2024屆甘肅省張掖市高臺(tái)縣一中物理高一下期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析

2024屆甘肅省張掖市高臺(tái)縣一中物理高一下期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。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、如圖物體A、B疊放在一起，A用繩系在固定的墻上，用力F將B拉著右移，用T、fAB、fBA分別表示繩中拉力、A對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力，則下面敘述中正確的是（）A．F做正功，fAB做負(fù)功，fBA做正功，T不做功B．F做正功，fAB做負(fù)功，fBA和T不做功C．F、fBA做正功，fAB、T不做功D．F做正功，其他力都不做功2、以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面(足夠長(zhǎng))上滑，如圖所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計(jì)空氣阻力(斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平)，則()A．h1=h2>h3B．h1=h2<h3C．h1=h3<h2D．h1=h3>h23、(本題9分)關(guān)于功和功率的計(jì)算，下列說法中正確的是（）A．用W=Fxcosθ可以計(jì)算變力做功B．用W合=Ek2﹣Ek1可以計(jì)算變力做功C．用W=Pt只能計(jì)算恒力做功D．用P=可以計(jì)算瞬時(shí)功率4、(本題9分)體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖所示，下列關(guān)于足球和斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向的說法正確的是()A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向5、某同學(xué)在離地h高的平臺(tái)上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球落地前瞬間的速度大小為v，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，（以地面為零勢(shì)面）則（）A．人對(duì)小球做功B．人對(duì)小球做功C．小球拋出時(shí)的動(dòng)能為D．小球落地的機(jī)械能為6、某同學(xué)為了探究向心力的大小與哪些因素有關(guān)，做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：繩的一端拴一小球，繩的另一端用手牽著在空中甩動(dòng)，使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示），則下列說法正確的是A．保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將不變B．保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將減小C．保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將增大D．保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將減小7、(本題9分)如圖所示，物塊A與水平圓盤保持相對(duì)靜止，隨著圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下面說法正確的是()A．物塊A受重力、支持力和指向圓心的靜摩擦力B．物塊A受重力、支持力、向心力和指向圓心的靜摩擦力C．物塊A相對(duì)圓盤的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向是沿著A所在圓周的切線方向D．物塊A相對(duì)圓盤的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向是沿著半徑且背離圓心的方向8、如圖，a、b、c是地球大氣層外同一平面內(nèi)沿圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星，a和b的質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量，則（）A．b所需向心力最小B．b、c的周期相同，且大于a的周期C．b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度D．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度9、某同學(xué)玩飛鏢游戲，先后將兩只飛鏢a、b由同一位置水平投出，兩支飛鏢插在豎直墻上的狀態(tài)（側(cè)視圖）如圖所示，不計(jì)空氣阻力，則（）A．兩只飛鏢投出的初速度 B．兩只飛鏢投出的初速度C．兩只飛鏢飛行的時(shí)間 D．兩只飛鏢飛行的時(shí)間10、(本題9分)美國(guó)科學(xué)家通過射電望遠(yuǎn)鏡觀察到宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)：三顆星位于同一直線上，兩顆環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運(yùn)行．設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為M，忽略其它星體對(duì)它們的引力作用，則（）A．環(huán)繞星運(yùn)動(dòng)的角速度為ω=B．環(huán)繞星運(yùn)動(dòng)的線速度為5GMC．環(huán)繞星運(yùn)動(dòng)的周期為T=4πD．