湖南省怀化市中方县二中2023-2024学年高一物理第二学期期末经典试题含解析

湖南省怀化市中方县二中2023-2024学年高一物理第二学期期末经典试题考生请注意：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：（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)图为《流浪地球》中旋转空间站的示意图，空间站为圆环，圆环内的中空管道为宇航员的活动空间，圆环外径为r，当圆环绕O点自转时，能产生类似地表的重力。要使位于管道外侧的宇航员感受到与在地表相同的重力，那么，空间站自转的角速度应为(设地表重力加速度为g)A． B． C． D．2、某滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功2000J，他克服阻力做功200J。则在这段下滑过程中，该运动员的动能增加了A．1800JB．2000JC．2200JD．200J3、某人将石块从某高处以5m/s的速度水平抛出，落地点距抛出点的水平距离为5m。忽略空气阻力，g取10m/s2，则石块落地时间和抛出点的高度分别是（）A．1s5m B．1s10mC．2s5m D．2s5m4、(本题9分)北京时间2019年4月10日21时，在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系（M87）中央的超大质量黑洞的照片，如图所示。若某黑洞半径R约为45km，质量M和半径R满足的关系为，（其中c为光速，c=3.0×108m/s，G为引力常量），则估算该黑洞表面重力加速度的数量级为A．1010m/s2 B．1012m/s2C．1014m/s2 D．1016m/s25、(本题9分)宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中蕴含了一些物理知识，关于拉弓过程，下列说法正确的是A．弓的弹性形变越大，弹性势能就越大B．弓的弹性形变越大，弹性势能就越小C．人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越小D．人对弓的作用力越大，弹性势能就越小6、—物体的速度大小为v0时，其动能为Ek，当它的动能为2Ek时，其速度大小为A． B．2v0C．v0 D．7、(本题9分)如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力的作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中()A．物块a重力势能减少量等于物块b重力势能的增加量B．物块a机械能的减少量等于物块b机械能的增加量C．摩擦力对物块a做的功等于物块a、b动能增加之和D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等8、如图所示，人在岸上匀速的、拉着质量不计的绳子使船靠岸，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当船沿水面行驶x米的位移时，轻绳与水平面的夹角为θ，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）A．人拉绳的速度大小是vB．船行驶x米位移的过程，人的拉力做功为FxcosθC．船行驶x米位移时，人的拉力的瞬时功率为FvcosθD．此时船的加速度为F9、(本题9分)如图所示为两物体A、B在没有其他外力作用时相互作用前后的速度—时间（v－t）图像，则由图像可知（）A．A、B作用前后总动量不守恒B．一定是A物体追及B物体发生碰撞C．A、B的质量之比为5∶3D．该碰撞是弹性碰撞10、如图所示，物块在水平向右推力F作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动，下列说法正确的是（）A．F是恒力B．物块受到轨道的支持力逐渐增大C．物块受到的合外力逐渐增大D．F与支持力的合力跟物块的重力大小相等11、(本题9分)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的加速度之比为2:1，线速度之比为2:3，那么下列说法中正确的是（）A．它们的半径之比为2:9 B．它们的半径之比为1:2C．它们的周期之比为2:3 D．它们的周期之比为1:312、如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A．从P到M所用的时间等于B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某实验小组的同学用如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，他们的主要实验步骤如下：A．按图示安装好器材。B．将电火花计时器接到电源上。C．接通电源后释放纸带，打出一条纸带。D．换用另外的纸带，重复步骤C。E．选取点迹清晰的纸带，测量所选纸带上一系列测量点距初位置的距离。F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等请回答下列问题：（1）为完成此实验，除了图中所给器材外，还必需的器材有_____（填正确选项前的字母）。A．天平B．秒表C．毫米刻度尺D．4～6V的交流电源E．110V的交流电源（1）实验中，夹子与重物的质量m＝150g，由打点计时器在纸带上打出一系列点，如图乙所示，为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点。已知打点计时器每隔0.01s打一个点，当地的重力加速度g＝9.80m/s1．选取其中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量△EP＝_____J．B点的瞬时速度vB＝_____m/s（均要求保留3位有效数字）。（3）在步骤（E）中测得测量点距初位置的距离为h，计算出对应的速度为v。以h为横轴，v1为纵轴，画出的图线如图丙所示，图线的斜率为k，则当地的重力加速度为_____（不计一切阻力）。14、（10分）(本题9分)某同学用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系．（1）图中所示的电磁打点计时器，应该配备的_________填（“交流”或“直流”）电源．实验中为了平衡小车所受的摩擦力，可将木板的_________填（“左”或“右”）端垫起适当的高度．在平衡摩擦力时，小车_________（填“是”或“否”）需要与纸带连接；（2）实验中通过改变橡皮筋的________（填“长度”或“条数”）改变功的值；（3）操作正确的情况下，以功W为纵坐标，以________（填“v”、“”或“”）为横坐标做出的图线最接近一条倾斜的直线．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)如图所示，平行板电容器两极板正对且倾斜放置，下极板接地，电容器电容C=10-8F，板间距离d=3cm,两极板分别带等量的异种电荷，电量Q=1x10-6c.一电荷量q=3x10-10C,质量m=8x10-8kg带负电的油滴以vo=0.5m/s的速度自AB板左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从CD板右边缘水平飞出，g取10m/s2,不计空气阻力.求:(1)两极板之间的电压U;(2)油滴运动到AD中点时的电势能Ep:(3)带电粒子从电场中飞出时的速度大小v.16、（12分）(本题9分)滑板运动是青少年喜爱的一项活动．如图所示，滑板运动员以某一初速度从A点水平离开h=0.8m高的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道，然后经C点沿固定斜面向上运动至最高点D．圆弧轨道的半径为1m，B、C为圆弧的两端点，其连线水平，圆弧对应圆心角θ=106°，斜面与圆弧相切于C点．已知滑板与斜面问的动摩擦因数为μ=，g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量为50kg，可视为质点．试求：（1）运动员（连同滑板）离开平台时的初速度v0；（2）运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最底点对轨道的压力；（3）运动员（连同滑板）在斜面上滑行的最大距离．17、（12分）如图所示，高为L的倾斜直轨道AB、CD与水平面的夹角均为53°，分别与竖直平面内的光滑圆弧轨道相切于B、D两点，圆弧的半径也为L。质量为m的小滑块从A点由静止下滑后，经轨道CD后返回，再次冲上轨道AB至速度为零时，相对于水平线BD的高度为。已知滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ1=0.5，重力加速度为g，(取)求：（1）求滑块第一次经过B点的速度大小；（2）滑块第一次经过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；（3）滑块与轨道CD间的动摩擦因数μ2。

