2024-2025学年湖南省长沙市开福区长沙一中物理高一下期末检测试题含解析.doc

2024-2025学年湖南省长沙市开福区长沙一中物理高一下期末检测试题
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（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、 (本题9分)下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是(　 　)
A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系
D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
2、如图所示电路，两电压表为理想电表，将开关k闭合，当滑动变阻器的滑片向左滑动时（　　）

A．电压表V1的示数不变 B．电压表V1的示数变小
C．电压表V2的示数变小 D．电压表V2的示数不变
3、 (本题9分)如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球在细线的拉力作用下，以速度v做半径为r的匀速圆周运动．小球所受向心力的大小为(　　)

A．m
B．m
C．mυ2r
D．mυr
4、 (本题9分)某同学将一质量为4kg的物体以5m/s的速度由静止抛出，该同学对物体做的功是
A．25J B．50J C．80J D．100J
5、 (本题9分)宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)．据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为( )
A． B．
C． D．
6、 (本题9分)下列叙述中正确的是（ ）
A．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
B．英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量
C．海王星是根据万有引力定律计算而发现的
D．经典力学既适用于宏观又适用于微观，既适用于低速又适用于高速
7、 (本题9分)一个物体在某高度由静止开始竖直下落，在运动过程中所受的阻力恒定．若用F、v、x和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能．（B、C、D三图中的曲线均为抛物线）．则下列图像中正确的是 （ ）
A． B． C． D．
8、一个质量为m=50kg的人乘坐电梯，由静止开始上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P-t图象如图所示，取g=10m/，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是（）

A．图中的值为1100W
B．图中的值为900W
C．电梯匀速阶段运动的速度为2m/s
D．电梯加速阶段对人所做的功大于减速阶段对人所做功
9、 (本题9分)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处由静止开始自由下滑（ ）

A．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功
B．在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球能回到槽高h处
10、 (本题9分)2011年11月3日，用于交会対接的目标飞行器“天宫一号”，经过第4圈和第13圈两次变轨，调整至距地球343千米的近圆轨道上．若地球的质量、半径和引力常量G均已知，根据以上数据可估算出“天宫一号”飞行器的（ ）

A．运动周期 B．环绕速度 C．角速度 D．所受的向心力
11、 (本题9分)如图所示，两个完全相同的带正电荷的小球被a、b两根绝缘的轻质细线悬挂于O点，两小球之间用绝缘的轻质细线c连接，a、b、c三根细线长度相同，两小球处于静止状态，且此时细线c上有张力，两小球的重力均为G．现用一水平力F缓慢拉右侧小球，使细线a最终处于竖直状态，两小球最终处于静止状态，则此时与初态相比，下列说法正确的是:

A．细线a的拉力变大
B．细线b的拉力变大
C．细线c的拉力变大
D．最终状态时的水平拉力F比小球的重力G大
12、 (本题9分)关于地球同步卫星，下列说法正确的是
A．它处于平衡状态，且具有一定的高度
B．它的加速度小于9. 8m/s2
C．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
D．它的速度等于7. 9km/s
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、在用如图1的实验装置验证“机械能守恒定律”的实验中：

(1)下列操作正确且必要的有______
A．用秒表测出重物下落的时间
B．用弹簧测力计称出重物的重力
C．装配好器材，松开纸带让重物自由下落然后接通电源
D．在点迹清晰的纸带上，距离起始点适当的位置，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的点并标记，作为测量点
(2)某小组的同学，用接有6V、50Hz的交流电的打点计时器打出的一条纸带，如图2，O为重锤下落的起点，选取的测量点为A、B、C、D、E，F，各测量点到O点的距离h已标在测量点下面．打点计时器打C点时，重物下落的速度vC= ______ m/s （结果保留三位有效数字）
(3)该小组的同学分别求出打其他各点时的速度v；在v2-h坐标纸上描出的点迹如图3，则本地的重力加速度约为______ m/s2（结果保留两位有效数字）
14、某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的实际边长为10cm.

