2024-2025学年西南大学附中物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析.doc

2024-2025学年西南大学附中物理高一第二学期期末学业水平测试试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，当运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是
A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作
B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害
C．运动员下落时间与风力有关
D．运动员着地速度与风力无关
2、下列几组物理量中，全部为矢量的一组是（ ）
A．时间、位移、速度 B．加速度、速度变化量、力
C．速度、速率、加速度 D．路程、时间、位移
3、 (本题9分)已知某一电流表G的满偏电流，内阻，要把它改装成一个量程为3V的电压表，则应在电流表G上
A．串联一个400Ω的电阻
B．串联一个100Ω的电阻
C．并联一个400Ω的电阻
D．并联一个100Ω的电阻
4、 (本题9分)如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，现在最低点给小球一个初速度，使其在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中不正确的是（ ）

A．v的最小值为2
B．当v >时，外侧轨道对小球有作用力
C．当v 由2逐渐增大时，在最高点轨道对小球的弹力逐渐增大
D．当v 由逐渐增大时，在最高轨道对小球的弹力逐渐增大
5、 (本题9分)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用FT表示绳OA段拉力的大小，g为重力加速度，在O点向左移动的过程中

A．F逐渐变大，FT逐渐变小，FT≤mg
B．F逐渐变小，FT逐渐变大，FT≥mg
C．F逐渐变小，FT逐渐变小，FT≤mg
D．F逐渐变大，FT逐渐变大，FT≥mg
6、一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（　　）

A．60° B．45° C．30° D．75°
7、 (本题9分)如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A点。质量为m的物体从斜面上的B点由静止开始下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上。下列说法正确的是（　　）

A．物体最终将停在A点
B．整个过程中物体第一次到达A点时动能最大
C．物体第一次反弹后不可能到达B点
D．整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功
8、 (本题9分)如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，A和B质量都为m．它们分居在圆心两侧，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，A、B与盘间的动摩擦因数μ相同．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是(　　)

A．此时绳子张力为T＝
B．此时圆盘的角速度为ω＝
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D．此时烧断绳子物体A、B仍将随盘一块转动
9、 (本题9分)如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是RA=RC=2RB．若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上三点的角速度之比和线速度之比为（　 　）

A．角速度之比1：1：2
B．角速度之比1：2：2
C．线速度之比1：1：2
D．线速度之比1：2：2
10、机车以恒定加速度启动，在达到额定功率之前的过程中，下列速度—时间、机车功率—时间图像中正确的是：
A．
B．
C．
D．
11、用油膜法估测分子直径的实验中做了哪些科学的近似( )
A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜
B．把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子
C．将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙
D．将油酸分子视为立方体模型
12、 (本题9分)如图所示，长L=0.5 m细线下端悬挂一质量m=0.1 kg的小球，细线上端固定在天花板上O点．将小球拉离竖直位置后给小球一初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动，测得细线与竖直方向的夹角θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）.下列说法正确的是

A．细线拉力大小为0.8 N
B．细线拉力大小为1.25 N
C．小球运动的线速度大小为1.5 m/s
D．小球运动的线速度大小为 m/s
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用重物的质量为，打点计时器所用电源频率为，当地重力加速度为。
(1)有下列器材可供选用：重物、铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、低压交流电源、导线，其中缺少的器材是__________________________；

(2)实验时要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近__________且点迹清晰的纸带进行测量，图示纸带的___________（左、右）端与重物相连；
(3)从起点到打下计数点的过程中重力势能减少量是_________________，此过程中物体动能的增加量____________________________（用题中出现的字母表示）；
(4)根据纸带算出相关各点的速度，测出下落距离，则以为纵轴，以为横轴，画出的图像应是图中的_________________ 。
A． B．
C． D．
14、 (本题9分)在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：________．
a．通过调节使斜槽的末端保持水平
b．每次释放小球的位置必须不同
c．每次必须由静止释放小球
d．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降
e．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
f．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的所示，则小球平抛的初速度的计算式为________（用表示）．
（3）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．点不是抛出点，轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度=________，抛出点的坐标________，________（取）

15、 (本题9分)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
(1)运用公式对实验条件的要求是________________________，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近_______．

