浙江省诸暨市第二高级中学2024-2025学年高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析.doc

浙江省诸暨市第二高级中学2024-2025学年高一物理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、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、 (本题9分)两位同学在练习投掷飞镖可视为质点时，他们将两飞镖分别从同一竖直线上的A、B两点水平拋出，两飞镖恰好能在P点相遇，如图所示不考虑空气阻力，则　　

A．两个飞镖一定同时抛出
B．两个飞镖抛出的初速度相同
C．A处飞镖先抛出
D．A处飞镖抛出时的速度大于B处飞镖抛出时的速度
2、 (本题9分)如图所示，某同学将一小球水平抛出，最后球落在了正前方小桶的左侧，不计空气阻力．为了能将小球抛进桶中，他可采取的办法是（ ）

A．保持抛出点高度不变，减小初速度大小
B．保持抛出点高度不变，增大初速度大小
C．保持初速度大小不变，降低抛出点高度
D．减小初速度大小，同时降低抛出点高度
3、 (本题9分)两个完全相同的金属小球A、B带有等量的异种电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时两球之间作用力的大小是(　　)
A． B． C． D．
4、 (本题9分)可以将万有引力相互作用与电荷间的相互作用类比，即任何有质量的物体都要在它的周围空间产生一个引力场，而其他的物体在引力场中，要受到该引力场的引力作用。据此，万有引力中的重力加速度，相当于电场中的哪个物理量
A．电场力 B．电场强度 C．电势差 D．电势能
5、 (本题9分)关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r的关系，下列说法中正确的是　　
A．由可知，当r增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的
B．由可知，当r增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的2倍
C．由可知，卫星的向心力与轨道半径r无关
D．由可知，当r减小为原来的倍时，卫星的向心力变为原来的4倍
6、 (本题9分)用DIS实验研究机械能守恒定律的实验中，用光电门测定摆锤在某--位置的瞬时速度。实验测得D点的速度偏小，造成这个误差的原因可能是

A．摆锤释放的位置高于A点 B．摆锤释放的位置在AB之间
C．摆锤在A点没有静止释放 D．光电门没有放在D点
7、把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，则离太阳越远的行星(　　)
A．周期越小 B．线速度越小 C．角速度越小 D．加速度越小
8、 (本题9分)如图所示，a、b是两颗质量相等，绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是

A．卫星a的动能大于b的动能
B．卫星a的动能小于b的动能
C．卫星a的机械能大于b的机械能
D．卫星a的机械能小于b的机械能
9、 (本题9分)P点为已知电场中的一固定点，在P点放一个电荷量为+q的点电荷，所受电场力为F，P点的场强为E，则（ ）
A．若在P点换上电荷量为-q的点电荷，P点的场强方向将发生变化
B．若在P点换上电荷量为+2q的点电荷，该电荷在P点受到的力为2F
C．若将P点的点电荷移去，P点的场强变为零
D．P点场强的大小、方向与放在该处的点电荷的大小、正负、有无均无关
10、 (本题9分)“天宫一号”是我国第一个目标飞行器和空间实验室.已知“天宫一号”绕地球的运动可看做 是匀速圆周运动，转一周所用的时间约为 90 分钟.关于“天宫一号”，下列说法正确的是( )
A．“天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度小
B．“天宫一号”离地面的高度一定比地球同步卫星离地面的高度小
C．“天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的 16 倍
D．当宇航员站立于“天宫一号”内不动时，他所受的合力为零
二、实验题
11、（4分） (本题9分)某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示．框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐．切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和．小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组和的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k．

⑴当地的重力加速度为________(用k表示)．
⑵若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______________(用题中物理量的字母表示)．
⑶关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差（___）
A．尽量靠近刻度尺零刻度线
B．尽量靠近光电门2
C．既不能太靠近刻度尺零刻度线，也不能太靠近光电门2
12、（10分） (本题9分)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器（发射器）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示．

（1）小车与轨道的滑动摩擦力f=________ N．
（2）从图象中分析，小车（包括位移传感器发射器）的质量为________kg．
（3）该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到________．(保留两位有效数字)
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） (本题9分)如图所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m2的小球乙静止在水平轨道上，质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰.若m1∶m2＝2∶3，且轨道足够长，

