湖北小池滨江高级中学2024年物理高一下期末学业水平测试试题含解析

湖北小池滨江高级中学2024年物理高一下期末学业水平测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离，其中力F做功最多的是()A．B．C．D．2、(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3、质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为，则（）A．时间内，汽车的平均速度等于B．时间内，汽车的牵引力等于C．时间内，汽车的功率等于D．若图像中的物理量均为已知量，则可求出时间内汽车的位移4、(本题9分)如图所示，小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，小球不动，细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将（）A．N大小不变 B．N逐渐增大C．F先增大后减小 D．F先减小后增大5、如图所示，在水平雪面上雪橇受与水平方向成α角的拉力F作用，沿直线匀速前进了s的距离。下列说法正确的是（）A．拉力做功为FsB．地面对雪橇的支持力做正功C．重力对雪橇做负功D．外力对雪桶做的总功是零6、如图所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有A．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道I上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道I上运动的周期D．在轨道Ⅱ上，B点引力的功率是最大的7、(本题9分)美国国家航空航天局宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星表面进行科学考察，在行星表面h高度（远小于行星半径）处以初速度v水平抛出一个小球，测得水平位移为x。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G．则下列说法正确的是（）A．该行星表面的重力加速度为2B．该行星的质量为2C．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为3D．该行星的第一宇宙速度为v8、(本题9分)如图所示，某人由A点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，关于小船的运动，下列说法中正确的是（）A．小船能到达正对岸的B点B．小船到达正对岸B点的左侧C．小船到达河对岸的位置与水流速度有关D．小船到达河对岸的时间与水流速度有关9、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则()A．小球以后将向右做平抛运动B．小球将做自由落体运动C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽内上升的最大高度为10、(本题9分)如图所示，在倾角为30°的斜面上，质量为1kg的小滑块从a点由静止下滑，到b点时接触一轻弹簧。滑块滑至最低点c后，又被弹回到a点，已知ab=0.6m，bc=0.4m，重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是A．滑块滑到b点时动能最大B．整个过程中滑块和弹簧组成的系统机械能守恒C．弹簧的最大弹性势能为2JD．从c到b弹簧的弹力对滑块做了5J的功二、实验题11、（4分）(本题9分)利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。请回答下列问题：（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）实验时，先________，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。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。若重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE（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________。12、（10分）(本题9分)在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，(1)下列器材中不必要的一项是_________（只需填字母代号）．A．重物

B．纸带

C．天平

D．低压交流电源

E．毫米刻度尺(2)关于本实验的误差，说法不正确的是______________A．选择质量较小的重物，有利于减小误差B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用(3)某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C．己知相邻两点间的时间间隔为0.02s，假设重物的质量为1.00kg，则从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量_________

J，重力势能的减小量__________J．（保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s2），通过计算，数值上ΔEP

_____ΔEK

（填“>”“=”或“<”），原因是_____________________

实验的结论是__________________________三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)在全国铁路第六次大提速后，火车的最高时速可达250km/h，若某列车正以216km/h的速度匀速运行，在列车头经路标A时，司机突然接到报告要求紧急刹车，因前方1000m处有障碍物还没有清理完毕，若司机听到报告后立即以最大加速度a＝2m/s2刹车，问该列车是否发生危险？14、（14分）(本题9分)如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的质量。15、（13分）(本题9分)如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，轨道的B点与水平面相切，其半径为OA＝OB＝R。有一小物体自A点由静止开始沿圆弧轨道下滑到B点，然后沿水平面前进s，到达C点停止。已知当地的重力加速度为g。试求：（1）物体到达B点时的速率v；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、A【解析】

由图知，A项图中力的方向和位移方向相同，B项图中力的方向和位移方向夹角为30°，C项图中力的方向和位移方向夹角为30°，D项图中力的方向和位移方向夹角为30°；力大小相等、位移相同，据W=Fxcos2、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3、D【解析】

A．时间内，若做匀变速直线运动，平均速度为，由于图线围成的面积大于匀变速直线运动图线围成的面积，则实际位移大于匀加速直线运动的位移，则平均速度大于，故A错误；BC．在时间内，汽车的加速度根据牛顿第二定律得解得则汽车的额定功率所以时间内，汽车的功率为故BC错误；D．当牵引力等于阻力时，速度最大，则有解得时间内，根据动能定理则有解得时间内汽车的位移故D正确。故选D。4、D【解析】

对物体受力分析，当拉力的方向转动时，通过力的三角形，可求出拉力与支持力变化情况。【详解】对小球受力分析如图绳子拉力F与支持力N的合力与重力mg等大反向，在右侧力的三角形中，竖直向上的边长保持不变，当细绳由水平方向向上偏移时，F先减小后增大，且当F与N垂直时，F最小；在这个过程中N一直减小，因此D正确，ABC错误。故选D。5、D【解析】

