2023-2024学年甘肃省武威市第二中学 高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年甘肃省武威市第二中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图所示，卫星a和b，分别在半径相同的轨道上绕金星和地球做匀速圆周运动，已知金星的质量小于地球的质量，则（）A．b的角速度较大B．b的周期较大C．a、b的线速度大小相等D．a、b的向心加速度大小相等2、(本题9分)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3:2,线速度之比为4:9,下列说法正确的有()A．甲、乙的向心加速度之比为2:3 B．甲、乙的半径之比为

16:9C．甲、乙的周期之比为

3:4 D．甲、乙的向心力之比为9:23、(本题9分)以下说法正确的是（）A．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态B．洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉C．匀速直线运动因为受合力等于零，所以机械能一定守恒D．合力对物体做功为零时，机械能一定守恒4、(本题9分)质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则空气对飞机的作用力大小为（）A．mg2+υ4R5、如图所示，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，则（）A．a点场强与b点场强相同B．a点场强的大小比c点大C．b点场强的大小比c点小D．条件不足，无法判断a、b、c场强大小关系6、(本题9分)关于人造地球卫星，下列说法中正确的是（）A．卫星距离地面越高，卫星的速度就越小B．卫星距离地面越高，卫星的周期就越小C．卫星做匀速圆周运动的速度小于第一宇宙速度D．地球同步卫星只能在赤道的正上方，且离地心的距离是确定的值7、(本题9分)如图甲所示，物块以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m.选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示.g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80.则A．物体的质量m=1.0kgB．物体上升过程的加速度大小a=10m/s2C．物体回到斜面底端时的动能Ek=20JD．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.508、(本题9分)汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标，也是未来汽车发展的三大主题（安全、节能、环保）之一，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。试验时让汽车载着模拟乘员以48.3km/h的国际标准碰撞速度驶向质量为80t的国际标准碰撞试验台。由于障碍物是固定的，所以撞击使汽车的动量一下子变到0，其冲击力相当于以100km/h左右的速度撞向非固定物体，对该试验的下列分析，正确的是（）A．汽车前面的发动机仓用料越坚硬、发动机仓越坚固，进行碰撞试验时模拟乘员受到的伤害就越小B．汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力C．相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体较安全一些D．如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害9、(本题9分)质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L不伸长的绳的末端，将绳的另一端悬挂在等高的天花板上，如图将小球拉直至水平位置，从静止释放，则当两球达到最低点时A．速度一样大B．动能一样大C．机械能一样大D．所受的拉力一样大10、(本题9分)如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，则（）A．a点和b点的电势相等B．a点和b点的电场强度大小相等C．a点和b点的电场强度方向相同D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加二、实验题11、（4分）(本题9分)(1)质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，O为第一个点，A、B、C为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，取g=9.8m/s2,求:a.打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_____m/s(保留两位有效数字)；b.从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp=______J，动能的增加量ΔEk=_____J(保留两位有效数字).(2)打出的另一条纸带如图，假设点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a＝_________。12、（10分）(本题9分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝_________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)(2)在上述实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2－d图象如图乙所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2.三、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)某直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源的电压为120V。不计内阻，当电机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，（g=10m/s2）求：(1)电动机线圈的电阻为多少？(2)电动机对该重物提升的最大提升速度是多少？(3)若因电动机的故障电动机不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率是多少？14、（14分）(本题9分)如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=0.5m。电动机连同打夯机底座的质量为M=25kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？15、（13分）(本题9分)消防战士进行模拟训练，在一竖直墙体右侧L=18m处有一消防车，消防车水枪口距地面高h=3.2m，水以的速度从枪口水平向左射出，恰好击中目标，已知墙高H=30m，取，空气阻力不计．求：(1)以墙角O为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向上为y轴，目标的位置；(2)击中目标时的速度方向．

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、A【解析】

A、由万有引力充当向心力G=mr知，角速度=，卫星a和b的轨道半径相同，而中心天体金星的质量小于地球的质量，b的角速度较大，故A正确．B、由=知，卫星的周期T=2，卫星a和b的轨道半径相同，卫星a绕中心天体金星的质量较小，则卫星a的周期较大，故B错误．C、由线速度v=r=知，卫星a和b的轨道半径相同，中心天体金星的质量小于地球的质量，a、b的线速度大小不相等，故C错误．D、由向心加速度a=知，卫星a和b的轨道半径相同，中心天体金星的质量小于地球的质量，a、b的向心加速度大小不相等，故D错误．2、A【解析】

