2023-2024學(xué)年鄭州第一中學(xué)高一物理第二學(xué)期期末考試試題含解析

2023-2024學(xué)年鄭州第一中學(xué)高一物理第二學(xué)期期末考試試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場號(hào)和座位序號(hào)。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)從國家海洋局獲悉，2018年我國將發(fā)射3顆海洋衛(wèi)星，它們將在地球上方約500km高度的軌道上運(yùn)行，由于軌道經(jīng)過地球兩極上空，所以該衛(wèi)星又稱為極地軌道衛(wèi)星．下列說法中正確的是

（）A．海洋衛(wèi)星的軌道平面與地球同步軌道平面垂直B．海洋衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期可能為24hC．海洋衛(wèi)星的動(dòng)能一定大于地球同步衛(wèi)星的動(dòng)能D．海洋衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的半徑的三次方與周期二次方的比等于地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的半徑的三次方與周期二次方的比2、(本題9分)下列物理量中屬于標(biāo)量的是()A．線速度 B．角速度 C．周期 D．向心加速度3、(本題9分)如圖所示，在光滑水平面上放置一個(gè)質(zhì)量為M的滑塊，滑塊的一側(cè)是一個(gè)弧形凹槽OAB，凹槽半徑為R，A點(diǎn)切線水平。另有一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度v0從A點(diǎn)沖上凹槽，重力加速度大小為g，不計(jì)摩擦。下列說法中正確的是（）A．當(dāng)v0=時(shí)，小球能到達(dá)B點(diǎn)B．如果小球的速度足夠大，球?qū)幕瑝K的左側(cè)離開滑塊后落到水平面上C．當(dāng)v0=時(shí)，小球在弧形凹槽上運(yùn)動(dòng)的過程中，滑塊的動(dòng)能一直增大D．如果滑塊固定，小球返回A點(diǎn)時(shí)對(duì)滑塊的壓力為4、熱播電視劇《知否，知否》中有我國的一種傳統(tǒng)投擲游戲——“投壺”如圖所示，大人和小孩在同一豎直線上的不同高度分別以水平速度v1、v2拋出“箭矢”(可視為質(zhì)點(diǎn)）都能投入地面上的“壺”內(nèi)。若“箭矢”在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2，忽略空氣阻力。則A．t1>t2 B．t1=t2 C．v1=v2 D．v1>v25、(本題9分)已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，半徑約為月球半徑的3.6倍，根據(jù)這些數(shù)據(jù)和物理規(guī)律，可得到月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度的（）A．0.12 B．0.16 C．0.20 D．0.246、(本題9分)跳臺(tái)滑雪是利用自然山形建成的跳臺(tái)進(jìn)行的滑雪運(yùn)動(dòng)之一，起源于挪威。運(yùn)動(dòng)員腳著特制的滑雪板，沿著跳臺(tái)的傾斜助滑道下滑，借助下滑速度和彈跳力，使身體躍入空中，在空中飛行約4-5秒鐘后，落在山坡上。某滑雪運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中()A．所受合外力始終為零 B．所受摩擦力大小不變C．合外力做功一定為零 D．機(jī)械能始終保持不變7、(本題9分)已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運(yùn)行的周期T，僅利用這三個(gè)數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有A．月球的質(zhì)量 B．地球的質(zhì)量C．地球的半徑 D．月球繞地球運(yùn)行速度的大小8、如圖所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平面上有一質(zhì)量為3kg的物體被一個(gè)勁度系數(shù)為120N/m的壓縮輕質(zhì)彈簧突然彈開，物體離開彈簧后在水平面上繼續(xù)滑行了1.3m才停下來，下列說法正確的是(g取10m/s2)()A．物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧的彈性勢能Ep＝7.8JB．當(dāng)物體速度最大時(shí)彈簧的壓縮量為x＝0.05mC．物體的離開彈簧時(shí)動(dòng)能為7.8JD．當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)物體的速度最大9、(本題9分)如圖所示，足夠長的絕緣粗糙水平面放置一帶正電的小滑塊，小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ與小滑塊的位移x滿足μ-x圖像關(guān)系，圖像與橫軸的交點(diǎn)為4m，與縱軸的交點(diǎn)為0.5，空間存在水平向右的足夠大的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出）．已知帶電體的質(zhì)量m=0.2kg，帶有的電荷量，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)，若使小滑塊由靜止釋放則當(dāng)其運(yùn)動(dòng)的位移x=4m時(shí)，若，下列說法正確的是A．帶電體的電勢能減少了5.6JB．帶電體的電勢能增加了5.6JC．在這個(gè)過程中合外力做功為1.6JD．在這個(gè)過程中合外力的沖量大小是10、(本題9分)如圖所示，在光滑四分之一圓弧軌道的頂端a點(diǎn)，質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止開始下滑，經(jīng)圓弧最低點(diǎn)b滑上粗糙水平面，圓弧軌道在b點(diǎn)與水平軌道平滑相接，物塊最終滑至c點(diǎn)停止．若圓弧軌道半徑為R，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，下列說法正確的是()A．物塊滑到b點(diǎn)時(shí)的速度為gRB．物塊滑到b點(diǎn)時(shí)對(duì)b點(diǎn)的壓力是3mgC．c點(diǎn)與b點(diǎn)的距離為RD．