(1)请在图中作出小球运动的轨迹_______.
(2)小球做平抛的初速度大小为_______m/s.（取g=10m/s2，计算结果保留2位有效数字）
15、 (本题9分)小华同学欲测量小物块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图1所示，光电门 1、2可沿斜面移动，物块上固定有宽度为d的挡光窄片。物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间。（以下计算的 结果均请保留两位有效数字）

(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图2所示，则挡光片的宽度d=______ mm。
(2)在P处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过光电门1、2，显示的时间分别为40ms、20ms，则物块 经过光电门1处时的速度大小为____________m/s，经过光电门 2 处时的速度大小为____________m/s。比较物块经过光电门1、2处的速度大小可知，应_______（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等；
(3)正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面顶端与底端的高度差h=60.00cm、斜面的长度L=100.00cm，g取9.80m/s2，则物块与斜面间的动摩擦因数的值m =（___________）。
三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)如图所示，一长度LAB＝4 m、倾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度LBC＝2 m，离地面高度H＝1.6 m，下方有一半球体与水平台相切，半球体半径r＝1 m，OD与水平面夹角为α＝53°，整个轨道处于竖直平面内。一物块b（可视为质点）静止于C处，在斜面顶端A处由静止释放另一物块 a（可视为质点），物块a下滑到C处与物块b发生弹性碰撞，物块a与物块b碰撞后，物块b恰好落在D点。已知物块a与BC间的动摩擦因数μ＝0.1，忽略空气阻力，g取10 m/s2 （sin 53°＝，cos 53°＝）。求
（1）物块a与物块b碰撞前的速度大小；
（2）碰撞后物体b速度大小；
（3）求物块a最终停在何处。

17、（10分） (本题9分)一种氢气燃料的汽车，质量为m=1.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s1．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．试求：
(1)汽车的最大行驶速度；
(1)汽车匀加速启动阶段结束时的速度；
(3)当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率；
(4)当汽车的速度为31m/s时的加速度；
(5)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．
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、D
【解析】
经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；
2、C
【解析】
AB．由图可知，电路中R1与R2串联接在电源两端，电压表V1测量R1两端的电压，V2测量路端电压，当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，因R1为定值电阻，故其两端电压增大，电压表V1的示数变大，故AB错误；
CD．由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，路端电压减小，电压表V2的示数变小，故C正确，D错误；
3、A
【解析】
根据牛顿第二定律得，小球的向心力由细线的拉力提供，则有：，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求解．
4、B
【解析】
对人抛物体的过程，根据动能定理得：，故B正确，ACD错误。
5、B
【解析】
物体自由落体运动，设月球表面重力加速度为g，根据自由落体公式有

解得星球表面的加速度为，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力

解得，又在月球表面，万有引力等于重力，则有

联立解得，故B正确，ACD错误。
故选B
6、C
【解析】
A．开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，选项A错误；
B．卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量G，选项B错误；
C．海王星是根据万有引力定律计算而发现的，选项C正确；
D．经典力学只适用于宏观低速物体的运动，但不适应微观高速粒子的运动，选项D错误；
故选C.
7、AC
【解析】
下落过程中，小球受恒定的阻力和重力作用，合外力不变，故A正确．小球做初速度为0的匀加速运动，故v-t图象是直线，故B错误．根据S=at2，位移S与t2成正比，故C正确．机械能随时间变化的表达式：E=E0-fS=E0-fat2，故D正确．故选ACD．
对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．
8、AC
【解析】
C.匀速运动时，支持力等于重力，则有：

根据

可得匀速运动的速度：

故选项C符合题意；
A.匀加速直线运动的加速度大小：

根据牛顿第二定律得：

解得：
，
则图中的值为

故选项A符合题意；
B.匀减速直线运动的加速度大小：

根据牛顿第二定律得：

解得：
，
则图中的值为

故选项B不符合题意；
D.加速过程中的位移：

电梯对人做功：

减速过程中的位移：

电梯对人做功：

可知电梯加速运动过程中对人所做的功小于减速阶段对人所做的功，故选项D不符合题意。
9、BC
【解析】
A项：在下滑过程中，槽要向左运动，小球和槽之间的相互作用力与槽的速度不垂直，所以对槽要做功，故A错误；
B项：小球在下滑过程中，小球与槽组成的系统水平方向不受力，水平方向动量守恒，故B正确；
CD项：小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被反弹后球与槽的速度相等，小球不能滑到槽上，不能达到高度h处，因此都做匀速直线运动，C正确，D错误．
10、ABC
【解析】
ABC．设地球的质量、半径分别为M和R，则“天宫一号”的轨道半径为r=R+h，
由得：

