湖北省武漢市五校聯(lián)合體2024-2025學年高一物理下學期期末考試試題

PAGE11-湖北省武漢市五校聯(lián)合體2024-2025學年高一物理下學期期末考試試題本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．由于通訊和廣播等方面的須要，很多國家放射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()A．速率可以不同 B．軌道半徑可以不同C．軌道平面可以不同 D．質量可以不同2.如圖所示是由電源E、靈敏電流計G、滑動變阻器R和平行板電容器C組成的電路，開關S閉合.在下列四個過程中，靈敏電流計中有方向由a到b電流的是()A.在平行板電容器中插入電介質B.減小平行板電容器兩極板的正對面積C.減小平行板電容器兩極板間的距離D.增大平行板電容器兩極板的正對面積3．靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不計空氣阻力，在整個上升過程中，物體機械能隨時間改變的關系是()4.如圖甲所示,一條電場線與Ox軸重合,取O點電勢為零,Ox方向上各點的電勢φ隨x改變的規(guī)律如圖乙所示,若在O點由靜止釋放一電子,電子僅受靜電力的作用,則()A.電子將沿x軸負方向運動B.電子的電勢能將增加C.電子運動的加速度先減小后增大D.電子運動的加速度恒定5.在勻強電場中建立始終角坐標系，如圖所示.從坐標原點沿＋y軸前進0.2m到A點，電勢降低了10eq\r(2)V，從坐標原點沿＋x軸前進0.2m到B點，電勢上升了10eq\r(2)V，則勻強電場的場強大小和方向為()A.50V/m，方向B→AB.50V/m，方向A→BC.100V/m，方向垂直AB斜向下D.100V/m，方向B→A6．質量為m＝20kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動。0～2s內F與運動方向相反，2～4s內F與運動方向相同，物體的v-t圖象如圖所示，g取10m/s2，則()A．拉力F的大小為100NB．4s內物體克服摩擦力做的功為320JC．4s內拉力所做的功為480JD．物體在4s時拉力的瞬時功率為120W7.假設地球可視為質量勻稱分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球自轉的周期為T，引力常量為G。地球的密度為()A.eq\f(3π,GT2)eq\f(g0－g,g0)B.eq\f(3π,GT2)C.eq\f(3π,GT2)eq\f(g0,g0－g)D.eq\f(3π,GT2)eq\f(g0,g)8．如圖所示，光滑水平面上有一小車，小車上有一物體，用一細線將物體系于小車的A端，物體與小車A端之間有一壓縮的彈簧，某時刻線斷了，物體沿車滑動到B端粘在B端的油泥上。則下述說法中正確的是()①若物體滑動中不受摩擦力，則全過程機械能守恒②若物體滑動中有摩擦力，則全過程系統(tǒng)動量守恒③小車的最終速度與斷線前相同④全過程系統(tǒng)的機械能不守恒A．①②③B．①③④C．②③④D．①②③④9.神舟十一號飛船與天宮二號空間試驗室在太空中自動交會對接的勝利，顯示了我國航天科技力氣的雄厚。已知對接軌道所處的空間存在極其淡薄的大氣，下列說法正確的是()A．為實現對接，飛船與天宮二號運行速度的大小應介于第一宇宙速度和其次宇宙速度之間B．如不加干預，在運行一段時間后，天宮二號的動能可能會增加C．進入天宮二號的航天員處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用D．如不加干預，天宮二號的軌道高度將緩慢降低10．(多選)有關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是()A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)B．如圖b所示是一圓錐擺，增大θ，但保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D．如圖d，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對輪緣會有擠壓作用11.(多選)如圖所示，金屬板帶電荷量為＋Q，質量為m的金屬小球帶電荷量為＋q，當小球靜止后，懸掛小球的絕緣細線與豎直方向間的夾角為α，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L.下列說法正確的是()A.＋Q在小球處產生的場強為E1＝eq\f(kQ,L2)B.＋Q在小球處產生的場強為E1＝eq\f(mgtanα,q)C.＋q在O點產生的場強為E2＝eq\f(kq,L2)D.＋q在O點產生的場強為E2＝eq\f(mgtanα,Q)12．