整個(gè)過程中物塊機(jī)械能損失了3mgR11、(本題9分)如圖所示，一木塊放在光滑水平面上，一子彈水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f.設(shè)木塊離射入點(diǎn)s遠(yuǎn)時(shí)開始勻速前進(jìn)，下列判斷正確的是A．f·s量度子彈損失的動(dòng)能B．f·d量度子彈損失的動(dòng)能C．f·s量度木塊動(dòng)能改變量D．f(s＋d)量度子彈損失的動(dòng)能12、(本題9分)“高分四號(hào)”衛(wèi)星是中國首顆地球同步軌道高分辨率遙感衛(wèi)星.已知“高分四號(hào)”衛(wèi)星距離地面的高度為,地球的半徑為,地球表面的重力加速度大小為,萬有引力常量為.下列說法正確的是（）A．“高分四號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為B．“高分四號(hào)“衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大小為C．“高分四號(hào)”衛(wèi)星軌道處的重力加速度大小為D．地球的平均密度為二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某探究小組為探究向心力與線速度、角速度、圓周半徑等大小關(guān)系，利用兩個(gè)相同材質(zhì)可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤和兩個(gè)相同的長方體小橡皮擦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．如圖所示，轉(zhuǎn)盤半徑分別為2r和r，A點(diǎn)在大轉(zhuǎn)盤的邊緣處、B點(diǎn)在大轉(zhuǎn)盤上離轉(zhuǎn)軸距離為r處，C點(diǎn)在小轉(zhuǎn)盤的邊緣處，橡皮擦與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其所受重力的μ倍，大轉(zhuǎn)盤通過皮帶帶動(dòng)小轉(zhuǎn)盤無打滑地轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)將一橡皮擦放置在A處，（1）為探究線速度大小相等時(shí)向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在_____（填“B”或“C”）處，當(dāng)緩慢增大轉(zhuǎn)速，可看到放置在_____處的橡皮擦先開始滑動(dòng)，此時(shí)大轉(zhuǎn)盤的角速度大小ω=__________．（2）為探究角速度相等時(shí)向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在______（填“B”“C”）處，緩慢增大轉(zhuǎn)速，可看到放置在_____處的橡皮擦先開始滑動(dòng)．14、（10分）某同學(xué)利用如圖裝置來研究機(jī)械能守恒問題，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．A、B是質(zhì)量均為m的小物塊，C是質(zhì)量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連，A、C間由輕繩相連．在物塊B下放置一壓力傳感器，重物C下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連．當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時(shí)，就觸發(fā)速度傳感器測定此時(shí)重物C的速度．整個(gè)實(shí)驗(yàn)中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g．實(shí)驗(yàn)操作如下：(1)開始時(shí)，系統(tǒng)在外力作用下保持靜止，細(xì)繩拉直但張力為零．現(xiàn)釋放C，使其向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時(shí)，觸發(fā)速度傳感器測出C的速度為v．(2)在實(shí)驗(yàn)中保持A，B質(zhì)量不變，改變C的質(zhì)量M，多次重復(fù)第(1)步．①該實(shí)驗(yàn)中，M和m大小關(guān)系必需滿足M______m（選填“小于”、“等于”或“大于”）②為便于研究速度v與質(zhì)量M的關(guān)系，每次測重物的速度時(shí)，其已下降的高度應(yīng)______（選填“相同”或“不同”）③根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為得到線性關(guān)系圖線，應(yīng)作出______（選填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）圖線．④根據(jù)③問的圖線知，圖線在縱軸上截距為b，則彈簧的勁度系數(shù)為______（用題給的已知量表示）．三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道由直軌道AB和圓弧軌道BC組成，小球從斜面上A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑到斜面底端后又滑上一個(gè)半徑為R=0.4m的圓軌道，（1）若接觸面均光滑．小球剛好能滑到圓軌道的最高點(diǎn)C，求斜面高h(yuǎn)．（2）若已知小球質(zhì)量m=0.1kg，斜面高h(yuǎn)=2m，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為mg，求全過程中摩擦阻力做的功．16、（12分）用彈射器從地面豎直上拋質(zhì)量m＝0.05kg的小球，如果小球在到達(dá)最高點(diǎn)前1s內(nèi)上升的高度是它上升最大高度的，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：（!）小球上升的最大高度；（2）小球拋出的初速度；（3）小球上升到最大高度的時(shí)的機(jī)械能（以地面為參考面）17、（12分）(本題9分)天文觀測發(fā)現(xiàn)：某半徑為R的行星有一顆衛(wèi)星繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。測得衛(wèi)星到行星中心的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，已知萬有引力常量為G.求：（1）該行星的質(zhì)量和密度；（2）若在此行星表面發(fā)射衛(wèi)星，則發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為多少?