A．据功的定义式可以知道，拉力做的功为：W1＝Fscosα故选项A不符合题意.BC．雪橇受到重力和支持力与雪橇的位移垂直，做功为零.故选项BC不符合题意.D．因为雪橇匀速运动，所以合力为零，则外力做功为零.故选项D符合题意.6、BC【解析】

A.在轨道Ⅱ上经过A点时所受的万有引力等于在轨道I上经过A点时所受的万有引力，所以加速度大小相等．故A错误．B.从轨道I上的A点进入轨道Ⅱ，需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动．所以在轨道Ⅱ上经过A点的动能小于在轨道I上经过A点的动能，故B正确．C.在轨道II上的半长轴小球轨道I上的半长轴（半径），由开普勒行星运动定律知，在轨道II上的周期小于在轨道I周期，所以C正确；D.在轨道II上，B点的引力与速度方向垂直，则引力的功率为零，选项D错误．7、ABD【解析】

根据“水平抛出一个小球”可知，考查了平抛运动。根据平抛运动的规律求解行星表面的重力加速度；行星表面物体重力等于万有引力求解行星质量；对同步卫星，根据万有引力提供向心力求解行星高度；近地卫星运行速度即为第一宇宙速度。【详解】A、根据平抛运动的规律可知：h=12gt2，x=vtB、根据mg=GMmR2，得行星的质量为：M=C、根据GMm(R+h)2=m4π2D、根据mg=mv2R得行星的第一宇宙速度为：v=【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要的理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。8、CD【解析】

根据题中的图可知，考查了小船渡河问题，根据运动的合成与分解知识，将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向两个分运动，在两个方向上都有位移，根据运动的合成，确定小船到达对岸的位置，并得知此时过河时间最短，水流速度变化时，不会影响过河时间，从而即可求解．【详解】AB、小船在垂直于河岸方向和沿河岸方向都有位移，根据运动的合成，合位移的方向指向下游方向，所以小船到达对岸的位置是正对岸B点的右侧．故A错误，B错误；CD、根据运动的合成法则，可知，到达对岸的位置与水流速度有关，故C正确，D错误．【点睛】解决本题的关键知道小船参与了沿河岸方向和垂直于河岸方向两个方向的分运动，根据平行四边形确定合运动的方向．9、BCD【解析】

小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小．【详解】AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，得：①，由动能守恒得②，联立①②得，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，A错误B正确；C．对小车运用动能定理得，小球对小车做功，C正确；D．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则③，④，联立③④解得，D正确．10、BD【解析】滑块滑到b点时刚接触弹簧，刚过b点时，滑块重力的分力大于弹力，滑块仍加速运动，则b点动能不是最大，选项A错误；整个过程中只有重力和弹簧的弹力做功，则弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，故B正确；滑块从a到c，运用动能定理得：mghac+W弹′=0

解得：W弹′=-5J。弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为5J，故C错误；从c点到b点弹簧的弹力对滑块做功与从b点到c点弹簧的弹力对滑块做功大小相等，根据C选项分析，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是5J，故D正确；故选BD。点睛：本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，列出相应的物理方程解题．同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化．二、实验题11、AB先接通电源－mghB12【解析】(1)打点计时器需接交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，故选：AB；(2)为了打点计时器能稳定工作，应先接通电源，再放开小车；从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=mghB，B点的瞬时速度vB=h(3)由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，重力势能的减小转化为动能和内能，所以重力势能的减少量大于动能的增加量。12、CA1.841.88>重物在下落过程中有摩擦阻力或纸带与限位孔间有摩擦力在误差允许范围内，机械能守恒【解析】

（1）[1]．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平，故选C．

（2）[2]．实验中减少误差，A中使用质量较小的重锤，由于阻力的存在，会使相对误差加大，故A错误；打点计时器的时间间隔为0.02s，利用自由落体运动可得若第1、2两点间距约为2mm可知纸带打第一个点时纸带刚开始运动，会减少实验误差，选项B正确；根据数据的处理方法，先松纸带后开启电源一是会减少纸带的利用率，另外打第一个点的速度不会是零，会带来误差，选项C正确；实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，使得重力势能的减小量大于动能的增加量，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.（3）[3]．B点的瞬时速度为：则动能的增加量为：△Ek＝mvB2＝×1×1.922≈1.84J[4]．重力势能的减小量为：△Ep=mgh=1×9.8×0.192J≈1.88J．[5][6][7]．通过计算，数值上ΔEP>ΔEK，原因是重物在