2024屆湖南省張家界市高一物理第二學期期末考試試題含解析

2024屆湖南省張家界市高一物理第二學期期末考試試題注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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，錯選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點，小球在水平力F作用下，從平衡位置P很緩慢地移動到Q點，則力F所做的功為（）A．FLsinθ B．mgLcosθC．FL(1-cosθ) D．mgL(1-cosθ)2、如圖所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b．a(chǎn)球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊．從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為()A．h B．1.5hC．2h D．2.5h3、(本題9分)某電場的電場線如圖所示，A、B是一電場線上的兩點，則A、B兩點的電場強度A．大小相等，方向不同B．大小不等，方向不同C．大小相等，方向相同D．大小不等，方向相同4、(本題9分)下列用電器中，主要利用電流熱效應工作的是()A．電風扇B．計算機C．電烙鐵D．電視機5、(本題9分)如圖所示，光滑絕緣桿OA、OB關(guān)于豎直線OO'始終對稱，兩桿上各穿有質(zhì)量為m，帶電量分別為q1、q2的小球．兩桿與水平面間夾角均為θ，兩小球在同一水平面上且處于平衡狀態(tài)，此時它們到O點的距離均為L，則θ取何值時小球到O點的距離L最?。ǎ〢．30°B．45°C．60°D．75°6、質(zhì)量為0.2kg的球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向彈回．取豎直向上為正方向，在小球與地面接觸的時間內(nèi)，關(guān)于球動量變化量Δp和合外力對小球做的功W，下列說法正確的是()A．Δp＝2kg·m/s；W＝－2JB．Δp＝－2kg·m/s；W＝2JC．Δp＝0.4kg·m/s；W＝－2JD．Δp＝－0.4kg·m/s；W＝2J7、(本題9分)太陽系個行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，當?shù)厍蚯『眠\行到某個行星和太陽之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學成為“行星沖日”據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日，木星沖日，4月9日火星沖日，6月11日土星沖日，8月29日，海王星沖日，10月8日，天王星沖日，已知地球軌道以外的行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示，則下列判斷正確的是：