（1）第一次碰撞后的瞬间两球的速度分别多大；
（2）要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ应满足什么条件？.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
14、（14分） (本题9分)若海王星质量约为地球质量的16倍，海王星半径约为地球半径的4倍，地球表面重力加速度为，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，求：
（1）海王星表面的重力加速度．
（2）海王星的第一宇宙速度．
15、（13分）如图所示，某一滑道由斜坡和水平滑道组成，斜坡顶端A距水平滑道高度为h，倾角为θ，水平粗糙滑道BC段长为d，水平滑道CD段光滑。将轻弹簧的一端水平连接并固定在墙上，另一自由端恰位于水平滑道C点。物块从斜坡A处静止下滑，从斜坡进入水平滑道时，在底端B点处无能量损失（即速度大小不变）。已知物块质量为m，物块与斜坡AB、水平滑道BC间的动摩擦因数均为μ，整个过程空气阻力不计，重力加速度为g。则：
(1)求物块滑到B点时的速度大小？
(2)求弹簧为最大压缩量时的弹性势能Ep？
(3)若物块质量m=3 kg，斜坡倾角θ=370，重力加速度g取10 m/s2。弹簧第一次达到最大压缩量时的弹性势能Ep随物块不同下滑高度h变化关系如图所示，物块能第一次被弹回后不沿斜坡上滑，则物块从斜坡顶端A点下滑高度h应满足什么条件？

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、C
【解析】
要使AB相遇，一定是同时到达交点的位置，根据知，A的高度大，A运动的时间要长，所以一定是A先抛出，故A错误，C正确．相遇时的水平位移相等，根据：x=v0t，所以：，A的高度大，A运动的时间要长，所以一定是A的速度小．故BD错误．故选C．
点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
2、B
【解析】
AB．设小球平抛运动的初速度为v0，抛出点离桶的高度为h，水平位移为x，则，解得平抛运动的时间为：，水平位移为：，由此可知，要增大水平位移x，可保持抛出点高度h不变，增大初速度v0，故B正确，A错误；
CD．由此可知，要增大水平位移x，可保持初速度v0大小不变，增大抛出点高度h，故CD错误．
3、C
【解析】
假设A的带电量为Q，B的带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：

第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为−，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：

A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论相符，选项C正确；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
4、B
【解析】
重力场的基本性质是对其周围物体由引力作用，而电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用，说明重力与电场力类似。电荷量与物体的质量类似，则由G=mg，F=qE分析可知，重力加速度g与电场中电场强度E可类比，故B正确，ACD错误。
5、D
【解析】
卫星绕地球做匀速圈周运动，根据万有引力提供向心力得：，解得：，，则知，当r增大时，v、都要减小；由可知卫星的向心力与轨道半径r的平方成反比，当r增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的，故D正确，A、B、C错误；
故选D。
关键要知道线速度、角速度与轨道半径的关系式，知道轨道半径变化时，卫星的线速度和角速度随之变化。
6、BD
【解析】
若实验测得D点的机械能明显偏小，说明重锤低于A点才开始静止释放的，或未到D点就开始测速度，因此不是重力势能少些，就是动能小些．
A．摆锤释放的位置高于A点，与结论不相符，选项A错误；
B．摆锤释放的位置在AB之间，与结论相符，选项B正确；
C．摆锤在A点没有静止释放，与结论不相符，选项C错误；
D．光电门没有放在D点，与结论相符，选项D正确。
7、BCD
【解析】
设行星的质量为m，公转半径为r，太阳的质量为M，根据万有引力提供向心力得：，解得：T=2π，r越大，T越大．故A错误．v=，r越大，v越小．故B正确．ω=，可知，r越大，ω越小．故C正确．a=，r越大，a越小．故D正确．故选BCD．
8、BC
【解析】
AB. 根据 可知，半径小的b线速度更大，质量相同，所以b的动能更大，A错误B正确。
CD. 引力势能的表达式 ，根据万有引力提供向心力得，动能 ，总的机械能 所以半径大的a机械能更大，C正确D错误。
9、BD
【解析】
电场强度的定义式为是通过比值定义法得出的，E的大小及方向与试探电荷无关，由电场本身决定，故放入任何电荷时电场强度的方向大小均不变，即使将试探电荷移走，电场强度不变。
A. 若在P点换上电荷量为-q的点电荷，A点的场强方向将不发生变化，选项A不符合题意；
B. 根据F=Eq可知，若在P点换上电荷量为+2q的点电荷，该电荷在A点受到的力为2F，选项B符合题意；
C. 若将P点的点电荷移去，A点的场强仍不变，选项C不符合题意；
D. P点场强的大小、方向与放在该处的点电荷的大小、正负、有无均无关，选项D符合题意。
10、BC
【解析】
根据万有引力提供向心力，解得：，由此可知，轨道半径越大，速度越小，同步卫星的轨道半径远大于天宫一号的轨道半径，所以“天宫一号”的线速度比地球同步卫星的线速度大，由v=rω知，静止于赤道上的物体的线速度比同步卫星的线速度小，因此“天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度大，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，由此可知，周期越大，轨道半径肯定越大，同步卫星的周期是24h，远大于天宫一号的周期90分钟，故“天宫一号”离地面的高度比地球同步卫星离地面的高度小，故B正确；据上分析知“天宫一号”的周期约为地球同步卫星周期的，根据知“天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的16倍，故C正确；天宫一号及里面的人和物都处于失重状态，受力不平衡，合力不为零，故D错误。所以BC正确，AD错误

