2024-2025学年陕西省汉中市汉台区高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析.doc

2024-2025学年陕西省汉中市汉台区高一物理第二学期期末学业水平测试试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．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：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、某星球在膨胀过程中，半径变为原来的2倍，若星球的质量不变，则它表面的重力加速度变为原来的
A．4倍 B．2倍 C．倍 D．倍
2、 (本题9分)如图所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态．现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是(　 　)

A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
3、 (本题9分)关于对平抛运动的理解，以下说法正确的是（　　）
A．只要时间足够长，其速度方向可能沿竖直方向
B．在任意相等的时间内速度的变化量相同
C．可以运用“化曲为直”的方法，分解为竖直方向的匀速直线运动和水平方向的自由落体运动
D．平抛运动的水平位移与竖直高度无关
4、 (本题9分)如图所示，一重为G的物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右匀速运动一段距离x．在此过程中，重力G和恒力F对物块所做的功分别为（　　）

A．0，Fxcosα B．0，Fx C．Gx，0 D．Gxcosα，0
5、 (本题9分)下列说法错误的是
A．哥白尼认为地球是宇宙的中心
B．卡文迪许最早较准确地测出了万有引力常量
C．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础
D．牛顿通过月-地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
6、(本题9分)如图所示，轻质弹簧竖直固定在地面上，在其正上方某高度由静止释放一小球，设下落过程中小球的加速度为a、位移为x、机械能为E，不计空气阻力，竖直向下为正方向。则下落至最低点的过程中a、E随x的变化图线可能正确的是

A． B． C． D．
7、 (本题9分)甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距x＝6 m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的过程如图所示，则下列表述正确的是(　　)

A．当t＝4 s时两车相遇
B．当t＝4 s时甲车在前，乙车在后
C．两车有两次相遇
D．两车有三次相遇
8、 (本题9分)如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保 持静止后悬线与竖直方向的夹角均为θ= 45°，重力加速度为g，静电力常量为k．则

A．带电小球A在B处产生的电场强度大小
B．带电小球A在B处产生的电场强度大小
C．细绳的长度
D．细绳的长度
9、 (本题9分)关于向心力的下列说法中正确的是(　　)
A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是恒力
C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力
D．做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合外力充当向心力
10、滑滑梯是小朋友们喜爱的娱乐项目之一。如图所示，一小孩在公园中的粗糙滑梯上由静止加速滑下。关于小孩下滑的过程，下列说法正确的是

A．滑梯对小孩的摩擦力做负功
B．滑梯对小孩的支持力做正功
C．小孩所受重力的功率减小
D．小孩增加的动能小于减少的重力势能
二、实验题
11、（4分） (本题9分)某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。

（1）除了图示的实验器材，下列器材中还必须使用的是_______
A．直流电源 B．刻度尺
C．秒表 D．天平（含砝码）
（2）实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力，目的是_______
A．为了使小车能做匀加速运动
B．为了增大绳子对小车的拉力
C．为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功
（3）平衡摩擦力后，为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力，实验中确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时，先接通电源，再释放小车，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC，相邻计数点间的时间间隔为T，已知当地重力加速度为g，实验时钩码的总质量为m，小车的质量为M。从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=___________； 小车动能变化量ΔEk=_____________
12、（10分） (本题9分)某同学用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系．

（1）图中所示的电磁打点计时器，应该配备的_________填（“交流”或“直流”）电源．实验中为了平衡小车所受的摩擦力，可将木板的_________填（“左”或“右”）端垫起适当的高度．在平衡摩擦力时，小车_________（填“是”或“否”）需要与纸带连接；
（2）实验中通过改变橡皮筋的________（填“长度”或“条数”）改变功的值；
（3）操作正确的情况下，以功W为纵坐标，以________（填“v”、“”或“”）为横坐标做出的图线最接近一条倾斜的直线．
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）如图所示，MN是半径为R=0.8m的竖直四分之一光滑圆弧轨道，竖直固定在水平桌面上，轨道末端处于桌子边缘并与水平桌面相切于N点。把一质量为m=1kg的小球B静止放于N点，另一个完全相同的小球A由M点静止释放，经过N点时与B球发生正碰，碰后粘在一起水平飞出，落在地面上的碰点。若桌面高度为h=0.8m，取重力加速度g=10m/。不计空气阻力，小球可视为质点。求：

