2024年江苏省宜兴市实验中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024年江苏省宜兴市实验中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题考生须知：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（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、(本题9分)太空垃圾是围绕地球轨道的有害人造物体，如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是（）A．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞B．离地越低的太空垃圾运行角速度越小C．离地越高的太空垃圾运行加速度越小D．离地越高的太空垃圾运行速率越大2、如图所示，自行车的大齿轮A、小齿轮B、后轮C的半径之比为4：1：16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，关于A、C轮缘的线速度和角速度说法正确的是A．ωA：ωC=1：4B．ωA：ωC=4：1C．vA：vC=1：4D．vA：vC=4：13、(本题9分)某行星绕一恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则该恒星位于A．O点 B．B点 C．E点 D．F点4、下面列举的四位大师，他们对世界天文学的发展影响极其深远，那么其中排列符合历史发展顺序的是（）A．哥白尼托勒密牛顿开普勒 B．托勒密牛顿哥白尼开普勒C．哥白尼托勒密开普勒牛顿 D．托勒密哥白尼开普勒牛顿5、(本题9分)下列关于弹力和摩擦力的说法，正确的是（）A．物体受到弹力时一定也受到摩擦力B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大C．动摩擦因数与物体之间的正压力成反比，与滑动摩擦力成正比D．当两接触而间的正压力变化时，静摩擦力可以保持不变6、(本题9分)下列说法中正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．物体受到恒力作用，不可能做曲线运动C．物体在变力作用下，其动能一定改变D．如果物体的动量发生变化，则其动能也一定改变7、(本题9分)物体在恒定的合外力F作用下做直线运动，在时间内速度由0增大到v，接着在时间内速度由v增大到2v．设F在内做的功是，冲量是；在内做的功是，冲量是；那么（）A． B． C． D．8、(本题9分)小物块位于放于地面的半径为R的半球的顶端，若给小物块以水平的初速度v时物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是()A．小物块立即离开球面做平抛运动B．小物块落地时水平位移为RC．小物块沿球面运动D．物块落地时速度的方向与地面成45°角9、(本题9分)比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列物理量的表达式用比值法定义的是（）A．电场强度E=F/q B．电势φ=Ep/q C．电容C=Q/U D．电流I=U/R10、嫦娥四号探测器成功发射，开启了我国月球探测的新旅程，探测器经过地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现了人类首次月球背面软着陆.如图为探测器绕月球的运行轨道示意图，其中轨道I为圆形轨道，轨道II为椭圆轨道.下列关于探测器的说法中正确的是A．在轨道I、轨道II上通过P点时的动能相等B．在轨道I通过P点的加速度比在轨道II通过P点的加速度大C．在轨道II上从P点运动到Q点的过程中动能变大D．在轨道II上从P点运动到Q点的过程中的机械能守恒11、(本题9分)一轻弹簧的左端固定在竖直墙上，右端与质量为M的滑块相连，组成弹簧振子，在光滑的水平面上做简谐运动。当滑块运动到右侧最大位移处时，在滑块上轻轻放上一木块组成新振子，继续做简谐运动，新振子的运动过程与原振子的运动过程相比（）A．新振子的最大速度比原来的最大速度小B．新振子的最大动能比原振子的最大动能小C．新振子从最大位移处到第一次回到平衡位置所用时间比原振子大D．新振子的振幅和原振子的振幅一样大12、(本题9分)如图所示，轻质弹簧竖直固定在地面上，在其正上方某高度由静止释放一小球，设下落过程中小球的加速度为a、位移为x、机械能为E，不计空气阻力，竖直向下为正方向。则下落至最低点的过程中a、E随x的变化图线可能正确的是A． B． C． D．二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据纸带求：若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时减少的重力势能为____；动能为____;从以上数据可得的结论是_______________________；产生误差的主要原因是_________________________（结果保留3位有效数字）14、(本题9分)某实验小组的同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的_________选填选项前的字母）A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的均匀铁球D．直径约10cm的均匀木球（2）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图中________所示的固定方式（选填“甲”或“乙”）。（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的时____________（选填选项前的字母）。A．测出摆线长作为单摆的摆长B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度由静止释放，使之做简谐运动C．在摆球经过平衡位置时开始计时D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期（4）用l表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则计算重力加速度的表达式为g=____________.（5）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________（选填选向前的字母）。A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间D．实验中，由于操作不当，使摆球做圆锥摆运动15、(本题9分)利用如图1所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验．(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=______，动能变化量△Ek=______(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式v=计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确______（回答正确或不正确）三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)一小物体m=2kg由静止的P点沿斜面下滑经过粗糙段AB并且刚好滑上半圆弧顶端C点时恰好对轨道没有压力．PA段光滑，AB段粗糙、AB=2m、u=0.1，BC段为光滑圆弧、半径R=1m，（g=10m/s2）求：(1)物体滑上C点的速度VC多大？(2)物体经过A点时的速度VA是多大？(3)斜面至少是多高？17、（10分）在某一笔直的公路上，一辆公共汽车以a=1m/s2的加速度从静止开始匀加速启动。某人在距离公共汽车尾部L=20m处，以v=6m/s的速度骑自行车匀速前行，运动方向与汽车相同。(1)汽车经多长时间速度达到6m/s；(2)汽车从静止开始到速度达到6m/s过程中，汽车位移x1多大；(3)此人能否追上汽车？请通过计算说明理由。