(2)若实验中所用重物的质量m＝1kg．打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB＝_______m/s，重物动能Ek＝_____J，从开始下落起至B点时的重物的重力势能减少量是_______J，由此可得出的结论是___________．(g取9.8m/s2)(本小题数据保留三位有效数字)
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程。某中子星的球体半径为，在距中子星表面高度处绕中子星运动的小星球其周期为。已知引力常量为，中子星质量分布均匀。求：
（1）中子星的密度；
（2）中子星表面的重力加速度；
（3）中子星的第一宇宙速度。
17、（10分） (本题9分)如图所示，一位宇航员站一斜坡上A点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点B，斜坡倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：

（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度 ．
参考答案

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、B
【解析】
运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；因而，水平风速越大，落地的合速度越大，会对运动员造成伤害，但落地时间不变；
A．风力越大，运动员下落时间不变，选项A错误；
B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害，选项B正确；
C．运动员下落时间与风力无关，选项C错误；
D．运动员着地速度与风力有关，选项D错误。
2、B
【解析】
A. 时间不是矢量是标量，位移、速度是矢量，故A错误；
B. 加速度、速度变化量、力都是矢量，故B正确；
C. 速率不是矢量是标量，加速度、速度是矢量，故C错误；
D. 路程、时间不是矢量是标量，位移是矢量，故D错误。
3、A
【解析】
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：

故A符合题意，BCD不符合题意。
4、C
【解析】
A. 圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0，根据机械能守恒，小球在最低点的最小速度v=2， 故A正确；
B.当小球在最高点受到轨道的作用力为零时，v1=，根据机械能守恒，小球在最低点的速度为v2=．当最低点的速度v2 >时，在最高点速度大于，外侧轨道对小球有作用力，故B正确；
C．当v 由2逐渐增大时，在最高点轨道对小球的弹力向上，逐渐减小，故C错误；
D．当v 由逐渐增大时，在最高轨道对小球的弹力向下，逐渐增大，故D正确；
本题选错误的答案，故选：C.
5、D
【解析】
以结点O为研究对象，受力分析如图所示：

由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：
绳OB的张力TB=mg根据平衡条件可知：Tcosθ－TB=0，Tsinθ－F=0
由此两式可得：F=TBtanθ=mgtanθ解得：T=
在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知：F和T均变大．
A. F逐渐变大，FT逐渐变小，FT≤mg与分析不符，故A错误；
B. F逐渐变小，FT逐渐变大，FT≥mg与分析不符，故B错误；
C. F逐渐变小，FT逐渐变小，FT≤mg与分析不符，故C错误；
D．F逐渐变大，FT逐渐变大，FT≥mg与分析相符，故D正确。
6、A
【解析】小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正确，ABD错误。
7、CD
【解析】
根据题图可知，考查弹力作功与弹性势能变化关系，重力做功与重力势能变化的关系，摩擦力做功导致弹簧与物块的机械能在变化。根据重力与重力沿斜面方向分力的关系判断物体最终静止的位置。根据能量守恒判断物体反弹后到达的位置。结合能量守恒，通过重力势能的减小量等于弹性势能的增加量和克服摩擦力做功产生的内能之和，判断重力势能的减小量与克服摩擦力做功的大小关系。
【详解】
A、由题意可知，物块从静止沿斜面向上运动，说明重力的下滑分力大于最大静摩擦力，因此物体不可能最终停于A点，故A错误；
B、物体接触弹簧后，还要继续加速，直到弹力与重力的分力相等时，达到最大速度；故最大速度在A点下方；故B错误；
C、由于运动过程中存在摩擦力，导致摩擦力做功，所以物体第一次反弹后不可能到达B点，故C正确；
C、根据动能定理可知，从静止到速度为零，则有重力做功等于克服弹簧弹力做功与物块克服摩擦做的功之和，则重力势能的减小量大于物块克服摩擦力做功。故D正确；
由受力分析来确定运动情况很关键。
8、ABC
【解析】
C．A、B两物体相比，B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B先有滑动的趋势，此时B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心，故C正确；
AB．当刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，有