環(huán)繞星運(yùn)動(dòng)的周期為T=2π11、(本題9分)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從圖示位置向a端移動(dòng)一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，則與P移動(dòng)前相比()A．U變小 B．I變小 C．Q增大 D．Q減小12、(本題9分)質(zhì)量為0.2kg的蘋果，從離地面1.8m高處的蘋果樹樹枝上落至地面。忽略空氣阻力，g取l0m/s2。則蘋果A．下落過程中動(dòng)能增加了3.6JB．下落過程中機(jī)械能增加了3.6JC．著地前瞬間重力的功率為12WD．下落過程中重力的平均功率為12W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)兩個(gè)同學(xué)相互配合，利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律?？邕^定滑輪的細(xì)繩兩端與兩個(gè)鉤碼A、B相連，其中鉤碼A的質(zhì)量為m，鉤碼B的質(zhì)量為M（M>m）。實(shí)驗(yàn)過程如下：①鉤碼A放置在地面上，鉤碼B跨過定滑輪懸空，同學(xué)甲用手將鉤碼A壓在地面上，使得A、B靜止不動(dòng)，同學(xué)乙用米尺測(cè)量并記錄鉤碼B的底端距地面的高度為H，然后手持秒表，做好測(cè)量B落地時(shí)間的準(zhǔn)備。②某時(shí)刻，同學(xué)甲松手讓A、B運(yùn)動(dòng)起來，與此同時(shí)，同學(xué)乙開啟秒表，在鉤碼B落地時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄下鉤碼B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。③重復(fù)測(cè)量幾次下落時(shí)間，取其平均值作為測(cè)量值t。請(qǐng)回答下列問題：(1)鉤碼B落地時(shí)的瞬時(shí)速度v=________。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，如果關(guān)系式H=________成立，則可說明機(jī)械能守恒定律成立。(3)你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因，可能有________。(寫出一條即可)14、（10分）(本題9分)如圖1所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”．在一次實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1kg的重物自由下落,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),如下圖2所示(相鄰記時(shí)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s),那么:(1)紙帶的_____(用字母“P”或“C”表示)端與重物相連;(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),物體的速度vB=_________m/s;(3)從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的重力勢(shì)能減少量△EP=_____J,此過程中物體動(dòng)能的增加量△Ek=______J;(g取9.8m/s2)可得到的實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是______________________（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）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）(本題9分)如圖所示，絕緣光滑軌道AB部分為傾角為30°的斜面，AC部分為豎直平面上半徑為R的圓軌道，斜面與圓軌道相切．整個(gè)裝置處于場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶正電，電量為小球，要使小球能安全通過圓軌道，在O點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大？16、（12分）(本題9分)如圖所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎起平面內(nèi)，半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A．一質(zhì)量m=0.10kg的小球，以初速度V0=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點(diǎn)．求（1）小球到A點(diǎn)的速度（2）小球到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道是壓力（3）A、C間的距離（取重力加速度g=10m/s2）．17、（12分）(本題9分)兩輪平衡車(如圖所示)廣受年輕人的喜愛.它的動(dòng)力系統(tǒng)由電池驅(qū)動(dòng)，能夠輸出的最大功率為P0.小明駕駛平衡車在水平路面上沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力恒為f，已知小明和平衡車的總質(zhì)量為（1）求平衡車能達(dá)到的最大行駛速度vm（2）假設(shè)啟動(dòng)過程是由靜止開始的加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，平衡車達(dá)到最大功率所用的時(shí)間t為多少？（3）小明想研究此平衡車在一定條件下的續(xù)航里程.他設(shè)想以某一恒定速度行駛直至能量耗盡，若忽略啟動(dòng)和停止過程平衡車的能量消耗及位移，則可由平衡車行駛的速度和時(shí)間，利用公式x=vt估算出平衡車單次行駛的最大距離x.除此之外，請(qǐng)你再提供一種估算的方法，說明還需要哪些物理量，并給出最大距離的表達(dá)式.(注意：需要用到題目中沒有給出的物理量，請(qǐng)?jiān)诮獯疬^程中做必要的說明)

