2024届甘肃省甘谷一中物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024届甘肃省甘谷一中物理高一第二学期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、(本题9分)硬盘是电脑主要的存储媒介，信息以字节的形式存储在硬盘的磁道和扇区上，家用台式电脑上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。若某台计算机上的硬盘共有个磁道（即个不同半径的同心圆），每个磁道分成个扇区，每个扇区可以记录个字节。电动机使磁盘以的角速度匀速转动，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。则（）A．磁头在内圈磁道与外圈磁道上运动的线速度相同B．硬盘的转速为C．一个扇区通过磁头所用时间约为D．不计磁头转移磁道的时间，计算机内最多可以从一个硬盘面上读取个字节2、质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是（）A．物体的重力势能减少mgh B．物体的动能增加mghC．物体的机械能减少mgh D．重力做功mgh3、如图所示为一水平传送带，以5m/s的速率顺时针运转，AB间距为4m。现将1kg的小块经放在传送带的左端，小物块与传送带间的动摩擦因数＝0.5，重力加速度取10m/s2。小物块从传送带左端运动到右端的过程中A．小物块一直做匀加速运动B．传送带对小物块做功为20JC．摩擦产生的热量为12.5JD．电动机由于传送小物块多消耗的电能为12.5J4、(本题9分)已知河水的流速保持不变，小船在静水中的速度恒定且大于河水的流速。如图所示，为使小船由河岸O点沿虚线垂直河岸航行，船头的指向可能为图中的A．①方向 B．②方向 C．③方向 D．④方向5、如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力F缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程中力F做的功至少为（）A． B．C． D．6、(本题9分)一小球从空中由静止释放，不计空气阻力(g取10m/s2)．下列说法正确的是()A．第2s末小球的速度为20m/sB．前2s内小球的平均速度为20m/sC．第2s内小球的位移为10mD．前2s内小球的位移为20m7、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．b、c的环绕周期相等，且大于a的环绕周期C．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度D．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c8、一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（）A．该星球自转的角速度大小为B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为9、(本题9分)如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，设水柱直径为D，水流速度大小为，方向水平向右．水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为，高压水枪的重力不可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是A．水枪单位时间内喷出水的质量为B．高压水枪的喷水功率为C．水柱对煤层的平均冲击力大小为D．手对高压水枪的作用力水平向右10、下列关于电场强度的两个表达式E＝F/q和E＝kQ/r2的叙述,正确的是（）A．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．E＝kQ/r2是点电荷场强的决定式，Q是放入电场中的检验电荷的电荷量C．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝kq1q2r2，式kq2r2是点电荷q二、实验题11、（4分）用如图所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，重力加速度大小为g．（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________.（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d.（3）实验主要步骤如下：①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图正确连接器材；②小桶P（内有沙子）的质量_________（填“需要”“不需要”）远小于木块（含遮光条）的质量．③将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=______，合外力对木板做功W=________；（用字母M、t1、t2、d、L、F表示）④在小桶中增加砂子，重复③的操作，比较W、ΔEk的大小，得出实验结论.12、（10分）(本题9分)某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。A．先松开纸带后接通电源B．用电火花计时器替代电磁打点计时器C．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。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)宇航员站在某星球表面，从高h处以初速度水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是L，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：该星球的质量M．14、（14分）如图所示，在倾角为30°的光滑固定斜面体上，一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C，另一端连接一质量为m=4kg的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使细绳刚好没有拉力，然后由静止释放，试问：(1)刚释放物体B时和物体A沿斜面向上运动获得最大速度时，弹簧的形变量x1和x2分别是多大？(2)物体A的最大速度大小？(3)从开始释放物体B到物体A获得最大速度的过程中，物体B所受合外力的冲量大小和方向？15、（13分）(本题9分)如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部AB是一长为2R的竖直细管，上部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管管口，C处切线水平，AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧，在弹簧上端放置一粒质量为m，可视为质点的鱼饵解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，此时弹簧的弹性势能为8mgR（g为重力加速度），不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，重力加速度为g，求：（1）鱼饵到达管口C时的速度大小v1；（2）鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小和方向；（3）已知地面比水面高出1.5R，若竖直细管的长度可以调节，圆弧弯道管BC可随竖直细管一起升降，求鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO′之间的最大距离Lmax。

