2023-2024學(xué)年湖北省荊州市荊州中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末考試試題含解析

2023-2024學(xué)年湖北省荊州市荊州中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末考試試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1、(本題9分)可以將萬有引力相互作用與電荷間的相互作用類比，即任何有質(zhì)量的物體都要在它的周圍空間產(chǎn)生一個(gè)引力場，而其他的物體在引力場中，要受到該引力場的引力作用。據(jù)此，萬有引力中的重力加速度，相當(dāng)于電場中的哪個(gè)物理量A．電場力 B．電場強(qiáng)度 C．電勢差 D．電勢能2、(本題9分)硬盤是電腦主要的存儲媒介，信息以字節(jié)的形式存儲在硬盤的磁道和扇區(qū)上，家用臺式電腦上的硬磁盤的磁道和扇區(qū)如圖所示。若某臺計(jì)算機(jī)上的硬盤共有個(gè)磁道（即個(gè)不同半徑的同心圓），每個(gè)磁道分成個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)可以記錄個(gè)字節(jié)。電動(dòng)機(jī)使磁盤以的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁頭在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)是不動(dòng)的，磁盤每轉(zhuǎn)一圈，磁頭沿半徑方向跳動(dòng)一個(gè)磁道。則（）A．磁頭在內(nèi)圈磁道與外圈磁道上運(yùn)動(dòng)的線速度相同B．硬盤的轉(zhuǎn)速為C．一個(gè)扇區(qū)通過磁頭所用時(shí)間約為D．不計(jì)磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時(shí)間，計(jì)算機(jī)內(nèi)最多可以從一個(gè)硬盤面上讀取個(gè)字節(jié)3、(本題9分)如圖所示的齒輪傳動(dòng)裝置中，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的齒大小相同，主動(dòng)輪的齒數(shù)z1=24，從動(dòng)輪的齒數(shù)z2=1．當(dāng)主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T時(shí)，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是（）A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為D．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為4、(本題9分)如圖所示，在水平地面上O點(diǎn)正上方的A、B兩點(diǎn)同時(shí)水平拋出兩個(gè)相同小球，它們最后都落到地面上的C點(diǎn)，則兩球（）A．有可能同時(shí)落地B．落在C點(diǎn)的速度方向可能相同C．落在C點(diǎn)的速度大小可能相同D．落在C點(diǎn)的重力的瞬時(shí)功率可能相同5、(本題9分)如果把水星和金星繞太陽的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從水星與金星在一條直線上開始計(jì)時(shí)，若天文學(xué)家測得在相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為；金星轉(zhuǎn)過的角度為（均為銳角），則由此條件不可求得的是：A．水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比B．水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比C．水星和金星到太陽的距離之比D．水星和金星的密度之比6、(本題9分)在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直到停止，運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f；全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W1，全程牽引力的沖量大小為I1，摩擦力的沖量大小為I1．則下列關(guān)系正確的是()A．F：f＝3：1B．F：f＝4：1C．W1：W1＝1：1D．I1：I1＝1：17、(本題9分)研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)．假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A．向心加速度變大 B．距地面的高度變大C．線速度變小 D．角速度變大8、(本題9分)輕桿一端固定在光滑水平軸O上，桿長為l．桿另一端固定一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，如圖所示．給小球一初速度，使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，且剛好能通過最高點(diǎn)P，下列說法正確的是（）A．小球在最高點(diǎn)時(shí)對桿的作用力為零，只有重力提供小球的向心力B．小球恰好通過最高點(diǎn)的臨界速度是C．若增大小球的初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力可能減小D．若增大小球的初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力可能增大9、(本題9分)如圖所示，水平光滑長桿上套有物塊Q，跨過懸掛于O點(diǎn)的輕小光滑圓環(huán)的細(xì)線一端連接Q另一端懸掛物塊P，設(shè)細(xì)線的左邊部分與水平方向的夾角為θ，初始時(shí)θ很?。F(xiàn)將P、Q由靜止同時(shí)釋放，角逐漸增大，則下列說法正確的是A．θ=30°時(shí)，P、Q的速度大小之比是1：2B．θ角增大到90°時(shí)，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的動(dòng)能增加，P的動(dòng)能減小D．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的機(jī)械能增加，P的機(jī)械能減小10、(本題9分)如圖所示，水平繃緊的傳送帶AB長L=6m，始終以恒定速率v1=4m/s運(yùn)行。