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、C【解析】

A．在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故A错误。BCD．太空垃圾在地球的引力作用下绕地球匀速圆周运动，根据可得离地越低的太空垃圾运行角速度越大；离地越高的太空垃圾运行加速度越小；离地越高的太空垃圾运行速率越小，故BD错误，C正确。故选C。2、A【解析】

AB.因为A、B的线速度大小相等，根据ω=vr，A、B的半径之比为4:1，所以A、B的角速度之比为1:4，B、C的角速度大小相等，所以ωA：ωCD.因为ωB=ωC，RB：RC=1:16，根据v=r•ω知vB:vC=1:16，所以vA:vC=1:16，故C,D均错误.3、C【解析】

AB.根据开普勒第一定律，恒星应该位于椭圆的焦点上，故AC错误；CD.根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．则行星在离恒星较近的位置速率较大，在远离恒星的位置速率较小，因为行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于E点，故C正确，D错误．4、D【解析】

希腊科学家托勒密提出了地心说：认为地球是静止不动的，太阳、月亮和星星从人类头顶飞过，地球是宇宙的中心；波兰天文学家哥白尼，发表著作《天体运行论》提出日心说，预示了地心宇宙论的终结；德国天文学家开普勒对他的导师−−第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律；开普勒发现了行星的运行规律之后，牛顿根据开普勒定律和牛顿运动定律，总结出了万有引力定律；A.与分析不符，不符合题意；B.与分析不符，不符合题意；C.与分析不符，不符合题意；D.与分析相符，符合题意。5、D【解析】

A.物体受到弹力作用，不一定也受到摩擦力，需要满足接触面粗糙和具有相对运动或相对运动趋势等条件，故A项不合题意.B.根据弹簧弹力的表达式F＝kx，x为伸长量或压缩量，k为弹簧的劲度系数，可知：弹力不仅跟劲度系数有关，还跟伸长量或压缩量有关，故B项不合题意.C.动摩擦因数与接触面的粗糙程度有关，与物体之间的压力、滑动摩擦力无关，故C项不合题意.D.静摩擦力随外力的变化而变化，当两接触面间的正压力变化时，静摩擦力可以不变，故D项符合题意.6、A【解析】

A．物体做曲线运动则速度方向一定会发生改变，故一定是变速运动，故A正确.B．曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，与是否是恒力无关，平抛运动合力就是恒定的，但与速度不共线，故B错误;C．变力可能是方向变化，大小不变，例如匀速圆周运动的合力就是变力，一直和速度方向垂直，速度大小不变方向改变，动能不变，故C错误.D．物体动量发生变化有可能是速度方向发生了变化，但大小不变，此时动能不变，故D错误.7、BC【解析】

根据动能定理得：则．根据动量定理得知故BC正确，AD错误．故选BC.点睛：根据动能的变化由动能定理求合力的功、根据动量的变化由动量定理求合力的冲量是这两大定理基本的应用．8、AB【解析】在最高点重力完全充当向心力时物体对球没有压力，即mg=mv2R，所以v=gR，此时物体只受重力作用，速度水平方向，所以物体立即离开球面做平抛运动，小物体落地时下落的高度为R，所以t=2R9、ABC【解析】