(多選)某消遣項目中，參加者拋出一小球去撞擊觸發(fā)器，從而進入下一關，現在將這個消遣項目進行簡化，假設參加者從觸發(fā)器的正下方以v的速率豎直上拋一小球，小球恰好擊中觸發(fā)器，若參加者仍在剛才的拋出點，沿A、B、C、D四個不同的光滑軌道分別以速度v拋出小球，如圖所示，則小球能夠擊中觸發(fā)器的是()第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗題(本題共2小題，共12分)13.(4分)氣墊導軌工作時能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消退掉摩擦力的影響,因此成為重要的試驗器材。氣墊導軌和光電門、數字毫秒計協(xié)作運用能完成很多試驗?，F供應以下試驗器材:(如圖所示)利用以上試驗器材還可以完成驗證動量守恒定律的試驗。為完成此試驗,某同學將試驗原理設定為m1v0=(m1+m2)v。(1)針對此原理,我們應選擇的器材編號為;

(2)在我們所選的器材中:器材對應原理中的m1(填寫器材編號)。

14．(8分)如圖是用“落體法”驗證機械能守恒定律的試驗裝置。(g取9.8m/s2)(1)選出一條清楚的紙帶如圖甲所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，打點計時器通過頻率為50Hz的交變電流。用分度值為1mm的刻度尺測得OA＝12.41cm，OB＝18.90cm，OC＝27.06cm，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點，重錘的質量為1.00kg。甲同學依據以上數據算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比起先下落時削減了________J；此時重錘的動能比起先下落時增加了________J。(結果均保留三位有效數字)(2)某同學利用他自己試驗時打出的紙帶，測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數點對應的速度v，然后以h為橫軸、以eq\f(1,2)v2為縱軸作出了如圖乙所示的圖線，圖線的斜率近似等于________。A．19.6B．9.8C．4.90圖線未過原點O的緣由是____________________。三．計算題(本題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)15．（8分）如圖，升降機內懸掛一圓錐擺，擺線為1m，小球質量為0.5kg，當升降機以2m/s2加速度勻加速上升時，擺線恰與豎直方向成θ=37°角，試求小球的轉速和擺線的拉力？16．(10分)如圖甲所示，在水平路段AB上有一質量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個ABC路段的v-t圖象如圖乙所示(在t＝15s處水平虛線與曲線相切)，運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持20kW不變，假設汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小。(1)求汽車在AB路段上運動時所受的阻力Ff1；(2)求汽車剛好到達B點時的加速度a；(3)求BC路段的長度。17.(10分)如圖所示，帶電荷量為Q的正電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點，斜面上有A、B兩點，且A、B和C在同始終線上，A和C相距為L，B為AC的中點.現將一帶電小球從A點由靜止釋放，當帶電小球運動到B點時速度正好又為零，已知帶電小球在A點處的加速度大小為eq\f(g,4)，靜電力常量為k，求：(1)小球運動到B點時的加速度；(2)B和A兩點間的電勢差(用k、Q和L表示).18．(12分)如圖所示，質量為M＝3kg的小車A以v0＝4m/s的速度沿光滑水平面勻速運動，小車左端固定的支架通過不行伸長的輕繩懸掛質量為m＝1kg的小球B(可看作質點)，小球距離車面H＝0.8m。某一時刻，小車與靜止在水平面上的質量為m0＝1kg的物塊C發(fā)生碰撞并粘連在一起(碰撞時間可忽視)，此時輕繩突然斷裂。此后，小球剛好落入小車右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽視)，不計空氣阻力，重力加速度取g＝10m/s2。求：(1)繩未斷前小球距沙桶的水平距離Δx；(2)小車的最終速度v的大小；(3)整個系統(tǒng)損失的機械能ΔE。參考答案本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)【答案】D【解析】同步衛(wèi)星軌道只能在赤道平面內，高度肯定，軌道半徑肯定，速率肯定，但衛(wèi)星的質量可以不同，D項正確。本題考察的學問點：對同步衛(wèi)星相關學問的理解【答案】B【解析】電容器保持和電源連接，電壓U肯定，在平行板電容器中插入電介質，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知電容增大，由C＝eq\f(Q,U)知帶電荷量增加，電容器充電，電路中有b到a方向的電流通過靈敏電流計，故A錯誤.