2024年湖北省三市联考物理高一下期末学业水平测试试题含解析

2024年湖北省三市联考物理高一下期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的伏安特性曲线如图甲所示。现将它与两个标准电阻R1、R2组成如图乙所示的电路，当开关S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P。将开关S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，下列判断正确的是A．PB．PC．PD．P2、(本题9分)一个物体以初速度水平抛出，经一段时间，物体沿竖直方向的位移大小和水平位移大小相等,则物体运动的时间为(不计空气阻力）A．B．C．D．3、在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍4、如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T,图中虚线为卫星的运行轨迹，A，B，C，D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是A．卫星在C点的速度最大B．卫星在C点的加速度最大C．卫星从A经D到C点的运动时间为T/2D．卫星从B经A到D点的运动时间为T/25、如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1<m2，在大小相等的两个力F1和F2的作用下沿水平方向移动了相同的距离.若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则().A．W1>W2 B．W1<W2C．W1=W2 D．条件不足，无法确定6、(本题9分)已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2,重力加速度g取9.8m/s2,地球半径R＝6.4×106m，则可知地球的质量约为()A．2×1018kg B．2×1020kg C．6×1022kg D．6×1024kg7、如图所示，水平屋顶高H＝5m，围墙高h＝3.2m，围墙到房子的水平距离L＝3m，围墙外马路宽x＝10m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，小球离开屋顶时的速度v0的大小的可能值为(g取10m/s2)()A．6m/s B．12m/s C．4m/s D．2m/s8、在下列几种情况中，甲乙两物体的动能相等的是()A．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的一半B．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的一半C．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的一半D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动9、(本题9分)一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反的方向运动,反弹后的速度大小为4m/s,则碰撞前后小球速度的变化量Δv和动能变化量ΔEk的大小为()A．Δv=2m/sB．Δv=10m/sC．ΔEk=0.6JD．ΔEk=3J10、如图所示，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长1m，小球质量为1kg。现使小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过轨道最低点A的速度为vA=7m/s，通过轨道最高点B的速度为vB=3m/s，g取10m/sA．在A处为拉力，方向竖直向上，大小为59NB．在A处为推力，方向竖直向下，大小为59NC．在B处为推力，方向竖直向上，大小为1ND．在B处为拉力，方向竖直向下，大小为1N11、(本题9分)如图，一内壁为半圆柱形的凹槽静止在光滑水平面上，质量为M，内壁光滑且半径为R,直径水平；在内壁左侧的最髙点有一质量为m的小球P,将p由静止释放，则（）A．P在下滑过程中，凹槽对P的弹力不做功B．P在到达最低点前对凹槽做正功，从最低点上升过程中对凹槽做负功C．m和M组成的系统动量守恒D．凹槽的最大动能是12、(本题9分)关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是()A．它是人造地球卫星环绕地球运转的最大速度B．它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度C．它是发射卫星并能使卫星进入近地轨道最小发射速度D．它是发射卫星并能使卫星进入近地轨道的最大发射速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。(1)关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是_______A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以(2)实验完毕后选出一条纸带如图所示，其中O点为重锤刚释放时打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，电源率为f。用刻度尺测得OA＝s1，OB＝s2，OC＝s3，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为m，重力加速度为g。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了______；此时重物的动能比开始下落时增加了________。(用题目所给的符号表示)(3)乙同学又选取了多个计数点，并测出了各个计数点到第一个点O的距离h，算出各个计数点对应的速度v，以h为横坐标，以v2为纵坐标，画出的图线如图，若机械能守恒，则图线的斜率为_______。14、（10分）(本题9分)某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．装置中的气垫导轨工作时可使滑块悬浮起来，以减小滑块运动过程中的阻力．实验前已调整气垫导轨底座保持水平，实验中测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上遮光条由图示初始位置到光电门的距离x．（1）若用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则可计算出滑块经过光电门时的速度为___．（2）要验证系统的机械能守恒，除了已经测量出的物理量外还需要已知_____．（3）本实验通过比较_____和______在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道．求摩托车在直道上行驶所用的最短时间．有关数据见表格．启动加速度a14m/s2制动加速度a28m/s2直道最大速度v140m/s弯道最大速度v220m/s直道长度s218m某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v1=40m/s,然后再减速到v2=20m/s，t1==…;

t2==…;

t=t1+t2你认为这位同学的解法是否合理?若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果．16、（12分）(本题9分)如图所示，竖直面内的曲线轨道AB的最低点B的切线沿水平方向，且与一位于同一竖直面内、半径R＝0.40m的光滑圆形轨道平滑连接．现有一质量m＝0.10kg的滑块(可视为质点)，从位于轨道上的A点由静止开始滑下，滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C.已知A点到B点的高度差h＝1.5m，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力可忽略不计，求：(1)滑块通过圆形轨道C点时速度大小；(2)滑块通过圆形轨道B点时对轨道的压力大小；(3)滑块从A点滑至B点的过程中，克服摩擦阻力所做的功．17、（12分）(本题9分)一束初速度不计的电子流在经U＝5000V的加速电压加速后在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d＝1.0cm，板长＝5.0cm，电子电量e＝C，那么（1）电子经过加速电场加速后的动能为多少?（2）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大的电压?