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、A【解析】

海洋衛(wèi)星經(jīng)過地球兩極上空，而地球的同步衛(wèi)星軌道在地球赤道平面內(nèi)，所以兩軌道平面相互垂直，故A正確；海洋衛(wèi)星的高度小于地球同步衛(wèi)星的高度，由可知，半徑越小，周期越小，所以海洋衛(wèi)星的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，即小于24h，故B錯(cuò)誤；由，得v＝，所以衛(wèi)星的軌道半徑越大，速度越小，由于兩衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，所以無法比較兩者的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；行星的軌道半徑的三次方與周期二次方的比值與中心天體有關(guān)，由于海洋衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，而地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，所以兩者的比值不同，故D錯(cuò)誤；故選A．【點(diǎn)睛】本題考查了萬有引力提供向心力，第一宇宙速度，線速度、角速度與軌道半徑的關(guān)系，同步衛(wèi)星的特點(diǎn)．比較兩物體的線速度，角速度、周期與半徑的關(guān)系只要找準(zhǔn)相同的物理量就能順利解決此類題目.2、C【解析】

A.線速度是矢量，故A錯(cuò)誤；B.角速度是矢量，故B錯(cuò)誤；C.周期是標(biāo)量，故C正確；D.向心加速度是矢量，故D錯(cuò)誤。3、C【解析】

A．當(dāng)小球剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，小球與滑塊水平方向速度相同，設(shè)為v1，以小球的初速度方向?yàn)檎较颍谒椒较蛏?，由?dòng)量守恒定律得：由機(jī)械能守恒定律得：代入數(shù)據(jù)解得：所以當(dāng)時(shí)，小球不能到達(dá)B點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．小球離開四分之一圓弧軌道時(shí)，在水平方向上與滑塊M的速度相同，則球?qū)幕瑝K的左側(cè)離開滑塊后返回時(shí)仍然回到滑塊M上，不可能從滑塊的左側(cè)離開滑塊，故B錯(cuò)誤；C．小球在圓弧上運(yùn)動(dòng)的過程中，小球?qū)瑝KM的壓力一直對(duì)滑塊做正功，所以滑塊動(dòng)能一直增加，故C正確；D．若滑塊固定，由機(jī)械能守恒知小球返回A點(diǎn)時(shí)的速度大小仍為v0，在B點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：解得：根據(jù)牛頓第三定律可知，小球返回B點(diǎn)時(shí)對(duì)滑塊的壓力為，故D錯(cuò)誤。故選C。4、A【解析】

AB.箭矢做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)h=12gt2，有：t=2hCD.水平分位移相同，由于t1＞t2，根據(jù)x=v0t，有：v1＜v2；故C，D均錯(cuò)誤.5、B【解析】

天體對(duì)表面物體的萬有引力等于表面物體所受重力，則：所以即月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度的0.1．A．0.12，與計(jì)算結(jié)果不符，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．0.1，與計(jì)算結(jié)果相符，故B項(xiàng)正確；C．0.20，與計(jì)算結(jié)果不符，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．0.24，與計(jì)算結(jié)果不符，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。6、C【解析】