初速度大小為v2=6m/s的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從與傳送帶等高的光滑水平地面上經(jīng)A點(diǎn)滑上傳送帶。小物塊m=1kg，物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，g取10m/s2，下列說法正確的是A．小物塊可以到達(dá)B點(diǎn)B．小物塊不能到達(dá)B點(diǎn)，返回A點(diǎn)速度為4m/sC．小物塊向左運(yùn)動(dòng)速度減為0時(shí)相對傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大D．小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，因相互間摩擦力產(chǎn)生的熱量為50J二、實(shí)驗(yàn)題11、（4分）(本題9分)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用光電門測定擺錘在某一位置的瞬時(shí)速度，從而求得擺錘在該位置的動(dòng)能，同時(shí)輸入擺錘的高度（實(shí)驗(yàn)中A、B、C、D四點(diǎn)高度分別為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計(jì)算機(jī)默認(rèn)），求得擺錘在該位置的重力勢能，進(jìn)而研究勢能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化時(shí)的規(guī)律。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把________點(diǎn)作為零勢能點(diǎn)。(2)若實(shí)驗(yàn)測得D點(diǎn)的機(jī)械能明顯偏小，造成該誤差的原因可能是（__________）A．?dāng)[錘在運(yùn)動(dòng)中受到空氣阻力的影響B(tài)．光電門放在D點(diǎn)的右側(cè)C．光電門放在D點(diǎn)的左側(cè)D．?dāng)[錘在A點(diǎn)釋放時(shí)有初速度12、（10分）(本題9分)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m＝1.00kg的重錘帶著紙帶由靜止開始下落，在此過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)的點(diǎn)A、B、C，如圖所示。O為重錘開始下落時(shí)記錄的點(diǎn)，A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)距離分別是3.14cm、5.00cm、7.05cm。當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2。本實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率f＝50Hz。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重錘下落的速度vB＝________m/s(2)從打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過程中，重錘重力勢能減小量ΔEp＝________J，重錘動(dòng)能增加量ΔEk＝________J。(3)通過計(jì)算，數(shù)值上ΔEp____ΔEk(填“＞”“＝”或“＜”)，這是因?yàn)開______________。三、計(jì)算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（9分）如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中有一固定點(diǎn)O，用一根長度為l=0.20m的絕緣輕線把質(zhì)量為m=0.10kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)輕線與豎直方向的夾角為θ=37°．現(xiàn)將小球拉至位置A，使輕線水平張緊后由靜止釋放．g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．求：（1）小球所受電場力的大?。唬?）小球通過最低點(diǎn)C時(shí)的速度大?。唬?）小球通過最低點(diǎn)C時(shí)輕線對小球的拉力大?。?4、（14分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)，粗糙斜面AB長為L=4m、傾角θ=37°,下端與半徑R=1m的光滑圓弧軌道BCDE平滑相接于B點(diǎn)C點(diǎn)是軌跡最低點(diǎn)，D點(diǎn)與圓心O等高.一質(zhì)量m=0.1kg的小物體從斜面AB上端的A點(diǎn)無初速度下滑，恰能到達(dá)圓弧軌道的D點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，求:(1)物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)物體第一次通過C點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力大小FN;(3)物體在粗糙斜面AB上滑行的總路程S.15、（13分）(本題9分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑軌道ABCD，其中AB是足夠長的水平軌道，B端與半徑為R的光滑半圓軌道BCD平滑相切連接，半圓的直徑BD豎直，C點(diǎn)與圓心O等高．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小球Q靜止在B點(diǎn)，另一質(zhì)量為2m的小球P沿軌道AB向右勻速運(yùn)動(dòng)并與Q發(fā)生對心碰撞，碰撞后瞬間小球Q對半圓軌道B點(diǎn)的壓力大小為自身重力的7倍，碰撞后小球P恰好到達(dá)C點(diǎn)．重力加速度為g．（1）求碰撞前小球P的速度大?。唬?）求小球Q離開半圓軌道后落回水平面上的位置與B點(diǎn)之間的距離；（3）若只調(diào)節(jié)光滑半圓軌道BCD半徑大小，求小球Q離開半圓軌道D點(diǎn)后落回水平面上的位置與B點(diǎn)之間的距離最大時(shí)，所對應(yīng)的軌道半徑是多少？