（1）小球A运动到N点与小球B碰前的速度的大小；
（2）小球A与小球B碰后瞬间的共同速度的大小；
（3）P点与N点之间的水平距离x.
14、（14分） (本题9分)2014年11月1日，被誉为“嫦娥五号”的“探路尖兵”载人返回器在内蒙古预定区域顺利着陆．标志着我国己全面突破和掌握航天器载人返回关键技术．为“嫦娥五号”任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础．己知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动．经过时间t（t小于航天器的绕行周期）．航天器与月球中心连线扫过的角度为θ．万有引力常量为G．
（1）试计算航天器的环绕周期T；
（2）若航天器的运行轨道半径为r．求月球的质量M．
15、（13分）把一小球从离地面高处，以的初速度水平抛出，不计空气阻力，，求：
（1）小球在空中运动的时间；
（2）小球落地点离抛出点的水平距离；
（3）小球落地时的速度及与水平方向夹角。
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、D
【解析】
根据可知，，若星球的质量不变，半径变为原来的2倍，则它表面的重力加速度变为原来的；
ABC.此三项错误；
D.此选项正确；
2、B
【解析】
试题分析：根据（轻）绳子只能提供拉力的特点和对B点受力分析结合平衡条件可知：图甲、乙、丁中的BC不能用绳子代替，图乙中的AB不能用绳子代替，B正确，ACD错误．
考点：本题考查平衡条件及绳、杆的施力特点．
3、B
【解析】
A．当平抛运动下落时间无论多么长，由于存在水平方向的分速度，则速度方向不可能竖直向下，故A错误；
B．由公式△v=at=gt，可知平抛运动的物体在任意相等时间内速度的变化量相同，故B正确；
C．平抛运动运用“化曲为直”的方法，分解为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，故C错误；
D．平抛运动的水平位移为

知平抛运动的水平位移由初速度和拋出点的高度共同决定，故D错误。
故选B。
4、A
【解析】由功的公式可得恒力做功为：，因重力的方向与位移的方向垂直，所以重力做功为0，故选A 正确。
点睛：本题考查功的公式，在解题时要注意夹角为力和位移之间的夹角。
5、A
【解析】
A项：哥白尼提出了日心说，认为太阳是宇宙的中心，故A错误；
B项：牛顿发现了万有引力定律，但没有测量引力常量，是卡文迪许测出了引力常量，故B正确；
C项：开普勒发现了行星运动的三大定律，正确描绘了行星运动的规律，为牛顿万有引力定律的发现奠定了基础，故C正确；
D项：万有引力定律建立后，经历过“月-地检验”，表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律，故D正确。
6、AC
【解析】
AB.小球开始下落时，做自由落体运动，加速度不变，当小球和弹簧接触时，根据牛顿第二定律得：mg-kx=ma，所以：，当压缩到最低点时，加速度大于g，故A正确，B错误；
CD.下降过程，自由落体阶段，小求机械能守恒，当与弹簧接触后，由能量守恒得：小球减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能，即：E0-E=kx2，则，E=E0-kx2，故C正确，D错误。
7、BD
【解析】
根据图象与时间轴围成的面积可求出两车的位移，可确定何时两车相遇．能够根据两车的运动过程，分析两车在过程中的相对位置，判断能相遇几次．
【详解】
速度图线与时间轴围成的面积表示位移，则知当t=4s时，甲的位移大于乙的位移，0-4s，甲的位移为 x甲=×（16+8）×4m=48m，乙的位移为 x乙=×（12+8）×4m=40m，位移之差△x=x甲-x乙=8m。开始时，甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距x=6m，由此可知，t=4s时，甲车在前，乙车在后，相距2m。故A错误，B正确。t=4s时，甲车在前，乙车在后，所以两车第一次相遇发生在4s之前。当t=6s时，甲的位移为×（16+4）×6m=60m，乙的位移为×（12+6）×6m=54m，位移之差等于6m，而两车是从开始出发时，甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距x=6m，所以当t=6s时两车第二次相遇；t=6s后，由于乙的速度大于甲的速度，乙又跑到前面，8s后，由于甲的速度大于乙的速度，两车还会发生第三次相遇，故C错误，D正确。故选BD。
速度-时间图象中要注意观察三点：一点，注意横纵坐标的含义；二线，注意斜率的意义；三面，速度-时间图象中图形与时间轴围成的面积为这段时间内物体通过的位移．
8、AC
【解析】
AB．设右侧小球所受电场力为F，对右侧小球受力分析，由平衡条件可得：、，解得：；据可得，带电小球A在B处产生的电场强度大小．故A项正确，B项错误．