二、实验题
11、 C
【解析】
（1）以0刻度线为零势能面，小铁块从光电门1运动到光电门2的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：mv12-mgx1=mv22-mgx2
整理得：v22-v12=2g（x2-x1）
所以图象的斜率k=2g，解得：g=；
（2）小铁块经过光电门1时的机械能等于小铁块经过光电门1时的动能加上势能，若选择刻度尺零刻度线所在高度为零势能面，则有：
E1=mv12-mgx1 =mv12-mkx1 
（3）用电磁铁释放小球的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一时间，铁球与电磁铁铁心可能有一些剩磁，都会使经过光电门1的时间较实际值大，引起误差，并适当增大两光电门A、B间的距离，使位移测量的相对误差减小，所以C正确．
12、0.5； 0.7； ；
【解析】
（1）［1］根据图象可知，当F=0.5N时，小车开始有加速度，则f=0.5N；
（2）［2］根据牛顿第二定律得：
，
则a-F图象的斜率表示小车质量的倒数，则

（3）为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有：

解得：
tanθ=μ，
根据f=μMg得：

所以
tanθ=

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）（2）
【解析】
解：（1）设第一次碰后甲的速度为v1，乙的速度为v2，以甲球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：

联立解得：，负号表示方向水平向右；
（2）设上滑的最大位移大小为s，滑到斜面底端的速度大小为v，由动能定理得：

联立解得：
乙要能追上甲，则：
解得：
14、 (1) g=9.8m/s2 (2) v=15.8km/s
【解析】
根据万有引力等于重力，结合海王星和地球的质量关系以及半径关系，求出表面重力加速度之比，从而求出海王星表面的重力加速度；
根据万有引力提供向心力，结合海王星和地球质量的关系以及半径的关系，求出第一宇宙速度之比，从而求出海王星的第一宇宙速度大小.
【详解】
（1）根据：

得：

海王星质量和地球质量之比为16：1，半径之比为4：1，则表面的重力加速度之比为1：1，
可以知道海王星表面的重力加速度为g=9.8m/s2.
（2）根据：

得第一宇宙速度：

海王星质量和地球质量之比为16：1，半径之比为4：1；则第一宇宙速度之比为2：1，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s；可以知道海王星的第一宇宙速度为v=15.8km/s.
答：（1）海王星表面的重力加速度为g=9.8m/s2.
（2）海王星的第一宇宙速度是v=15.8km/s
15、（1）；（2）Ep= mgh－μmghcot θ－μmgd；（3）0.75 m ＜ h ≤ 1.5 m
【解析】
解：(1)从A到B过程，对物块分析由动能定理得：
解得：
(2)从A到弹簧为最大压缩量时，对物块分析，由动能定理得：

联立解得：
(3)由(2)可知：
根据图像与函数相结合可知斜率：，纵截距：
代入图中所给数据，解得，
物块刚好能第一次被弹回，即要求物体从A点下滑能抵达C点，由图可知：
从A到弹簧为最大压缩量，再返回B后不沿斜坡上滑，对物块分析，由动能定理得：

代入数据解得：
综上分析，可知物块能第一次被弹回后不沿斜坡上滑，则物块从斜坡顶端A点下滑高度应满足：