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1、B【解析】

重力場的基本性質(zhì)是對其周圍物體由引力作用，而電場的基本特性是對放入其中的電荷有力的作用，說明重力與電場力類似。電荷量與物體的質(zhì)量類似，則由G=mg，F(xiàn)=qE分析可知，重力加速度g與電場中電場強(qiáng)度E可類比，故B正確，ACD錯(cuò)誤。2、C【解析】

A．磁頭在內(nèi)圈磁道與外圈磁道同軸傳動(dòng)，角速度相同，由可知磁頭在內(nèi)圈磁道的線速度小于外圈磁道上運(yùn)動(dòng)的線速度，故A錯(cuò)誤；B．硬盤的轉(zhuǎn)速為故B錯(cuò)誤；C．磁頭轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為一個(gè)扇區(qū)通過磁頭所用時(shí)間約為故C正確；D．不計(jì)磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時(shí)間，計(jì)算機(jī)內(nèi)最多可以從一個(gè)硬盤面上讀取的字節(jié)為故D錯(cuò)誤。故選C。3、B【解析】AC、齒輪不打滑,說明邊緣點(diǎn)線速度相等,當(dāng)主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則從動(dòng)輪應(yīng)該逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故AC錯(cuò)誤BD、齒輪傳動(dòng)的過程中,相等的時(shí)間內(nèi)傳送的齒輪數(shù)目是相等的,所以:，又知，所以解得，故B對，D錯(cuò)誤；故選B4、C【解析】A、小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)：，可知高度不同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同，故A錯(cuò)誤；B、平拋運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，分別從AB兩點(diǎn)拋出的小球軌跡不同，在C點(diǎn)的切線方向也不同，所以落地時(shí)方向不可能相同，故B錯(cuò)誤；C、由動(dòng)能定理：，落地速度為：，則知落在C點(diǎn)的速度大小可能相同，故C正確；D、落在C點(diǎn)時(shí)重力的功率，由于A、B是兩個(gè)相同的小球，而下落的高度不同，所以重力的功率也不相同，故D錯(cuò)誤；綜上所述本題答案是：C5、D【解析】試題分析：根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為,金星轉(zhuǎn)過的角度為，則可求得水星的角速度與金星角速度之比為；根據(jù)，可得,所以可求出水星和金星到太陽的距離之比；根據(jù),可求得水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比；根據(jù)，則，知道水星和金星到太陽的距離之比后，可求得水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比．選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的．考點(diǎn)：萬有引力定律及牛頓定律．6、BCD【解析】

由圖可知，物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，1s末速度為v，由動(dòng)能定理可知(F-f)L減速過程中，只有阻力做功：(F-f)L由圖象可知，L1：L1=1：3解得：F:f=4:1對全程由動(dòng)能定理得：W1-W1=0故W1：W1=1：1根據(jù)動(dòng)量定理可知，合外力沖量等于動(dòng)量變化I1-I1=0故I1：I1=1：1A.F：f＝3：1與分析不符，故A項(xiàng)與題意不相符；B.F：f＝4：1與分析相符合，故B項(xiàng)與題意相符；C.W1：W1＝1：1與分析相符，故C項(xiàng)與題意相符；D.I1：I1＝1：1與分析相符，故D項(xiàng)與題意相符。7、BC【解析】

地球同步衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有：可得衛(wèi)星周期，可知周期變大時(shí)，衛(wèi)星距地面高度h增大；衛(wèi)星的線速度，可知衛(wèi)星離地高度h變大時(shí)，衛(wèi)星的線速度變?。幌蛐募铀俣?，可知衛(wèi)星離地高度h變大時(shí)，衛(wèi)星的向心加速度變?。唤撬俣?，可知周期變大時(shí)，角速度變?。訠C正確，AD錯(cuò)誤．故選BC.8、CD【解析】桿模型中，小球剛好能通過最高點(diǎn)P的速度為0，設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)對桿的作用力為F，根據(jù)牛頓第二定律：F-mg=0，得：F=mg，故AB錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)，當(dāng)速度大于，桿子表現(xiàn)為拉力，當(dāng)速度小于，桿子表現(xiàn)為支持力．根據(jù)牛頓第二定律知，在最高點(diǎn)當(dāng)速度大于，速度增大，則桿子的作用力增大，當(dāng)速度小于，速度增大，則桿子的作用力減小．故CD正確；故選CD.點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道“桿模型”與“繩模型”的區(qū)別，知道向心力的來源，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行分析．9、BD【解析】