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、B【解題分析】

由題意可知，A不動(dòng)，B向右運(yùn)動(dòng)，但均受到滑動(dòng)摩擦力，由于B相對(duì)A向右運(yùn)動(dòng)，故其受到的摩擦力向左，與位移方向相反，做負(fù)功，拉力與位移同向，做正功，由于A沒有位移，所以繩的拉力和不做功；故選B．2、D【解題分析】

根據(jù)動(dòng)能定理研究物體從開始到最高點(diǎn):

對(duì)于1:

對(duì)于2:由于斜上拋的物體在最高點(diǎn)的速度方向水平,說明在最高點(diǎn)豎直方向的分速度為0,則有:

對(duì)于3:

由于,從以上表達(dá)式中可以發(fā)現(xiàn),故D選項(xiàng)正確.【題目點(diǎn)撥】本題主要考查動(dòng)能定理，需要學(xué)生清楚物體做不同的運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)的速度特征．根據(jù)動(dòng)能定理表示出三次達(dá)到的高度進(jìn)行比較．3、B【解題分析】

用W=Fxcosθ只能求解恒力功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用W合=Ek2﹣Ek1可以計(jì)算變力做功，選項(xiàng)B正確；用W=Pt也能計(jì)算變力做功，例如汽車以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，牽引力為變力，可以用此公式計(jì)算，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用P=可以計(jì)算平均功率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B.4、D【解題分析】

支持力是彈力，方向總是垂直于接觸面，并指向被支持物.所以斜臺(tái)給籃球的彈力的方向?yàn)榇怪毙迸_(tái)向左上方方向.A.沿v1的方向與分析結(jié)果不相符；故A項(xiàng)錯(cuò)誤.B.沿v2的方向與分析結(jié)果不相符；故B項(xiàng)錯(cuò)誤.C.先沿v1的方向后沿v2的方向與分析結(jié)果不相符；故C項(xiàng)錯(cuò)誤.D.沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向與分析結(jié)果相符；故D項(xiàng)正確.5、C【解題分析】

AB.設(shè)小球拋出時(shí)的速度為，在此過程中人對(duì)小球做功，根據(jù)動(dòng)能定理可知：此后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，下落高度h的過程中，有動(dòng)能定理可知：聯(lián)立解得：故AB錯(cuò)誤；C.小球拋出時(shí)的動(dòng)能為故C正確；D.以拋出點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，此時(shí)的機(jī)械能為，小球在下落過程中機(jī)械能守恒，所以小球落地的機(jī)械能為，故D錯(cuò)誤。6、C【解題分析】

由題意，根據(jù)向心力公式，，結(jié)合牛頓第二定律，則有AB.當(dāng)保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，根據(jù)公式可知，繩對(duì)手的拉力將增大，故AB錯(cuò)誤；CD.當(dāng)保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，根據(jù)公式可知，繩對(duì)手的拉力將增大，故C正確，D錯(cuò)誤．7、AD【解題分析】試題分析：隔離物體分析，該物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；對(duì)物體受力分析，如圖，受重力G，向上的支持力N，重力與支持力二力平衡，然后既然勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，就要有向心力（由摩擦力提供），指向圓心的靜摩擦力；故A正確，B錯(cuò)誤；若沒有摩擦力，則物體將想離開圓心的方向運(yùn)動(dòng)，所以物塊A相對(duì)圓盤的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向是沿著半徑且背離圓心的方向，故C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)：向心力【名師點(diǎn)睛】本題要注意物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，指向圓心，而不能把勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)成平衡狀態(tài)！向心力是效果力，由合力提供，不是重復(fù)受力。8、AB【解題分析】

根據(jù)萬有引力提供向心力得A.，a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量，可知b所需向心力最小，故A項(xiàng)與題意相符；B.所以b、c的周期相同，大于a的周期，故B項(xiàng)與題意相符；C.所以b、c的線速度大小相等，小于a的線速度，故C項(xiàng)與題意不相符；D.所以b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，故D項(xiàng)與題意不相符。9、AD【解題分析】

CD．由圖可知，飛鏢b下落的高度大于飛鏢a下落的高度，根據(jù)h=gt2得b下降的高度大，則b鏢的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，ta<tb，C錯(cuò)誤，D正確；AB．兩飛鏢的水平位移相等，根據(jù)x=vt知b鏢的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，則b鏢的初速度小，A正確，B錯(cuò)誤。故選AD。10、AC【解題分析】