以A为研究对象，有

联立可得

故AB正确；
D．若烧断绳子，则A、B的向心力都不足，都将做离心运动，故D错误．
故选ABC.
9、BC
【解析】
试题分析：由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故va=vb，则va：vb=1：1，由角速度和线速度的关系式v=ωR可得ωa：ωb=1：2；由于B轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即ωb=ωc，故ωb：ωc=1：1，ωa：ωb：ωc=1：2：2；由角速度和线速度的关系式v=ωR可得：vb：vC=RB：RC=1：2，则va：vb：vC=1：1：2，故选BC．
考点：角速度；线速度
10、AC
【解析】
AB.机车保持加速度不变启动，则速度为，在达到额定功率前均做匀加速直线运动，图像为过原点的倾斜直线；故A正确，B错误.
CD.机车的功率，匀加速直线运动，联立有，可知机车的功率随时间均匀增大；C正确，D错误.
11、AB
【解析】
试题分析：在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，故选AB
考点：考查了用油膜法估测分子直径的实验
点评：在用油膜法估测分子的大小”实验中，我们做了些理想化处理，认为油酸分子之间无间隙，油酸膜为单层分子．
12、BC
【解析】
AB．细线拉力在竖直方向分力平衡重力，，T=1.25N，A错误B正确
CD．细线拉力和重力的合力提供向心力，根据几何关系可得，小球运动的线速度大小为1.5 m/s，C正确D错误

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、刻度尺 2mm 左 A
【解析】
(1)[1]实验中要用刻度尺测量纸带，则缺少刻度尺；
(2)[2][3]若打第一个点时，纸带刚好由静止开始运动，则第一、第二两点之间的距离

约为；
重物连着纸带做匀加速运动，相同时间内的位移越来越大，所以纸带左端与重物相连；
(3)[4][5]从起点到打下计数点的过程中重力势能减少量

此过程中物体动能的增加量

(4)[6]由，可得

则图像为过原点的倾斜直线，故A项正确，BCD三项错误。
14、ace; ; 4; -80; -20;
【解析】
（1）要保证小球做平抛运动，必须通过调节使斜槽的末端保持水平，故a正确；为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同，故b错误；为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次必须由静止释放小球，故c正确；只要描出小球的位置即可，记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，故d错误；为避免摩擦影响小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故e正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，应用平滑的曲线把各点连接起来，不是用直尺将点连成折线，故f错误；故选ace；
（2）由图示可知，a、b、c、d三个点间的水平位移均相等，为x=2L，这4个点是等时间间隔点．
在竖直方向上，相邻两点间的位移差△y=3L-2L=2L-L=L；
由匀变速运动的推论△y=gt2，可得：L=gt2，
在水平方向上：x=2L=v0t，解得：v0=2；
（3）根据△y=gT2，T=0.1s，则平抛运动的初速度v0==4m/s．
A点在竖直方向上的分速度vyA==3m/s．
平抛运动到A的时间t==0.3s，
此时在水平方向上的位移x=v0t=1.2m，在竖直方向上的位移y=gt2=0.45m，
所以抛出点的坐标x=-0.80m，y=-0.20m．
点睛：（1）本题考查平抛物体的运动规律．要求同学们能够从图中读出有用信息，再根据平抛运动的基本公式解题；（2）解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及分运动和合运动具有等时性．
15、（1）自由下落的物体 2 mm
（2）0.59 m/s 0.174 J 0.175 J 在实验误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量
【解析】
（1）运用公式mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始．打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，由h=gT2=×9.8×0.022 m≈2 mm得，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm．
（2）利用匀变速直线运动的推论：，
重锤的动能：EKB=mvB2=×1×0.592J=0.174J
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量：△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.175J．
得出的结论是：在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

三．计算题(22分)
16、（1）（2）（3）
【解析】
（1）绕中子星运动的小星球质量为，根据万有引力提供向心力：--1
密度公式： --2
联立1，2解得：
（2）对中子星表面静止的物体，根据万有引力公式： --3
联立1，3解得： 。
（3）对绕中子星运动的近表卫星，根据向心力方程：--4
联立1，4解得：
17、（1） （2）
【解析】
试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度．根据万有引力等于重力求出星球的质量，结合密度的公式求出星球的密度．
（1）小球做平抛运动，落在斜面上时有：tanα===
所以星球表面的重力加速度为：g=．
（2）在星球表面上，根据万有引力等于重力，得：mg=G
解得星球的质量为为：M=
星球的体积为：V=πR1．
则星球的密度为：ρ=
整理得：ρ=
点晴：解决本题关键为利用斜面上的平抛运动规律：往往利用斜面倾解的正切值进行求得星球表面的重力加速度，再利用mg=G和ρ=求星球的密度.