湖北省华大新2024年高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

湖北省华大新2024年高一物理第二学期期末学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、下列说法中正确的是（）A．能源开发和利用的过程是内能转化成机械能的过程B．在能源的利用过程中，能量可利用的品质不会降低C．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了D．能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的2、(本题9分)关于互成角度的两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动，下述说法正确的是()A．一定是直线运动 B．一定是曲线运动C．可能是直线运动，也可能是曲线运动 D．以上都不对3、(本题9分)发现万有引力定律和首次比较精确地测出引力常量的科学家分别是（）A．卡文迪许、牛顿 B．牛顿、卡文迪许C．牛顿、伽利略 D．开普勒、伽利略4、(本题9分)一个做平抛运动的物体，初速度为，经过一段时间，它的末速度与初速度的夹角为，重力加速度g取，则它下落的时间为A．B．C．D．5、(本题9分)如图所示为在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆关于摆球的受力，下列说法正确的是A．摆球同时受到重力、拉力和向心力的作用B．向心力是由重力和拉力的合力提供的C．拉力等于重力D．拉力小于重力6、(本题9分)如图所示，、两物块质量分别为和，用轻绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦．开始时，、两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后突然由静止释放，在下落的过程中（未与滑轮相碰，尚未落地），下列说法正确的是（）A．物块重力势能增加了B．物块机械能减少了C．物块向上运动的加速度大小为D．在物块和组成的系统中，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量7、如图，光滑绝缘圆轨道固定在竖直面内，整个圆周被4条直径均分为8等份，表示图中8个位置，其中A点是最低点。该竖直面内分布有水平向右的匀强电场，一个带正电的小球在轨道内做完整的圆周运动。已知小球的重力和所受电场力大小相等。则下列关于小球运动过程中的说法正确的是（）A．小球在F点时的动能最小 B．小球在B点时对轨道的压力最大C．小球在G点时的机械能最小 D．小球在A点时的动能最大8、(本题9分)图为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列表述正确的是A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由集尘极指向放电极C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大9、(本题9分)如图所示，完全相同的三个金属小球a、b、c位于距离地面同一高度处现以等大的初速度使三个小球同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。以下说法正确的是（）A．落地之前，三个小球均做匀变速运动B．三个小球在落地时的动能不相等C．三个小球在落地时动量相同D．落地之前，三个小球在任意相等时间内动量的增量相同10、(本题9分)如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧．一个质量为m电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电粒子的运动情况，下列说法正确的是A．小球一定能从B点离开轨道B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD．小球到达C点的速度可能为零11、(本题9分)如图所示，倾角为37°的传送带以2m/s的速度沿图示方向匀速运动现将一质量为2kg的小木块，从传送带的底端以v0＝4m/s的初速度，沿传送带运动方向滑上传送带。已知小木块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，传送带足够长，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取gA．物块运动时间为1.2sB．物块发生的位移大小为1.6mC．物块与传送带间因摩擦而产生的热量为6.4JD．摩擦力对小木块所做功为12.8J12、如图所示，质量为m的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为3m的物块B，由静止释放物块、B后(重力加速度大小为g)()A．相同时间内，A、B运动的路程之比为2：1B．物块A、B的加速度之比为1:1C．细绳的拉力为35D．当B下落高度h时，速度为6gh二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)(1)某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，已有重锤、铁架台、导线、铁夹、纸带、打点计时器、电源，还需要的器材是___________。(2)实验中打点计时器接周期为T的交流电源，该同学得到的一条理想纸带如图所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A，B，C到O点的距离如图所示，已知重物的质量为m，重力加速度为g则从打下点到B点的过程中，重物增加的动能为______________(表达式用已知物理量的字母表示)(3)若代入实验数值计算发现重力势能的减少量△E略大于动能的增加量△Ek，这是因为________。(4)该同学继续根据纸带算出各点的速度v，量出对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴画出图象，应是下图中的_______(填选项的字母)14、(本题9分)某物理兴趣小组设计了一个如图所示的验证机械能守恒定律的实验装置，实验主要步骤如下：A．测出小钢球的直径d=10.50mm；B．用一根轻质细线将质量m=60g的小钢球栓接起来，细线的另一端固定于悬点O，让小钢球静止在最低点，用毫米刻度尺量出悬点到球心的长度；C．在小钢球运动的最低点前后放置一组光电门，然后将细线拉至水平位置后，由静止释放小钢球，同时启动数字毫秒计时器，小钢球通过光电门的挡光时间（1）小球运动到最低点的速度为__________m/s．（结果保留三位有效数字）（2）上述过程中小钢球减少的重力势能__________J，小钢球增加的动能___________J．（，结果均保留三位有效数字）15、(本题9分)某同学做验证机械能守恒实验，实验装置如图所示：(1)现有的器材为：带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、毫米刻度尺、导线及开关。为完成此实验，还需要下列__________器材（填入正确选项前的字母）；A．秒表B．交流电源C．天平(2)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中纸带上任意两点间的_______；A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。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＝___________，动能变化量＝___________；(4)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．利用公式计算重物速度B．利用公式计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验算平均值的方法三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)某天文爱好者在地面观测卫星和卫星绕地球做圆周运动的情况，测得时间内卫星运动的弧长为，卫星与地心的连线转过的角度为．已知万有引力常量为，求：（1）地球的质量；（2）若已知卫星绕地球运动的轨道半径为卫星轨道半径的两倍，求卫星运行的周期．17、（10分）如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定质量为m的小球A套在圆环上；长为的刚性(既不伸长也不缩短)轻杆一端通过铵链与A连接，另一端通过铰链与滑块B连接；质量为m的滑块B套在固定的光滑水平长杆上，水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上，给B施加一水平向左的力，使小球A静止于轻杆与圆环相切的位置现撒去水平力F，滑块B由静止开始运动，不计一切摩擦AB均视为质点重力加速度为g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)小球A静止时滑块B受到水平力F的大小；(2)小球A滑到与圆心O同高度时的速度大小；(3)小球A由静止下滑至杆与圆环再次相切的过程中，杆对滑块B做的功。