A、B项：由角速度与线速度的关系v=ωr，得到，因而：，向心加速度：，所以，故A正确，B错误；C项：周期与角速度的关系：，所以，故C错误；D项：向心力的表达式：Fn=m•ωv，由于它们的质量关系未知，所以不能判断出它们的向心力的关系。故D错误。3、B【解析】

A．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴受到的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，故A错误；B．洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉，故B正确；C．匀速直线运动受到的合力等于零，但机械能不一定守恒，如竖直方向的匀速直线运动机械能不守恒，故C错误；D．合力对物体做功为零时，可能有除重力以外的力对物体做功，机械能不守恒，如起重机匀速向上吊起货物时货物的机械能不守恒，故D错误。故选B。【点睛】解决本题时要知道飞行器绕地球做圆周运动时，里面的液滴处于完全失重状态。机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。可举例来分析抽象的概念题。4、A【解析】飞机做圆周运动所需的向心力由重力mg和空气对飞机的作用力F的合力提供，根据勾股定理：F=mg故选A5、B【解析】

A.根据点电荷电场强度的计算公式E=kQr2可知，aBC.a点距离点电荷的距离较c点近，则a点场强的大小比c点大，同理可知，b点场强的大小比c点大，选项B正确，C错误；D.由以上分析可知，选项D错误.6、ACD【解析】

A．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：得：所以卫星距离地面越高，卫星的速度就越小，故A正确；B．根据得：所以卫星距离地面越高，卫星的周期就越大，故B错误；C．7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．所以卫星做匀速圆周运动的速度小于等于第一宇宙速度，故C正确．D．地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000km，离地心的距离不可按需要选择不同的值，故D正确．故选ACD．【点睛】要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．同时要注意同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．7、ABD【解析】

物体到达最高点时，机械能为，由图知．则得，A正确；物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力的功，，即，得，物体上升过程中，由牛顿第二定律得：，得，BD正确；由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功为，在整个过程中由动能定理得，则有，C错误．【点睛】当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式可以求出物体质量；在整个运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力的功，由功计算公式求出动摩擦因数；由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能．8、BCD【解析】

A.汽车前面的发动机仓用料越坚硬、发动机仓越坚固，进行碰撞试验时与障碍物碰撞的时间越短，根据动量定理可知F∆t=m∆v，则F越大，即模拟乘员受到的伤害就越大，选项A错误；B.汽车发生碰撞时，在人动量变化相同的情况下，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间，根据动量定理F∆t=m∆v可知，从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力，选项B正确.C.相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体时，作用的时间较长，则作用力较小，驾驶员就较安全一些，选项C正确；D.如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害，选项D正确.9、CD【解析】A、小球从水平方向下落到竖直方向，由机械能守恒可得：所以，故A错误；B、由于两条绳的长度不相等由可知在最低点时动能不相等，故B错；C、两个小球有相同的质量并且初状态在同一高度处于静止状态，所以两球初状态的机械能相等，小球A、B在下落的过程中只有重力做功，所以A、B机械能都是守恒的，则当两球达到最低点时，具有相同的机械能，故C正确；D、在最低点由牛顿第二定律且知T=3mg,故D正确；本题选：CD点睛：利用机械能守恒求最低点的速度，并根据牛顿第二定律求解绳子的拉力。10、BC【解析】

由几何关系，可知b的电势大于a的电势，故A错误；把负电荷从a移到b，电势能减少，故D错误；由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。二、实验题11、0.970.480.47(【解析】

纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值。【详解】解：(1)a、利用匀变速直线运动的推论可知，物体的速度：vBb、从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量Δ动能的增加量ΔE(2)根据运动学公式得：Δx=at212、9.6【解析】

（1）滑块从A处到达B处的速度:则系统动能的增加量：系统重力势能的减小量：△Ep=mgd-Mgdsin30°=（m−）gd（2）根据系统机械能守恒的：（M+m）v2＝（m−）gd则：图线的斜率：解得：g=9.6m/s2三、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、(1)6