對(duì)于某一個(gè)環(huán)繞星而言，受到兩個(gè)星的萬有引力，兩個(gè)萬有引力的合力提供環(huán)繞星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．【題目詳解】對(duì)某一個(gè)環(huán)繞星：GM2R2+GM2【題目點(diǎn)撥】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力，兩個(gè)萬有引力的合力提供環(huán)繞星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，并且列出相應(yīng)的方程進(jìn)行求解即可。11、BC【解題分析】

首先搞清電路的結(jié)構(gòu)：電流穩(wěn)定時(shí)，變阻器與R2串聯(lián)，R1上無電流，無電壓，電容器的電壓等于變阻器的電壓，電壓表測(cè)量變阻器的電壓，電流表測(cè)量干路電流；當(dāng)滑片P向a端移動(dòng)一些后，變阻器接入電路的電阻增大，根據(jù)歐姆定律分析電路的總電阻變化和干路電流的變化，再分析電表讀數(shù)的變化和電容器電量的變化．【題目詳解】解：當(dāng)滑動(dòng)變阻器P的滑動(dòng)觸頭從圖示位置向a端移動(dòng)時(shí)，其接入電路的電阻值增大，外電路總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律可知，干路的電流I減??；變阻器兩端的電壓，由I減小，可知U增大，即電容器C兩端的電壓增大，再據(jù)Q=CU，可判斷出電容器的電荷量Q增大，故BC正確，AD錯(cuò)誤。故選BC?！绢}目點(diǎn)撥】本題是含有電容器的動(dòng)態(tài)變化分析問題，要綜合考慮局部與整體的關(guān)系，對(duì)于電容器明確兩端的電壓，再利用電容器的定義式判斷電量的變化情況．12、AC【解題分析】

AB.下落過程只有重力做功，，所以重力勢(shì)能減小了3.6J，下落過程中機(jī)械能守恒，所以動(dòng)能增加了3.6J，故A正確B錯(cuò)誤。CD.據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，解得：，所以著地前瞬間重力的功率為；下落過程中重物的平均速度為，所以下落過程中重力的平均功率為，C正確D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）（3）釋放鉤碼A的時(shí)間與秒表開始計(jì)時(shí)時(shí)間不同步、空氣阻力、滑輪與繩子摩擦力等都會(huì)造成誤差【解題分析】

第一空.運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度，又因?yàn)?，因此，落地速度。第二?如果機(jī)械能守恒，則，所以。第三空.空氣阻力、滑輪阻力、釋放鉤碼A的時(shí)間與秒表開始計(jì)時(shí)時(shí)間不同步等，都會(huì)造成誤差。14、P0.980.490.48在誤差允許的范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．【解題分析】

（1）根據(jù)相等時(shí)間內(nèi)的位移逐漸增大，確定紙帶的哪一端與重物相連．

（2、3）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．【題目詳解】（1）在相等時(shí)間內(nèi)位移逐漸增大，可知紙帶的P端與重物相連．

（2）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則：．

（3）從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的重力勢(shì)能減少量為：△EP=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J，

此過程中物體動(dòng)能的增加量為：△Ek＝mvB2＝×1×0.982=0.48J．實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．【題目點(diǎn)撥】解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．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、【解題分析】試題分析：小球先在斜面上運(yùn)動(dòng)，受重力、電場(chǎng)力、支持力、然后在圓軌道上運(yùn)動(dòng)，受重力、電場(chǎng)力、軌道的作用力，如圖所示，類比重力場(chǎng)，將電場(chǎng)力與重力的合力視為等效重力mg′，大小為，解得，等效重力的方向與斜面垂直指向右下方，小球在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)，因要使小球能安全通過圓軌道，在圓軌道的等效最高點(diǎn)（D）點(diǎn)滿足等效重力