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、D【解析】

A.能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能转化成机械能的过程；故A错误.B.能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，因此在能源的利用过程中，能量可利用的品质会降低，故B错误.C.石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，机械能并没有消失；故C错误.D.能源在使用中存在品质降低的现象，能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性；能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的；故D正确.2、A【解析】

互成角度的两个初速度为零的匀变速直线运动的合加速度恒定，合运动的性质一定是匀变速，由于两个运动的初速度为零，所以合运动一定是匀变速直线运动，故A正确；BCD错误；故选A3、B【解析】试题分析：发现万有引力定律的是牛顿，卡文迪许通过扭秤实验首次比较精确地测出引力常量的值，开普勒发现了开普勒三定律，伽利略通过理想斜面实验推出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，故B正确考点：考查了物理学史4、B【解析】物体做平抛运动，根据平抛运动的特点可知:，解得t=1.0s，故B正确，ACD错误．5、B【解析】A．小球受重力和拉力，两个力的合力提供圆周运动的向心力．故B正确，A错误；C．设绳子与竖直方向的夹角为，根据几何关系可知，所以拉力大于重力，故CD错误；故选：B．6、D【解析】在b下落h的过程中，a上升h，则物块a重力势能增加了mgh，选项A错误；物块b重力势能减少了2mgh，机械能减小量小于2mgh，选项B错误；物块a向上运动的加速度大小为，选项C错误；在物块a和b组成的系统中，只有重力做功，则系统的机械能守恒，则系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，选项D正确；故选D.点睛：此题关键要知道AB系统的机械能守恒，单个物体的机械能是不守恒的，A的机械能增加，B的机械能减小.7、ABC【解析】

ABD．带正电的小球所受电场力水平向右，小球的重力和所受电场力大小相等，则重力和电场力的合力方向与竖直方向成45°斜向右下，即等效重力场的方向与竖直方向成45°斜向右下，所以小球在B点时的动能最大，小球在B点时对轨道的压力最大，小球在F点时的动能最小。故AB两项正确，D项错误。C．带正电的小球所受电场力水平向右，小球在G点时的电势能最大，则小球在G点时的机械能最小。故C项正确。8、BD【解析】

本题考查运用分析实际问题工作原理的能力，解题时，抓住尘埃的运动方向是突破口，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例．【详解】AB．由图示可知，集尘机电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，故到达集尘极的尘埃带负电荷，故A错误，B正确．C．电场方向向左，带电尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，故C错误；D．由F=Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确．9、AD【解析】

A、三个球初始高度相同，三个小球都是只受到重力的作用，加速度都等于重力加速度，所以都做匀变速运动，A正确；B、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：，由于三个小球的质量m、初位置的高度h和初速度v0大小都相等，则落地时动能大小相等，B错误。C、三个球初始高度相同，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，落地时速度的方向不同，所以动量不相等，C错误；D、三个小球的质量相等，根据动量定理可知，三个小球在任意相等时间内动量的增量△P＝mgt．也是相等的，D正确；10、BC【解析】若电场力大于重力，则有可能不从B点离开轨道，A错．若电场力等于重力，物体做匀速圆周运动，B正确．因电场力做负功，则机械能损失，上升的高度一定小于H，C正确．由圆周运动知识可知若小球到达C点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，D错11、AB【解析】

AB.第一阶段：根据牛顿第二定律mg得a1x所用时间为t传送带位移为x划痕为Δ第二阶段mg得a2x所用时间为t传送带位移为x划痕为Δ由以上分析可知，物体运动总时间为t=物体的总位移x=故AB正确；CD.产生总热量为Q=μmg摩擦力第一阶段做负功，第二阶段做正功，摩擦力对小木块所做功为W=-μmg故CD错误。12、AD【解析】

A.根据动滑轮的特点可知B下降s，A需要走动2s，而sAB.因为都是从静止开始运动的，故有2×解得aAC.对A分析有T=m对B分析有3mg-2T=3m解得T=6mg7，对B，加速度为a根据速度位移公式，有v2=2a二．填空题(每小题6分，共18分)13、刻度尺12【解析】

第一空.打点计时器就是测量时间的器材，所以不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，由于两边都有质量，可以约去，所以不需要天平测量物体的质量，也不需要弹簧秤。在实验中需测量点迹间的距离取求解下降的高度和瞬时速度，所以需要刻度尺.第二空.从点O到打下计数点B的过程中，动能的增加量为ΔEk=12第三空.重力势能的减少量转化为增加的动能和其它损失的能，这是因为存在阻力的影响，阻力做负功导致机械能有部分损失.第四空.从O到某点，机械能守恒的表达式为mgh=12mv2-0，即验证的等式为：v14、(1)4.20(2)0.5880.529【解析】（1）最低点小球的速度为：（2）小钢球减少的重力势能；小球增加的动能为；15、BAmghBC【解析】

(1)[1]本实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺。实验中验证动能的增加量和重力势能的减小