CD．设绳长为L，据库仑定律可得：，解得：．故C项正确，D项错误．
9、AD
【解析】
A．向心力总是指向圆心，而速度总是沿着切线方向，故向心力一定垂直于速度，不改变速度的大小，故A正确；
B．做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，方向不断变化，是变力，故B错误；
C．物体做变速圆周运动时，合力不总是指向圆心，故合力不一定等于向心力，故C错误；
D．做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，提供向心力，不为零，故D正确；
故选AD．
向心力的方向不断变化，一定是变力；变速圆周运动的合外力不一定指向圆心，只有当物体做匀速圆周运动时合力才指向圆心时，合力才完全充当向心力.
10、AD
【解析】
A.滑梯对小孩的摩擦力与运动方向相反，故摩擦力做负功，故A正确；
B.支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功，故B错误；
C.小孩加速滑下，竖直分速度一直增大，故功率增大，故C错误；
D.小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，故小孩增加的动能小于减少的重力势能，故D正确.

二、实验题
11、 BD C mgSB
【解析】（1）实验需要测出小车的质量，因此需要天平，进行实验数据处理时要求出小车的速度，需要用刻度尺测出计数点间的距离，故选BD．
（2）实验前要把木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，平衡摩擦力后小车受到的合力等于绳子的拉力，可以使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，C正确；故选C．
（3）从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=mgsB；
打下B点时小车的速度：vB=，小车动能变化量△Ek=Mv2=；
点睛：探究合力做功与动能变化之间的关系关系实验时需要求出小车动能的变化量与合外力做功，实验前要平衡摩擦力，需要测出小车质量与速度，知道实验原理是解题的前提．
12、交流 左 是 条数 v2
【解析】
（1）[1]电磁打点计时器使用的是交流电源．
[2]由图可知，小车在橡皮筋拉力作用下向右运动，为使橡皮筋做功等于合外力做功，需要适当垫高木板的左端，用重力的分量来平衡摩擦力．
[3]因为纸带和限位孔间也有摩擦力，需要一起平衡掉，所以在平衡摩擦力时需要连上纸带.
（2）[4]实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍．所以实验中不需要直接去测量力和计算功，只要改变橡皮筋的条数，即可使做功按倍数增加．
（3）[5]由动能定理，所以以v2为横坐标时作出的图线最接近一条倾斜的直线．

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）4m/s（2）2m/s（3）0.8m
【解析】
（1）小球在圆弧轨道内下滑过程中，由动能定理即可求出；
（2）小球到达N点，与B发生碰撞，由动量守恒定律即可求出碰撞后的速度；
（3）由平抛运动规律即水平方向上匀速和竖直方向自由落体可求水平距离。
【详解】
（1）小球在圆弧轨道内下滑过程中，由动能定理得：

代入数据解得：
；
（2）两个小球碰撞的过程中水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，设碰撞后的共同速度为v，则：

代入数据可得：

（3）小球从N点飞出后做平抛运动，

竖直方向上：

水平方向上：

解得：
。
本题是平抛运动和动能定理的综合应用，速度是它们之间联系的纽带。根据动能定理求解变力做功是常用的思路。
14、（1） （2）
【解析】
（1）航天器转动的角速度ω＝
航天器的周期 T＝
（2）设航天器的轨道半径为r．航天器的质量为m，由万有引力提供向心力．
有
解得
15、 (1) (2) (3) 10m/s；
【解析】
(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，根据：
解得：
(2)水平距离：
解得：
(3)落地时竖直分速度：
所以落地时速度：

与水平方向夹角的正切值：

解得：