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

軌道半徑（AU）

1.0

1.5

5.2

9.5

19

30

A．各點外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次的沖日的時間是土星的一半D．地外行星中海王星相鄰兩次沖日間隔時間最短8、在傾角為30°的斜面頂端，將甲、乙兩個小球分別以2v和v的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。那么，下列說法中正確的是（）A．甲、乙兩球落地點到頂端的水平位移之比為2：1B．甲、乙兩球落點到頂點的距離之比為2：1C．甲、乙兩球落在斜面上的速度方向相同D．甲、乙兩球在空中的運動時間之比為2：19、(本題9分)將一小球從地面上方高H處水平拋出，不計空氣阻力，則小球在隨后（落地前）的運動中（）A．初速度越大，落地瞬間小球重力的瞬時功率越大B．初速度越大，在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變量越大C．初速度越大，小球落地的瞬時速度與豎直方向的夾角越大D．無論初速度為何值，在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變量總是相同的10、(本題9分)如圖所示，摩擦輪A和B通過中介輪C進行傳動，A為主動輪，A的半徑為20cm，B的半徑為10cm，則A、B兩輪邊緣上的點（）A．角速度之比為1∶2B．向心加速度之比為1∶2C．線速度之比為1∶2D．線速度之比為1∶111、(本題9分)如圖所示，一質(zhì)量為m的小球置于半徑為R的光滑豎直圓軌道最低點A處，B為軌道最高點，C、D為圓的水平直徑兩端點．輕質(zhì)彈簧的一端固定在圓心O點，另一端與小球栓接，已知彈簧的勁度系數(shù)為，原長為L=2R，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，若給小球一水平初速度v0，已知重力加速度為g，則A．無論v0多大，小球均不會離開圓軌道B．若在則小球會在B、D間脫離圓軌道C．只要，小球就能做完整的圓周運動D．只要小球能做完整圓周運動，則小球與軌道間最大壓力與最小壓力之差與v0無關(guān)12、(本題9分)如圖所示為某汽車在水平路面啟動時，發(fā)動機功率隨時間變化的圖象，圖中為發(fā)動機的額定功率，若已知汽車的最大速度為，據(jù)此可知A．汽車勻速運動時所受的阻力等于B．時間內(nèi)發(fā)動機做功為C．時間內(nèi)汽車做勻速運動D．時間內(nèi)發(fā)動機做功為二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系．實驗時先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行．小車滑行過程中帶動通過打點計器的紙帶，記錄其運動情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：(1)適當墊高木板是為______________；(2)通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的___________（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；(3)若實驗作了n次，所用橡皮條分別為1根、2根…n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的W——v2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v的關(guān)系是__________________________；(4)以下關(guān)于該實驗的說法中有一項正確，它是________．A．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值B．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小C．小車在橡皮筋的作用下彈出，橡皮筋所做的功可根據(jù)公式W=FL算出D．實驗中先釋放小車再接通電源14、（10分）(本題9分)某學習小組的同學在實驗室組裝了一套如圖裝置，用質(zhì)量為m的鉤碼通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況，另外還有電源，導線，復寫紙，天平都沒畫出來，如果要完成探究“恒力做功與動能改變的關(guān)系”的實驗，則（1）還需要的實驗器材是____________．A．秒表B．刻度尺（2）打點計時器使用的電源___________．A．交流電源B．直流電源（3）某同學利用如圖的裝置完成實驗，有關(guān)該實驗的說法正確的是___________．A．平衡摩擦力時不能將鉤碼通過細線掛在小車上B．為減小誤差，應使鉤碼的總直流遠大于小車質(zhì)量C．實驗時，應先釋放小車再接通電源D．實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)高h=1m的光滑圓弧軌道A點，以速度v0=4m/s的初速度沿軌道下滑，并進入BC軌道，如圖所示．已知BC短動摩擦因數(shù)=0.4，取g=10m/s2,，求（1）物體從A到B運動過程中，機械能是否守恒？（2）物體滑至B點時的速度vB；（3）物體最后停止在離B點多遠的位置上？16、（12分）如圖所示，把質(zhì)量為0.2g的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電荷量為4×10－8C的帶正電小球B靠近它，當兩小球在同一高度且相距3cm時，絲線與豎直方向的夾角為45°，g取10m/s2，，小球A、B均可視為點電荷．則：(1)小球A帶何種電荷？(2)此時小球B受到的庫侖力的大小為多少？(3)小球A所帶的電荷量是多少？17、（12分）(本題9分)如圖所示，一根光滑絕緣細桿與水平面成α＝30°角傾斜固定．細桿的一部分處在場強方向水平向右的勻強電場中，場強E＝1×104N/C．在細桿上套有一個帶負電的小球，帶電量為q＝1×10﹣5C、質(zhì)量為m＝3×10﹣1kg．現(xiàn)使小球從細桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點進入電場，小球在電場中滑至最遠處的C點．已知AB間距離x1＝0.4m，g＝10m/s1．求：（1）小球通過B點時的速度大小VB；（1）小球進入電場后滑行的最大距離x1；（3）試畫出小球從A點運動到C點過程中的v﹣t圖象．

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，錯選和不選得零分）1、D【解析】

小球在緩慢移動的過程中，水平力F是變力，不能通過功的公式求解功的大小，根據(jù)動能定理得解得：A.FLsinθ與分析不相符，故A項與題意不相符；B.mgLcosθ與分析不相符，故B項與題意不相符；C.FL(1-cosθ)與分析不相符，故C項與題意不相符；D.mgL(1-cosθ)與分析相符，故D項與題意相符。2、B【解析】

設(shè)a球到達高度h時兩球的速度v，根據(jù)機械能守恒：3mgh=mgh+(3m+m)v2；解得兩球的速度都為v=，此時繩子恰好放松，a球開始做初速為v=的豎直上拋運動，根據(jù)機械能守恒：mgh+mv2=mgH；解得a球能達到的最大高度H=1.5h．故選B．【點睛】在a球上升的全過程中，a球的機械能是不守恒的，所以在本題中要分過程來求解，第一個過程系統(tǒng)的機械能守恒，在第二個過程中只有a球的機械能守恒．3、D【解析】由圖可知，B處的電場線比A處密集，電場線越密，場強越大，所以EA＜EB；場強的方向均水平向右，方向相同，故ABC錯誤，D正確；故選D.4、C【解析】