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、C【解析】

当开关接1时，R1、R2串联时，电阻两端的电压相等，均为12U0；当开关接2时，R1与D并联，电阻减小，R1的电压减小，小于12U0，R2的电压增大，大于12U0，根据功率公式P=U2R得知，P1<P，P1<P2，故AB错误。当开关接1时，根据三电阻的功率相等，利用R=U2R可知R1=R2，RD=4R1，总电阻R总=RDR1+R2RD+R1+R2=4R1R1+R14R1+R1+R1=43R1，3P=U02R【点睛】本题考查了串联电路的分压特点和并联电路特点，以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用；难点是根据欧姆定律分析出图中电阻与电压的关系和各电阻功率关系的判断。2、B【解析】平抛运动在水平方向上的位移和竖直方向上的位移相等，根据vt=gt2得物体运动的时间，故B正确，ACD错误．故选B．点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题．3、A【解析】

设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示；根据平抛运动的推论可得tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等；故对甲有：，对乙有：，所以，故A正确，BCD错误．故选A．【点睛】本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键知道平抛运动的两个推论．4、C【解析】

A、卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在B、D两点的速度大小相等；故A错误；B、在椭圆的各个点上都是引力产生加速度，因A点的距离最小，则A点的加速度最大，故B错误.C、根据椭圆运动的对称性可知，则，故C正确.D、椭圆上近地点A附近速度较大，远地点C附近速度最小，则，；故D错误.故选C.5、C【解析】试题分析：由题意可得和大小和方向相同，并且物体移动的位移也相同，所以由功的公式可知，它们对物体做的功是相同的，所以C正确．故选C．考点：功的计算．点评：恒力做功，根据功的公式直接计算即可，比较简单．6、D【解析】

在地球表面附近有：，解得地球的质量，故D正确，ABC错误。7、AB【解析】

刚好能过围墙时水平方向：竖直方向：解得刚好运动到马路边时水平方向：竖直方向：解得，所以为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上速度的取值故AB对；CD错8、AD【解析】

根据动能的表达式可知：A.甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的一半，甲的动能与乙的相等，故A符合题意．B.甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的一半，甲的动能与乙的不相等，故B不符合题意．C.甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的一半，甲的动能与乙的不相等，故C不符合题意．D.质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动，动能是标量，甲的动能与乙的相等，故D符合题意．9、BD【解析】A、规定初速度方向为正方向，初速度v1=6m/s，碰撞后速度则△v=v2-C、对碰撞过程，对小球由动能定理得：W=ΔE点睛：对于矢量的加减，我们要考虑方向，动能定理是一个标量等式，对于动能定理的研究，则无需考虑方向。10、AC【解析】

AB.在最低点，杆子一定表现为拉力，有：F-mg=m则：F=mg+mυ方向向上，A正确B错误；CD.在最高点，有：F+mg=m则：F=mυ所以杆子表现为支持力，方向向上，大小为1N，C正确D错误．11、BCD【解析】

P在下滑过程中，凹槽要向左退．凹槽对P的弹力要做功．根据力与位移的夹角分析P对凹槽做功情况．根据系统水平动量守恒和机械能守恒分析P到达内壁右端最高点的位置．P下滑到最低点时凹槽动能最大，根据系统水平动量守恒和机械能守恒求凹槽的最大动能．【详解】P在下滑过程中，P对凹槽有斜向左下方的压力，凹槽要向左运动，则凹槽对P的弹力与P相对于地面的速度不垂直，所以凹槽对P的弹力要做功，A错误；P在到达最低点前对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为锐角，则P对凹槽做正功，P从最低点上升过程对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为钝角，P对凹槽做负功，B正确；m和M组成的系统外力为零，故系统动量守恒，P下滑到最低点时凹槽动能最大，取水平向右为正方向，根据系统水平动量守恒和机械能守恒得，根据机械能守恒定律可得；凹槽的最大动能，联立解得，CD正确．12、AC【解析】由万有引力提供向心力，得，所以第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度．故AC错误，BD正确．故选AC．【点睛】由万有引力提供向心力解得卫星做圆周运动的线速度表达式，判断速度与轨道半径的关系可得，第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，轨道半径最小，线速度最大．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）A（2）mgs2（3）2g【解析】

第一空.接通电源和释放纸带的次序是：先接通电源，待稳定打点后再释放纸带，故A正确，BCD错误；第二空.当打点计时器打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了：∆EP=mgOB=mgs2；第三空.打B点时，重物的速度为，则打O点时，重物的速度为零，则动能的增加量为；

第四空.若机械能守恒，则有动能的增加量与重力势能的减少量相等，即有：mgh＝mv2，可得v2=2gh，所以图线的斜率为2g。14、当地的重力加速度mgx【解析】

（1）因为光电门的宽度非常小，所以通过其的平均速度可认为是瞬时速度，故通过光电门的速度为（2）系统下降距离x时，重力势能的减小量为，系统动能的增量为，可知还需要测量当地的重力加速度（3）只需满足即可验证，所以比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、不合理【解析】

如果摩托车由静止开始加速到直道最大速度v1,则有：t1=40/4=10s，这段时间内的位移为：x1=×40×10=200m，然后再减速到：v2=20m/s,t2=(40−20)/8=2.5s，这段时间内的位移为：x2=×(20+40)×2.