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、B【解析】

宇航员是靠环对他的支持力提供向心力，根据牛顿第二定律得：FN=mω2r，据题有FN=mg；可得；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；2、A【解析】重力对他做功2000J，他克服阻力做功200J，则外力对运动员做的总功是1800J，据动能定理可得，运动员动能增加了1800J。故A项正确，BCD三项错误。点睛：重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量；合力对物体所做的功等于物体动能的增加量；除重力（弹簧弹力）其他力对物体所做的功等于物体机械能的增加量。3、A【解析】

平抛运动水平方向做匀速运动，则x=v0t，则；竖直方向做自由落体运动，则；故选A.4、B【解析】

黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又有，联立解得，代入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2。

A.1010m/s2与结果不相符；B.1012m/s2与结果相符；C.1014m/s2与结果不相符；D.1016m/s2与结果不相符；5、A【解析】

AB.弹性势能的大小与弹簧的形变量有关，则弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，选项A正确，B错误；CD.根据胡克定律，人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，选项CD错误．6、C【解析】

设当它的动能为时，其速度大小为，根据动能定义式则有，，解得，故选项C正确，A、B、D错误。7、ACD【解析】

A．开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，则有magsinθ=mbg，则masinθ=mb．b上升h，则a下降高度为hsinθ，则a重力势能的减小量为maghsinθ=mbgh．即物块a重力势能减少量等于物块b重力势能的增加量，故A正确．B．由于摩擦力对a做正功，系统机械能增加，所以物块a机械能的减少量小于物块b机械能的增加量，故B错误．C．根据能量守恒得知系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量．所以摩擦力做功大于a的机械能增加．因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加之和．故C正确．D．任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率Pb=mgv，对a有：Pa=magvsinθ=mgv，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等．故D正确．8、CD【解析】

A.船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。如图1所示根据平行四边形定则有，v人=vcosθ，故A项与题意不相符；B.如图2可知，当船前进的距离为x时，人走的距离：x′=x1-x2≠x，所以人做的功W≠Fxcosθ．故B项与题意不相符；C.船行驶x米位移时v人=vcosθ，人的拉力的瞬时功率为：P=Fv人=Fvcosθ，故C项与题意相符；D.对小船受力分析，如图所示，则有Fcosθ-f=ma因此船的加速度大小为Fcos故D项与题意相符。9、BCD【解析】

A.由题意可知，物体A、B组成的系统不受外力作用，则系统动量守恒，故A错误；B.因为初状态，A的速度大于B的速度，末状态，A的速度小于B的速度，而物体A、B组成的系统不受外力作用，所以一定是A物体追及B物体发生碰撞，故B正确；C.由动量守恒定律得：，解得，故C正确；D.碰前的机械能；碰后的机械能，碰前的机械能等于碰后机械能，所以是该碰撞是弹性碰撞，故D正确。10、BD【解析】

物块在水平向右推力F作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动过程中，物块受三力平衡如图，在向上缓慢移动过程中，随着的逐渐增大，F逐渐变大；轨道对物块的支持力N逐渐增大；物块受到的合外力为零；F与支持力的合力跟物块的重力大小相等，方向相反，故AC错误，BD正确。11、AD【解析】

AB．两物体匀速圆周运动，由：得：所以有：＝＝故A正确，B错误；CD．由：得：T甲∶T乙＝∶＝故C错误，D正确。故选AD。12、CD【解析】

A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误；B．从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误；C．从P到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故C错误；D．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。故选D。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CE0.4901.95【解析】

（1）实验中不需要重锤的质量，因此不需要天平，通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。电火花打点计时器应该与110V交流电源连接。需要毫米刻度尺测量纸带上两点间的距离。CE正确（1）减少的重力势能为：△Ep＝mgh＝0.15×9.8×0.1J＝0.490J利用匀变速直线运动的推论有：（3）根据机械能守恒定律有：，v1＝1gh，知v1与1gh成正比，图线的斜率等于重力加速度1g，即k＝1g，故；g=14、交流左是条数v2【解析】

（1）[1]电磁打点计时器使用的是交流电源．[2]由图可知，小车在橡皮筋拉力作用下向右运动，为使橡皮筋做功等于合外力做功，需要适当垫高木板的左端，用重力的分量来平衡摩擦力．[3]因为纸带和限位孔间也有摩擦力，需要一起平衡掉，所以在平衡摩擦力时需要连上纸带.（2）[4]实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍．所以实验中不需要直接去测量力和计算功，只要改变橡皮筋的条数，即可使做功按倍数增加．（3）[5]由动能定理，所以以v2为横坐标时作出的图线最接近一条倾斜的直线．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)100V；(2)；