根據(jù)電流熱效應定義：電流流過導體時，導體發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象是電流的熱效應進行分析解答．【詳解】A、電風扇用電動機帶動工作，利用了電流的磁效應，主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能，A錯誤；B、計算機主要把電能轉(zhuǎn)化為聲和光，B錯誤；C、電烙鐵主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用了電流的熱效應，來提高溫度使焊錫熔化，C正確；D、電視機主要將電能轉(zhuǎn)化為聲和光，D錯誤；故選：C?！军c睛】解答本題的關(guān)鍵是掌握電流的熱效應、磁效應和化學效應，能夠區(qū)分，知道一些常用電流熱效應工作的電器，會分析常用電器能量的轉(zhuǎn)化．5、B【解析】

以其中一個小球為研究對象受力分析，運用合成法，如圖所示：由幾何知識得：F=mgtanθ

①根據(jù)庫侖定律：

②由①②兩式解得：由數(shù)學知識可知，當θ=45°時l取最小值．故選B．【點睛】本題借助庫侖力考查了平衡條件的應用，能正確的受力分析并結(jié)合合成法求力的大小是力學部分的基本功．6、A【解析】取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞過程中動量的變化為：△p=mv2-mv1=0.2×4-0.2×（-6）=2kg?m/s，方向豎直向上．由動能定理可知，合外力做功：W=mv22-mv12=×0.2×42-×0.2×62=-2J；故選A．點睛：此題中動量是矢量，要規(guī)定正方向，用帶正負呈的數(shù)值表示動量．動量變化量也是矢量，同樣要注意方向．應用動能定理可以求出合外力做的功．7、BD【解析】試題分析：根據(jù)開普勒第三定律，有：；解得：；故T火=年=1.84年；T木=年=11.86年；T土=年=29.28年；T天=年=82.82年；T海=年=164.32年；如果兩次行星沖日時間間隔為1年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：，代入數(shù)據(jù)，有：，解得：T0為無窮大；即行星不動，才可能在每一年內(nèi)發(fā)生行星沖日，顯然不可能，故A錯誤；2014年1月6日木星沖日，木星的公轉(zhuǎn)周期為11.86年，在2年內(nèi)地球轉(zhuǎn)動2圈，木星轉(zhuǎn)動不到一圈，故在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日，故B正確；如果兩次行星沖日時間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：；解得：；故天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為：；土星相鄰兩次沖日的時間間隔為：；故C錯誤；如果兩次行星沖日時間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：，解得：，故地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短；故D正確；故選BD考點：開普勒行星運動定律【名師點睛】本題考查了開普勒行星運動定律的應用問題；解題的關(guān)鍵是結(jié)合開普勒第三定律分析（也可以運用萬有引力等于向心力列式推導出），知道相鄰的兩次行星沖日的時間中地球多轉(zhuǎn)動一周，實質(zhì)上也是圓周運動的追擊問題.8、CD【解析】

AD、設(shè)小球落在斜面上時，位移與水平方向的夾角為θ，，只要落到斜面上，角度不變，t與初速度成正比，甲、乙兩小球運動的時間之比為2：1，甲、乙兩球飛行過程中水平方向的位移：x＝v0t，由于初速度之比為2：1，飛行的時間之比為2：1，所以水平方向的位移之比為4：1．A錯誤，D正確；B、甲、乙兩球飛行過程中水平方向的位移之比為4：1，由于斜面得夾角是相同的，所以甲、乙兩球落地點到頂點的距離之比為4：1．B錯誤；C、設(shè)小球落在斜面上時，速度與水平方向的夾角為α，則tanα＝2tanθ，因為小球落在斜面上時，位移與水平方向的夾角為定值，可知，兩球接觸斜面的瞬間，速度方向相同，C正確；9、CD【解析】