A、电场强度与放入电场中的电荷无关，所以属于比值定义法．故A正确．B、电场中的电势定义式，属于比值定义法．故B正确．C、电容C由本身的性质决定，与所带的电荷量及两端间的电势差无关．所以属于比值定义法．故C正确．D、根据欧姆定律，可知电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，不属于比值定义法，故D错误．故选ABC．【点睛】所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变．10、CD【解析】

A.嫦娥四号探测器在P位置从圆形轨道I变到椭圆轨道II时，需制动减速做近心运动，则在轨道I的动能大于轨道II上的动能，故A错误；B.同在P点位置相同，万有引力相同，则加速度相同，故B错误；CD.在轨道II上探测器只受万有引力作用，则从P点运动到Q点的过程中，引力做正功，动能增大，机械能守恒，故C、D正确.11、ACD【解析】

A.因整体的质量增大，整体的加速度小于原来的加速度，故物体回到平衡位置时的速度大小比原来小，故A正确；B.振子在最大位移处时系统只有弹簧的弹性势能，弹性势能不变，根据机械能守恒定律可知到达平衡位置的动能，即最大动能不变，故B错误；C.根据周期公式：可知总质量增大，则周期增大，所以新振子从最大位移处到第一次回到平衡位置所用时间比原振子大，故C正确；D.因为弹簧的最大伸长量不变，故振子的振幅不变；故D正确。12、AC【解析】

AB.小球开始下落时，做自由落体运动，加速度不变，当小球和弹簧接触时，根据牛顿第二定律得：mg-kx=ma，所以：，当压缩到最低点时，加速度大于g，故A正确，B错误；CD.下降过程，自由落体阶段，小求机械能守恒，当与弹簧接触后，由能量守恒得：小球减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能，即：E0-E=kx2，则，E=E0-kx2，故C正确，D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、ΔEp|=1.91mJ；Ek=1.88mJ；在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力的作用（空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力及打点时的阻力）。【解析】

重力势能的减小量为：△EP=mghOB=1.91m（J）

B点时的速度为：vB＝sAC2T＝1.94m/s

重锤下落到B点时增加的动能为：△EK＝12mvB2【点睛】该实验为验证性实验，是在知道原理的情况下进行验证，因此求出物体下落时重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可验证，但是由于存在误差，物体下落时克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量.14、AC乙BCCD【解析】

（1）[1]AB.实验过程单摆摆长应保持不变，应选择长约1m的细线作为摆线，摆线不能选择有弹性的橡皮绳，故A正确，B错误；CD.为减小实验误差，应选择密度大而体积小的球作为摆球，应选择直径约1cm的均匀铁球作为摆球，不要选用直径约10cm的均匀木球，故C正确，D错误；故选：AC；（2）[2]在该实验的过程中，悬点要固定，应采用图乙中所示的固定方式。（3）[3]A.摆线长度与摆球半径之和是单摆的摆长，故A错误；B.单摆在小角度下的运动为简谐运动，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，故B正确；C.为减小测量误差，在摆球经过平衡位置时开始计时，故C正确；D.为减小测量误差，应测出n个周期的总时间t，然后求出周期：，用单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期实验误差较大，故D错误；故选：BC；（4）[4]由单摆周期公式：，可知：T与成正比，T−图象是正比例函数图象，T−图象的斜率：，则重力加速度：；（5）[5]由单摆周期公式：得：；A.单摆在小角度下的摆到为简谐振动，开始摆动时振幅较小，单摆的振幅对重力加速度的测量没有影响，故A错误；B.开始计时时，过早按下秒表，所测周期T偏大，所测重力加速度偏小，故B错误；C.测量周期时，误将摆球（n−1）次全振动的时间记为n次全振动的时间，所测周期T偏小，所测重力加速度g偏大，故C正确；D.实验中，由于操作不当，使摆球做圆锥摆运动，测得的周期T偏小，所测重力加速度偏大；故选：CD；故答案为：（1）AC；（2）乙（3）BC；（4）（5）CD。【点睛】单摆测定重力加速度的原理：单摆的周期公式，还要知道：摆角很小的情