动中（）A．初速度越大，落地瞬间小球重力的瞬时功率越大B．初速度越大，在相等的时间间隔内，速度的改变量越大C．初速度越大，小球落地的瞬时速度与竖直方向的夹角越大D．无论初速度为何值，在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的10、(本题9分)如图所示，摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，A为主动轮，A的半径为20cm，B的半径为10cm，则A、B两轮边缘上的点（）A．角速度之比为1∶2B．向心加速度之比为1∶2C．线速度之比为1∶2D．线速度之比为1∶111、(本题9分)如图所示，一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处，B为轨道最高点，C、D为圆的水平直径两端点．轻质弹簧的一端固定在圆心O点，另一端与小球栓接，已知弹簧的劲度系数为，原长为L=2R，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v0，已知重力加速度为g，则A．无论v0多大，小球均不会离开圆轨道B．若在则小球会在B、D间脱离圆轨道C．只要，小球就能做完整的圆周运动D．只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v0无关12、(本题9分)如图所示为某汽车在水平路面启动时，发动机功率随时间变化的图象，图中为发动机的额定功率，若已知汽车的最大速度为，据此可知A．汽车匀速运动时所受的阻力等于B．时间内发动机做功为C．时间内汽车做匀速运动D．时间内发动机做功为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录其运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：(1)适当垫高木板是为______________；(2)通过纸带求小车速度时，应使用纸带的___________（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；(3)若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W——v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是__________________________；(4)以下关于该实验的说法中有一项正确，它是________．A．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值B．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小C．小车在橡皮筋的作用下弹出，橡皮筋所做的功可根据公式W=FL算出D．实验中先释放小车再接通电源14、（10分）(本题9分)某学习小组的同学在实验室组装了一套如图装置，用质量为m的钩码通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，另外还有电源，导线，复写纸，天平都没画出来，如果要完成探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验，则（1）还需要的实验器材是____________．A．秒表B．刻度尺（2）打点计时器使用的电源___________．A．交流电源B．直流电源（3）某同学利用如图的装置完成实验，有关该实验的说法正确的是___________．A．平衡摩擦力时不能将钩码通过细线挂在小车上B．为减小误差，应使钩码的总直流远大于小车质量C．实验时，应先释放小车再接通电源D．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放三、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)质量为m的物体，在竖直平面内高h=1m的光滑圆弧轨道A点，以速度v0=4m/s的初速度沿轨道下滑，并进入BC轨道，如图所示．已知BC短动摩擦因数=0.4，取g=10m/s2,，求（1）物体从A到B运动过程中，机械能是否守恒？（2）物体滑至B点时的速度vB；（3）物体最后停止在离B点多远的位置上？16、（12分）如图所示，把质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为4×10－8C的带正电小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3cm时，丝线与竖直方向的夹角为45°，g取10m/s2，，小球A、B均可视为点电荷．则：(1)小球A带何种电荷？(2)此时小球B受到的库仑力的大小为多少？(3)小球A所带的电荷量是多少？17、（12分）(本题9分)如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α＝30°角倾斜固定．细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E＝1×104N/C．在细杆上套有一个带负电的小球，带电量为q＝1×10﹣5C、质量为m＝3×10﹣1kg．现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点．已知AB间距离x1＝0.4m，g＝10m/s1．求：（1）小球通过B点时的速度大小VB；（1）小球进入电场后滑行的最大距离x1；（3）试画出小球从A点运动到C点过程中的v﹣t图象．

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】

小球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得解得：A.FLsinθ与分析不相符，故A项与题意不相符；B.mgLcosθ与分析不相符，故B项与题意不相符；C.FL(1-cosθ)与分析不相符，故C项与题意不相符；D.mgL(1-cosθ)与分析相符，故D项与题意相符。2、B【解析】

设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒：3mgh=mgh+(3m+m)v2；解得两球的速度都为v=，此时绳子恰好放松，a球开始做初速为v=的竖直上抛运动，根据机械能守恒：mgh+mv2=mgH；解得a球能达到的最大高度H=1.5h．故选B．【点睛】在a球上升的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒．3、D【解析】由图可知，B处的电场线比A处密集，电场线越密，场强越大，所以EA＜EB；场强的方向均水平向右，方向相同，故ABC错误，D正确；故选D.4、C【解析】

根据电流热效应定义：电流流过导体时，导体发热，将电能转化为内能，这种现象是电流的热效应进行分析解答．【详解】A、电风扇用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，主要将电能转化为机械能，A错误；B、计算机主要把电能转化为声和光，B错误；C、电烙铁主要将电能转化为内能，利用了电流的热效应，来提高温度使焊锡熔化，C正确；D、电视机主要将电能转化为声和光，D错误；故选：C。【点睛】解答本题的关键是掌握电流的热效应、磁效应和化学效应，能够区分，知道一些常用电流热效应工作的电器，会分析常用电器能量的转化．5、B【解析】