A．落地時小球重力的瞬時功率知落地時小球重力的瞬時功率與初速度無關(guān)，選項A錯誤。BD．平拋運動的加速度不變，在相等時間間隔內(nèi)速度的變化量相同，與初速度無關(guān)，選項B錯誤，D正確。C．設(shè)小球落地時瞬時速度的方向與豎直方向的夾角為α，則知初速度越大，小球落地時的瞬時速度與豎直方向的夾角越大，選項C正確；故選CD。10、ABD【解析】

A．由描述圓周運動的參量間關(guān)系：v＝rω可知ωA∶ωB＝rB∶rA＝1∶2故選項A正確；B．又因為：a＝vω所以：aA∶aB＝1∶2故選項B正確；CD．根據(jù)圖示裝置結(jié)構(gòu)可知，A、B兩輪邊緣上的點的線速度大小相等，即vA＝vB，故選項C錯誤，選項D正確。故選ABD?？键c：本題主要考查了描述圓周運動的參量間關(guān)系、傳動裝置中的特征問題，屬于中檔偏低題．11、ACD【解析】A、B、因彈簧的勁度系數(shù)為，原長為L=2R，所以小球始終會受到彈簧的彈力作用，大小為F=K（l-R）=KR=mg，方向始終背離圓心，無論小球在CD以上的哪個位置速度為零，重力在沿半徑方向上的分量都小于等于彈簧的彈力（在CD以下，軌道對小球一定有指向圓心的支持力），所以無論v0多大，小球均不會離開圓軌道，故A正確，B錯誤．C、小球在運動過程中只有重力做功，彈簧的彈力和軌道的支持力不做功，機械能守恒，當運動到最高點速度為零，在最低點的速度最小，有：，解得：，所以只要，小球就能做完整的圓周運動，故C正確．D、在最低點時，設(shè)小球受到的支持力為N，有，解得：①，運動到最高點時受到軌道的支持力最小，設(shè)為N′，設(shè)此時的速度為v，由機械能守恒有：②；此時合外力提供向心力，有：③；聯(lián)立②③解得：④；聯(lián)立①④得壓力差為：△N=6mg，與初速度無關(guān)，故D正確．故選ACD．【點睛】該題涉及到的指示點較多，解答中要注意一下幾點：1、正確的對物體進行受力分析，計算出沿半徑方向上的合外力，利用向心力公式進行列式．2、注意臨界狀態(tài)的判斷，知道臨界狀態(tài)下受力特點和運動的特點．3、熟練的判斷機械能守恒的條件，能利用機械能守恒進行列式求解．12、AD【解析】

A．當時速度最大，則：故A正確；B．時間內(nèi)發(fā)電機的功率沒達到額定功率，所以時間內(nèi)發(fā)動機做的功小于．故B錯誤．C．時間內(nèi)汽車做勻加速直線運動，時刻發(fā)動機達到額定功率，根據(jù)，速度增大，牽引力減小，則加速度減小，時間內(nèi)汽車做加速度減小的加速運動，當加速度為零時，即牽引力等于阻力，汽車速度達到最大，故C錯誤；D．根據(jù)功的公式，可知圖線與時間軸之間所圍成的面積可以表示發(fā)動機的功，所以時間內(nèi)發(fā)動機做的功為，故D正確．故選AD。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、平衡摩擦力；后面部分；W與成正比；B；【解析】

（1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；（2）紙帶在橡皮條的作用下做加速運動，橡皮條做功完畢，則速度達到最大，此后做勻速運動，故通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的后面點跡均勻的部分．（3）W-v2圖線是一條過坐標原點的直線，根據(jù)數(shù)學知識可確定W與速度v的平方成正比．（4）A．實驗是通過改變橡皮筋的個數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值，選項A錯誤；B．本實驗中小車先加速后減速，造成紙帶上打出的點，兩端密、中間疏，說明摩擦力沒有平衡，或沒有完全平衡，可能是沒有使木板傾斜或傾角太?。蔅正確；C．橡皮筋拉小車時的作用力是變力，我們不能根據(jù)公式W=FL求變力做功問題，故C錯誤；D．實驗中先接通電源再釋放小車，選項D錯誤．14、（1）B（2）A（3）AD【解析】

（1）還需要的實驗器材是刻度尺，用來測量紙帶的