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、C【解析】

A．磁头在内圈磁道与外圈磁道同轴传动，角速度相同，由可知磁头在内圈磁道的线速度小于外圈磁道上运动的线速度，故A错误；B．硬盘的转速为故B错误；C．磁头转动的周期为一个扇区通过磁头所用时间约为故C正确；D．不计磁头转移磁道的时间，计算机内最多可以从一个硬盘面上读取的字节为故D错误。故选C。2、B【解析】

AD．物体在下落过程中，重力做正功为mgh，则重力势能减小也为mgh。故AD错误；

B．物体的合力为则合力做功为，所以物体的动能增加为mgh，故B正确；C．物体除重力做功，阻力做负功，导致机械能减少。根据牛顿第二定律得：得所以阻力做功为所以机械能减少为，故C错误；故选B。3、C【解析】

A.小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a==μg=5m/s2，物块速度增加至与皮带速度相同时所用时间为：；匀加速直线运动的位移为：，然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动。故A错误。B.小物块运动到皮带右端时速度为v=5m/s，根据动能定理得：传送带对小物块做功W=mv2=×1×52=12.5J，故B错误。C.物块匀加速运动过程，传送带的位移为：x带=vt=5×1m=5m；物块相对于传送带运动的位移大小为：△x=x带-x1=5m-2.5m=2.5m；则摩擦产生的热量为Q=μmg△x=12.5J，故C正确。D.电动机由于传送小物块多消耗的电能等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和，为E多=mv2+Q=25J，故D错误。4、B【解析】

，为使小船由河岸O点沿虚线垂直河岸航行，船头应向上游偏，速度合成如图所示，船头的指向可能为图中的②方向A.①方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向不相符，故A不符合题意；B.②方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向相符，故B符合题意；C.③方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向不相符，故C不符合题意；D.④方向与上述结论船头的指向可能为图中的②方向不相符，故D不符合题意；5、B【解析】

开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为，由胡克定律有物体A恰好离开地面时，弹簧对B的拉力为，设此时弹簧的伸长量为，由胡克定律有这一过程中，物体A上移的距离根据动能定理可得解得这一过程中力做的功至少为故B正确，ACD错误。故选B。6、AD【解析】

小球在第2s末的速度为，故A正确；小球在前2s内的位移为，故小球在前2s内的平均速度为，故B错误，D正确；小球在第2s内的位移为，故C错误．7、BC【解析】

卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，所以，解得：A.由可知b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误；B.由可知，b、c的环绕周期相等，且大于a的环绕周期，故B正确；C.由可知，b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C正确；D.当c加速后，所需要的向心力大于提供的向心力，将做离心运动，所以不可能追上同一轨道上的b，b减速后，所需要的向心力小于提供的向心力，将做近心运动，所以不可能等候同一轨道上的c，故D错误．8、ACD【解析】

A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R•＝，故D正确．故选ACD．9、BD【解析】

A、t时间内喷水质量为：水枪单位时间内喷出水的质量为故选项A错误；B、水枪在时间1s内做功转化为水柱的动能即为高压水枪的喷水功率，则：故选项B正确；C、t时间内喷出的水在t内速度减小为0，则由动量定理得：联立得：，故选项C错误；D、水对高压水枪的作用力向左，则手对高压水枪的作用力水平向右，故选项D正确．10、CD【解析】

E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是试探电荷的电荷量，它适用于任何电场，选项A错误，C正确；E＝kQ/r2是点电荷场强的决定式，Q是形成电场的电荷的电荷量，选项B错误；从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝kq1q2r2，式kq2r2是点电荷q二、实验题11、平衡木板受到的摩擦力不需要FL【解析】

第一空.为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力；第二空.测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图正确连接器材；由于有弹簧秤能够测量拉力，所以没有必要使小桶P的总质量远小于木板的质量；第三空.遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的速度分别为，，则动能的变化为：.第四空.合力所做的功就是绳子拉力做的功，W合=FL.12、Bmgh2【解析】

第一空A．应该先接通电源，再释放纸带，故A错误；B．用电火花计时器替代电磁打点计时器，从而更能减小重物下落过程中受到空气阻力，故B正确；C．为减小重物下落过程中受到空气阻力，应该选体积小些，密度大一些的重物，故C错误；故填B.第二空.O点到B点重力势能的减少量为△EP=mg△h=mgh2；第三空.利用匀变速直线运动的推论,得B点的速度为：，从O点到B点动能的增加量为.第四空.若在误差允许范围内，若重力势能的减少量等于动能的增加量，即等式成立，则可以验证机械能守恒.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