減小平行板電容器兩極板間的距離，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知電容增大，由C＝eq\f(Q,U)知帶電荷量增加，電容器充電，電路中有b到a方向的電流通過靈敏電流計，故C錯誤.減小平行板電容器兩極板的正對面積，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知電容減小，由C＝eq\f(Q,U)知帶電荷量減小，電容器放電，電路中有a到b方向的電流通過靈敏電流計，故B正確.同理D錯誤.本題考察的學問點：對平行板電容器電容公式C＝eq\f(εrS,4πkd)的理解及連接在電路的應用3．【答案】C【解析】物體機械能的增量等于恒力做的功，恒力做功WF＝Fh，h＝eq\f(1,2)at2，則有外力作用時，物體機械能隨時間改變的關系為E＝eq\f(1,2)Fat2撤去恒力后，物體機械能不變，故C正確。本題考察的學問點：恒力功的求法，功能關系，機械能守恒條件4.【答案】C【解析】由題圖乙可知,Ox軸上電場線方向肯定沿x軸負方向,電子由靜止起先運動,肯定逆著電場線方向運動,A項錯;電子由靜止起先運動,靜電力對電子做正功,其電勢能肯定減小,B項錯;由題圖乙可知該電場并非勻強電場,故加速度肯定發(fā)生改變,D項錯;題圖乙中電勢隨x改變曲線的斜率即為電場強度,故電子運動加速度先減小后增大,C項正確。本題考察的學問點：電勢改變與電場線方向的關系，靜電力方向與電場方向的關系，靜電力做功與電勢能改變的關系，電勢隨x改變曲線的斜率即為電場強度。5.【答案】D【解析】連接AB，由題意可知，AB中點C點電勢應與坐標原點O相等，連線OC即為等勢線，與等勢線OC垂直的方向為電場的方向，沿電場線方向電勢降低，故電場方向由B→A，其大小E＝eq\f(U,d)＝eq\f(10\r(2)＋10\r(2),\r(2)×0.2)V/m＝100V/m，選項D正確本題考察的學問點：等勢線與電場的方向的關系，E＝eq\f(U,d)的應用6．【答案】D【解析】由圖象可得：0～2s內物體做勻減速直線運動，加速度大小為a1＝eq\f(|Δv|,Δt)＝eq\f(10,2)m/s2＝5m/s2，勻減速過程有F＋f＝ma1；2～4s內物體做勻加速直線運動，加速度大小為a2＝eq\f(|Δv′|,Δt′)＝eq\f(2,2)m/s2＝1m/s2，有F－f＝ma2，解得f＝40N，F＝60N，故A錯誤。物體在4s時拉力的瞬時功率為P＝Fv＝60×2W＝120W，故D正確。4s內物體通過的位移為x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2×10－\f(1,2)×2×2))m＝8m，拉力做功為W＝－Fx＝－480J，故C錯誤。4s內物體通過的路程為s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2×10＋\f(1,2)×2×2))m＝12m，克服摩擦力做功為Wf＝fs＝40×12J＝480J，故B錯誤。本題考察的學問點：依據v-t圖象建立物理情景的實力，牛頓其次定律和運動學結合的應用，恒力功的求法，克服摩擦力做功的求法，瞬時功率的求法7.【答案】C【解析】物體在地球的兩極時，mg0＝Geq\f(Mm,R2)，物體在赤道上時，mg＋meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2R＝Geq\f(Mm,R2)，以上兩式聯(lián)立解得地球的密度ρ＝eq\f(3πg0,GT2g0－g)。故選項C正確，A、B、D錯誤。本題考察的學問點：在兩極和赤道上萬有引力定律的應用8．【答案】C【解析】取小車、物體和彈簧為一個系統(tǒng)，則系統(tǒng)水平方向不受外力(若有摩擦，則物體與小車間的摩擦力為內力)，故全過程系統(tǒng)動量守恒，小車的最終速度與斷線前相同。但由于物體粘在B端的油泥上，即物體與小車發(fā)生完全非彈性碰撞，有機械能損失，故全過程機械能不守恒。本題考察的學問點：物體相互作用過程中系統(tǒng)動量守恒和機械能條件守恒條件，動量守恒定律的應用。9.【答案】BD【解析】飛船與天宮二號在太空中運動的速度為環(huán)繞速度，均小于第一宇宙速度，選項A錯誤；天宮二號運動過程中由于受到大氣阻力，速度減小，導致須要的向心力Fn＝eq\f(mv2,r)減小，做近心運動，近心運動過程中，軌道高度降低，且萬有引力做正功，勢能減小，動能會增加，選項B、D正確；航天員在太空中受地球引力，地球引力全部供應航天員隨天宮二號做圓周運動的向心力，選項C錯誤。本題考察的學問點：宇宙速度，變軌問題，失重問題10．