A．P、Q用同一根繩連接，則Q沿繩子方向的速度與P的速度相等，則當(dāng)時(shí)，Q的速度得：故A錯(cuò)誤；B．P機(jī)械能最小時(shí)，為Q到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，此時(shí)Q的速度最大，即當(dāng)時(shí)，Q的速度最大，加速度最小，故B正確；C．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的速度增大，Q的動(dòng)能增加，而P的速度先減小后增大，所以P的動(dòng)能先減小后增大，故C錯(cuò)誤；D．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的速度增大，動(dòng)能增大，而重力勢能不變，所以Q的機(jī)械能增加，P、Q組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，所以P的機(jī)械能減小，故D正確；故選BD．【點(diǎn)睛】P、Q用同一根繩連接，則Q沿繩子方向的速度與P的速度相等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分析分析PQ的速度關(guān)系，當(dāng)θ=90°時(shí)，P的機(jī)械能最小，Q的動(dòng)能最大，速度最大．10、BD【解析】小物塊在水平方向受到摩擦力的作用，f=μmg，產(chǎn)生的加速度：a=fA、若小物塊從右端滑上傳送帶后一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零時(shí)的位移是x，則-2ax=0-v22，得x=v222a=4.5m<6m，所以小物塊不能到達(dá)B點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B、小物塊不能到達(dá)B點(diǎn)，速度減為零后反向做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度等于傳送帶速度v1后勻速運(yùn)動(dòng)，返回A點(diǎn)速度為4m/s，故B正確；C、小物塊不能到達(dá)B點(diǎn)，速度減為零后反向做勻加速運(yùn)動(dòng)加速的過程相對于初速度繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，所以小物塊向左運(yùn)動(dòng)速度減為0時(shí)相對傳送帶滑動(dòng)的距離沒有達(dá)到最大，故C錯(cuò)誤；D、小物塊向右加速的過程中的位移：x'=v122a=2m，當(dāng)速度等于傳送帶速度v1時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間：t=-v1-【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對于物體運(yùn)動(dòng)過程分析，物體可能一直減速，也有可能先減速后勻速運(yùn)動(dòng)，也可能先減速后加速再勻速運(yùn)動(dòng).二、實(shí)驗(yàn)題11、D；ABC【解析】

（1）由于重錘的高度都是相對于D點(diǎn)的，因此選擇D點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，將把光電門傳感器放在標(biāo)尺盤最底端的D點(diǎn)，測出重錘速度，可以進(jìn)行機(jī)械能守恒的驗(yàn)證。

（2）若擺錘在運(yùn)動(dòng)中受到空氣阻力的影響，會出現(xiàn)機(jī)械能偏小，故A正確；若光電門放在D點(diǎn)的右側(cè)，因重力勢能與動(dòng)能之和即為機(jī)械能，因此機(jī)械能明顯偏小，故B正確；若光電門放在D點(diǎn)的左側(cè)，因重力勢能與動(dòng)能之和即為機(jī)械能，因此機(jī)械能明顯偏小，故C正確；擺錘在A點(diǎn)釋放時(shí)有初速度，則會導(dǎo)致機(jī)械能偏大，故D錯(cuò)誤。故選ABC.【點(diǎn)睛】驗(yàn)證機(jī)械能守恒的方法很多，但是其原理是一樣的，因此明確實(shí)驗(yàn)原理是解決實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。12、0.9780.4900.478＞紙帶和重錘運(yùn)動(dòng)過程中受到阻力的作用【解析】

（1）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)速度可得B點(diǎn)的速度為：vB（2）重錘重力勢能的減小量△Ep=mgh=1.00×9.8×5.00×10-2J=0.490J，動(dòng)能的增加量：ΔE（3）由上可知數(shù)值上ΔEp>ΔEk，這是因?yàn)榧垘Ш椭劐N運(yùn)動(dòng)過程中受到阻力的作用。三、計(jì)算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須