運(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，合力方向與速度不共線；運(yùn)動(dòng)員所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量；根據(jù)動(dòng)能定理可知合外力做功；運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不變，勢能減小，則機(jī)械能減小.【詳解】運(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，合力方向與速度不共線，所受的合力不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量，可知運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中，摩擦力減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知，動(dòng)能的變化量為零，可知合外力做功一定為零，選項(xiàng)C正確；運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不變，勢能減小，則機(jī)械能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.7、BD【解析】試題分析：研究月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式=M=，所以可以估算出地球的質(zhì)量，不能估算出月球的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤，B正確．C、由于不知道地球表面的重力加速度，也不知道近地衛(wèi)星的線速度或者周期，所以無法求出地球的半徑，故C錯(cuò)誤．D、研究月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)得：月球繞地球運(yùn)行速度的大v=，故D正確．故選BD．8、BC【解析】

AC.根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，物體離開彈簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物體離開彈簧時(shí)的動(dòng)能為Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J設(shè)彈簧開始的壓縮量為x0，則開始運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧的彈性勢能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故選項(xiàng)A不合題意，選項(xiàng)C符合題意；B.當(dāng)物體速度最大時(shí)，物體受的合外力為零，彈簧彈力與摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物體速度最大時(shí)彈簧的壓縮量x=μmgk=0.2×3×10故選項(xiàng)B符合題意；D.物體在彈簧恢復(fù)原長之前，壓縮量為x=0.05m時(shí)速度最大，故選項(xiàng)D不合題意。9、AD【解析】若使小滑塊由靜止釋放，則電場力做正功，電勢能減小，則當(dāng)其運(yùn)動(dòng)的位移x=4m時(shí)電勢能減小量為，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；此過程中摩擦力的功：，由圖像可知，則，則合力做功為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知：；由動(dòng)量定理可知：，解得I=1.2N?s，選項(xiàng)D正確；故選AD.10、BC【解析】

由機(jī)械能守恒可知，mgR=12mv2，解得b點(diǎn)時(shí)的速度為v=2gR，故A錯(cuò)誤；b點(diǎn)時(shí)，物體受重力、支持力而做圓周運(yùn)動(dòng)，則由F-mg=mv211、CD【解析】

AC．木塊對(duì)子彈有一個(gè)阻力，根據(jù)牛頓第三定律，子彈對(duì)木板有一個(gè)向右的動(dòng)力，即大小等于f，在這個(gè)力的作用下木塊向前運(yùn)動(dòng)了s的距離，根據(jù)動(dòng)能定理可得fs=ΔE即fs量度木塊動(dòng)能改變量，A錯(cuò)誤C正確；BD．子彈在阻力f的作用下，運(yùn)動(dòng)了s+d的距離，根據(jù)動(dòng)能定理可知fs+dfs+d所以fd表示系統(tǒng)動(dòng)能減小的動(dòng)能，也可以說是系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，B錯(cuò)誤D正確．12、CD【解析】根據(jù)，且可得“高分四號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)解得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)可得“高分四號(hào)”衛(wèi)星軌道處的重力加速度大小為，選項(xiàng)C正確；地球的平均密度為，選項(xiàng)D正確；故選CD.點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一重要理論，從而找到關(guān)于周期、線速度以及重力加速度的表達(dá)式；知道黃金代換的表達(dá)式GM=gR2；．二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）C，C（2）B，A【解析】（1）因AC兩處的線速度相等，則根據(jù)可知，為探究線速度大小相等時(shí)向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在C處；C處的半徑比A處較小，當(dāng)緩慢增大轉(zhuǎn)速，在C處的橡皮擦首先達(dá)到最大靜摩擦力，故可看到放置在C處的橡皮擦先開始滑動(dòng)，此時(shí)，且，解得大轉(zhuǎn)盤的角速度大小ωA=；（2）則根據(jù)可知，因AB兩處的角速度相等，則為探究角速度相等時(shí)向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在B處，緩慢增大轉(zhuǎn)速，根據(jù)可知，A處的橡皮首先達(dá)到最大靜摩擦，故可看到放置在A處的橡皮擦先開始滑動(dòng)．14、大于相同v2-【解析】試題分析：①根據(jù)題意，確保壓力傳感器的示數(shù)為零，因此彈簧要從壓縮狀態(tài)到伸長