解析：選BD由汽車在最高點mg－FN＝meq\f(v2,r)，可知FN<mg，故處于失重狀態(tài)，故A錯誤；如題圖b所示是一圓錐擺，重力和拉力的合力F＝mgtanθ＝mω2r；r＝Lsinθ，知ω＝eq\r(\f(g,Lcosθ))＝eq\r(\f(g,h))，故增大θ，但保持圓錐的高不變，角速度不變，故B正確；依據受力分析知圓錐筒內的A、B位置兩球受力狀況相同，即向心力相同，由F＝mω2r知r不同，角速度不同，故C錯誤；火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不足以供應向心力，則外軌對輪緣會有擠壓作用，故D正確。本題考察的學問點：不憐憫景下向心力公式的應用，超重失重問題11.【答案】BC【解析】金屬板不能看成點電荷，在小球處產生的場強不能用E＝eq\f(kQ,r2)計算，故A錯誤；依據小球受力平衡得小球受電場力F＝mgtanα，由E＝eq\f(F,q)得：E1＝eq\f(mgtanα,q)，B正確；小球可看成點電荷，在O點產生的場強E2＝eq\f(kq,L2)，C正確；依據牛頓第三定律知金屬板受到小球的電場力大小為F＝mgtanα，但金屬板不能看作摸索電荷，故不能用E＝eq\f(F,Q)求場強，D錯誤.本題考察的學問點：電場中平衡問題，點電荷的場強求法12．【答案】CD【解析】小球以v豎直上拋的最大高度為h，說明到達最大高度時速度為0。對A圖，由機械能守恒知，小球上升的最大高度減小了，不能擊中觸發(fā)器，故A錯誤；對B圖，小球離開斜面后做斜拋運動，到最高點時水平方向有肯定的速度，最大高度小于h，不能擊中觸發(fā)器，故B錯誤；對C圖，依據機械能守恒定律可知，小球上升到最高點時速度剛好等于零，可以擊中觸發(fā)器，故C正確；對D圖，在雙軌中做圓周運動時到達最高點的速度可以為零，依據機械能守恒知，小球可以上升到最高點并擊中觸發(fā)器，故D正確。本題考察的學問點：機械能守恒的條件和應用，斜拋運動，雙軌中做圓周運動第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)試驗題(本題共2小題，共12分)13.(4分)【答案】(1)ABC(2分)(2)B(2分)【解析】(1)滑塊在水平氣墊導軌上相互作用時應滿意動量守恒,碰撞前后滑塊的速度可以依據v,其中d是遮光板的寬度,t是滑塊通過光電門的時間,故針對此原理應選擇的器材編號為A、B、C。(2)由于是利用v,B中滑塊有遮光板,而C中滑塊沒有遮光板,故先運動的滑塊應選B。本題考察的學問點：對試驗器材氣墊導軌的了解，氣墊導軌和光電門、數字毫秒計協(xié)作運用，依據試驗原理設計試驗的實力14．(8分)【答案】(1)1.85(2分)1.67(2分)(2)B(2分)先釋放了紙帶，再合上打點計時器的開關(2分)【解析】(1)當打點計時器打到B點時，重錘的重力勢能削減量ΔEp＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2J≈1.85J；打B點時重錘的速度vB＝eq\f(OC－OA,4T)＝eq\f((27.06－12.41)×10－2,4×0.02)m/s≈1.83m/s，此時重錘的動能增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1.00×1.832J≈1.67J。(2)由機械能守恒定有eq\f(1,2)mv2＝mgh，可得eq\f(1,2)v2＝gh，由此可知圖線的斜率近似等于重力加速度g，故B項正確，由圖線可知，h＝0時，重錘的速度不等于零，緣由是該同學做試驗時先釋放了紙帶，然后才合上打點計時器的開關。并本題考察的學問點：依據試驗數據會計算重力勢能削減量ΔEp，動能增加量ΔEk，并依據計算結果推斷重錘下落中機械能是否守恒，會用圖像處理試驗數據，會進行誤差推斷三．計算題(本題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)15．（8分）【解析】：小球在豎直方向做勻加速運動，依據牛頓其次定律有(2分)代入數據可得擺線的拉力T=7.5N(1分)小球在水平方向做圓周運動，所以有(2分)代入數據可得周期T=1.62s(2分)小球的轉速。(1分)本題考察的學問點：牛頓其次定律，圓周運動16．【答案】(1)2000N(2)－1m/s2(3)68.75m【解析】(1)汽車在AB路段時，有F1＝Ff1，(1分)P＝F1v1，(1分)聯(lián)立解得：Ff1＝eq\f(P,v1)＝eq\f(20×103,10)N＝2000N。(1分)(2)t＝15s時汽車處于平衡態(tài)，有F2＝Ff2，P＝F2v2，(1分)聯(lián)立解得：Ff2＝eq\f(P,v2)＝eq\f(20×103,5)N＝4000N(1分)t＝5s時汽車起先減速運動，有F1－Ff2＝ma，(1分)解得a＝－1m/s2。(1分)(3)從B到C由動能定理可得Pt－Ff2x＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)(2分)解得x＝68.75m。(1分)本題考察的學問點：平衡問題，牛頓其次定律，機械功率，動能定理17.(10分)【答案】(1)eq\f(g,2)，方向沿斜面對上(2)eq