以其中一个小球为研究对象受力分析，运用合成法，如图所示：由几何知识得：F=mgtanθ

①根据库仑定律：

②由①②两式解得：由数学知识可知，当θ=45°时l取最小值．故选B．【点睛】本题借助库仑力考查了平衡条件的应用，能正确的受力分析并结合合成法求力的大小是力学部分的基本功．6、A【解析】取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：△p=mv2-mv1=0.2×4-0.2×（-6）=2kg•m/s，方向竖直向上．由动能定理可知，合外力做功：W=mv22-mv12=×0.2×42-×0.2×62=-2J；故选A．点睛：此题中动量是矢量，要规定正方向，用带正负呈的数值表示动量．动量变化量也是矢量，同样要注意方向．应用动能定理可以求出合外力做的功．7、BD【解析】试题分析：根据开普勒第三定律，有：；解得：；故T火=年=1.84年；T木=年=11.86年；T土=年=29.28年；T天=年=82.82年；T海=年=164.32年；如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有：，代入数据，有：，解得：T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A错误；2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确；如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有：；解得：；故天王星相邻两次冲日的时间间隔为：；土星相邻两次冲日的时间间隔为：；故C错误；如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有：，解得：，故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短；故D正确；故选BD考点：开普勒行星运动定律【名师点睛】本题考查了开普勒行星运动定律的应用问题；解题的关键是结合开普勒第三定律分析（也可以运用万有引力等于向心力列式推导出），知道相邻的两次行星冲日的时间中地球多转动一周，实质上也是圆周运动的追击问题.8、CD【解析】

AD、设小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为θ，，只要落到斜面上，角度不变，t与初速度成正比，甲、乙两小球运动的时间之比为2：1，甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移：x＝v0t，由于初速度之比为2：1，飞行的时间之比为2：1，所以水平方向的位移之比为4：1．A错误，D正确；B、甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移之比为4：1，由于斜面得夹角是相同的，所以甲、乙两球落地点到顶点的距离之比为4：1．B错误；C、设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为α，则tanα＝2tanθ，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，可知，两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，C正确；9、CD【解析】

A．落地时小球重力的瞬时功率知落地时小球重力的瞬时功率与初速度无关，选项A错误。BD．平抛运动的加速度不变，在相等时间间隔内速度的变化量相同，与初速度无关，选项B错误，D正确。C．设小球落地时瞬时速度的方向与竖直方向的夹角为α，则知初速度越大，小球落地时的瞬时速度与竖直方向的夹角越大，选项C正确；故选CD。10、ABD【解析】

A．由描述圆周运动的参量间关系：v＝rω可知ωA∶ωB＝rB∶rA＝1∶2故选项A正确；B．又因为：a＝vω所以：aA∶aB＝1∶2故选项B正确；CD．根据图示装置结构可知，A、B两轮边缘上的点的线速度大小相等，即vA＝vB，故选项C错误，选项D正确。故选ABD。考点：本题主要考查了描述圆周运动的参量间关系、传动装置中的特征问题，属于中档偏低题．11、ACD【解析】A、B、因弹簧的劲度系数为，原长为L=2R，所以小球始终会受到弹簧的弹力作用，大小为F=K（l-R）=KR=mg，方向始终背离圆心，无论小球在CD以上的哪个位置速度为零，重力在沿半径方向上的分量都小于等于弹簧的弹力（在CD以下，轨道对小球一定有指向圆心的支持力），所以无论v0多大，小球均不会离开圆轨道，故A正确，B错误．C、小球在运动过程中只有重力做功，弹簧的弹力和轨道的支持力不做功，机械能守恒，当运动到最高点速度为零，在最低点的速度最小，有：，解得：，所以只要，小球就能做完整的圆周运动，故C正确．D、在最低点时，设小球受到的支持力为N，有，解得：①，运动到最高点时受到轨道的支持力最小，设为N′，设此时的速度为v，由机械能守恒有：②；此时合外力提供向心力，有：③；联立②③解得：④；联立①④得压力差为：△N=6mg，与初速度无关，故D正确．故选ACD．【点睛】该题涉及到的指示点较多，解答中要注意一下几点：1、正确的对物体进行受力分析，计算出沿半径方向上的合外力，利用向心力公式进行列式．2、注意临界状态的判断，知道临界状态下受力特点和运动的特点．3、熟练的判断机械能守恒的条件，能利用机械能守恒进行列式求解．12、AD【解析】

A．当时速度最大，则：故A正确；B．时间内发电机的功率没达到额定功率，所以时间内发动机做的功小于．故B错误．C．时间内汽车做匀加速直线运动，时刻发动机达到额定功率，根据，速度增大，牵引力减小，则加速度减小，时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故C错误；D．根据功的公式，可知图线与时间轴之间所围成的面积可以表示发动机的功，所以时间内发动机做的功为，故D正确．故选AD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、平衡摩擦力；后面部分；W与成正比；B；【解析】

（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；（2）纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，故通过纸带求小车速度时，应使用纸带的后面点迹均匀的部分．（3）W-v2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比．（4）A．实验是通过改变橡皮筋的个数来改变拉力做功的数值，选项A错误；B．本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．故B正确；C．橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能根据公式W=FL求变力做功问题，故C错误；D．实验中先接通电源再释放小车，选项D错误．14、（1）B（2）A（3）AD【解析】

（1）还需要的实验器材是刻度尺，用来测量纸带的