所以ABC正确
D．由于不知“天宫一号”的质量，它的向心力大小不能确定，故D错误．
故选ABC.
11、BCD
【解析】
如图所示

对初末态小球受力分析可得：

所以细线a的拉力变小，故A错误；
B项：，，可解得：，故B正确；
C项：，，，所以细线c的拉力变大，故C正确；
D项：F与G的合力为 ，F=，故D正确．
12、BC
【解析】
A.同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，离地面的高度h为一定值，没有处于平衡状态，故A错误.
B.同步卫星和近地卫星都符合，近地卫星，由于同步卫星轨道半径大于近地卫星的半径，故同步卫星的加速度小于9.8m/s2，故B正确.
C.同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，同步卫星的周期为24h，轨道平面与赤道平面重合，故C正确.
D.根据万有引力提供向心力，，解得运行速度，近地卫星的运行速度为7.9km/s，则同步卫星的运行速度小于7.9km/s，故D错误.

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、D 1.56 9.8
【解析】
试题分析：(1)打点计时器就是记录时间的，故不用秒表测出重物下落的时间，A不必要；在实验中，不需要知道重物的重力，故B也不必要；装配好器材，应该先接通电源再松开纸带让重物自由下落，C错误；D是必要的（2）打点计时器打C点时，重物下落的速度==1.56m/s；（3）本地的重力加速度约为g==m/s2= 9.8m/s2。
考点：验证“机械能守恒定律”的实验。
14、 2.0
【解析】
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球平抛运动的初速度。
【详解】
第一空．
第二空．在竖直方向上，根据，得：，
则小球的初速度：。
本题主要考查了对平抛运动实验的数据处理，较为简单。
15、5.2 0.13 0.26 减小 0.75
【解析】
(1)[1]挡光片的宽度为；
(2)[2][3]d=5.2mm=5.2×10-3m，t1=40ms=40×10-3s，t2=20ms=20×10-3s，用平均速度来求解瞬时速度：

[4]由于v2<v1，物块做加速运动，设斜面的倾角为θ，则对物块受力分析有
mgsinθ>μmgcosθ
故应减小斜面的倾角，直到
mgsinθ=μmgcosθ
此时物块匀速运动，两光电门的示数相等
(3)[5]h=60.00cm=0.6m，L=100.00cm=1m，物块匀速运动时
mgsinθ=μmgcosθ
即
tanθ=μ
又

解得
μ=0.75

三．计算题(22分)
16、（1）6m/s；（2）4m/s；（3）物块a最终停在B处。
【解析】
（1）设物块a与物块b碰撞前的速度大小为va。物块a从A到C的过程，根据动能定理得：

解得：
va=6m/s
（2）设物块a与b发生碰撞后的速度为va′，b飞出的速度为vb．碰撞后物体b做平抛运动，由几何关系，可知物块b在CD间的水平位移
x=r+rcosα
竖直位移
h=H-rsinα
又根据平抛运动的规律有
x=vbt

联立解得
vb=4m/s
（3）a、b发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒分别得
mava=mava′+mbvb。

解得
va′=-2m/s
设物块a在BC上运动的总路程为S。
对物块a，根据动能定理得

解得
S=2m
因为LBC=2m，所以最终物块a停止在B点。
17、（1）40m/s；（1）10m/s；（3）10kW；（4）0.15m/s1；（5）55s；
【解析】
当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，由功率公式可求得最大行驶速度；由牛顿第二定律可求得匀速运动时的牵引力，匀加速启动阶段结束时功率达额定功率，由功率公式可求得匀加速结束时的速度；速度为5m/s时仍为匀加速过程，则由功率公式可求得牵引力的瞬时功率；由功率公式可求得速度为31m/s时的牵引力，由牛顿第二定律可求得汽车的加速度；汽车行驶的总时间分为匀加速直线运动和变加速的时间，变加速过程由动能定理可求得时间．
【详解】
解：(1)汽车的最大行驶速度
汽车的最大行驶速度为40m/s
(1)设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为v1
由F−f=ma，得
由Pm=Fv1，得
匀加速启动的最后速度为10m/s
(3)当速度为5m/s时，处于匀加速阶段，
牵引力的瞬时功率为：
牵引力的瞬时功率为10kw.
(4)当速度为31m/s时，处于恒定功率启动阶段，设牵引力为F′，加速度为a′
由
由F′−f=ma′，得
速度为31m/s时，加速度为
(5)匀加速阶段的时间为
恒定功率启动阶段的时间设为t1，由动能定理
得
所以,总的时间为
汽车加速的总时间为55s