湖北省黄冈市黄梅县第二中学2024-2025学年物理高一下期末达标检测试题含解析.doc

湖北省黄冈市黄梅县第二中学2024-2025学年物理高一下期末达标检测试题
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：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、 (本题9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点．一质量为m的小球．始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g．小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为

A．2mgR
B．4mgR
C．5mgR
D．6mgR
2、 (本题9分)如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动的一部分。下列关于汽车转弯时的说法正确的是

A．汽车处于平衡状态
B．汽车的向心力由重力提供
C．汽车的向心力由摩擦力提供
D．汽车的向心力由支持力提供
3、 (本题9分)在离地高45m处由静止释放小球P，1s后从同一位置以初速度10m/s竖直向上抛出小球Q，不计空气阻力，重力加速度取10m/s1．当小球P刚落地时，小球Q离地高度是（　　）
A．45m B．40m C．30m D．15m
4、 (本题9分)如图所示，A球的质量m1=4m，B球的质量m2=m。球A以速度v0靠近静止在光滑的水平面上球B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等，且碰撞过程没有机械能损失。当m1、v0一定时，随着m2的增大，则（ ）

A．碰撞过程中B获得的动能增大
B．碰撞过程中B获得的动量增大
C．碰撞过程中A获得的最终速度减小
D．碰撞过程中A获得的最终速度增大
5、 (本题9分)行星A、B都可看作质量分布均匀的球体，其质量之比为1∶2、半径之比为1∶2，则行星A、B的第一宇宙速度大小之比为
A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．1∶4
6、 (本题9分)如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是( )

A．小球的机械能守恒
B．斜劈的机械能守恒
C．斜劈与小球组成的系统机械能守恒
D．小球机械能的减小量大于斜劈动能的增大量
7、 (本题9分)如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（　　）

A．t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向b
B．t=3s时金属杆的速率为3m/s
C．t=5s时外力F的瞬时功率为0.5W
D．0~5s内通过R的电荷量为2.5C
8、 (本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（　　）

A．重力势能和动能之和减小
B．重力势能和弹性势能之和总保持不变
C．动能和弹性势能之和增大
D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
9、 (本题9分)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知三颗卫星质量关系为MA=MB>MC，则对于三个卫星，正确的是：

A．运行线速度关系为
B．运行周期关系为TA＞TB=TC
C．向心力大小关系为FA=FB＜FC
D．半径与周期关系为
10、 (本题9分)如图所示，A为多匝线圈，与电键、滑动变阻器相连后接入M、N间的交流电源，B为一接有小灯珠的闭合多匝线圈，下列关于小灯珠发光说法正确的是（ ）

A．闭合电键后小灯珠可能发光
B．若闭合电键后小灯珠发光，则再将B线圈靠近A，则小灯珠更亮
C．闭合电键瞬间，小灯珠才能发光
D．若闭合电键后小灯珠不发光，将滑动变阻器滑臂左移后，小灯珠可能会发光
11、 (本题9分)一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（　　）

A．球A的角速度等于球B的角速度
B．球A的线速度大于球B的线速度
C．球A的运动周期小于球B的运动周期
D．球A与球B对筒壁的压力相等
12、 (本题9分)如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻为r0。不称重物时，滑片P在A端；称重物时在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器接入电路的阻值发生变化，通过电流表的示数即可显示被称物体的重量值。已知P的滑动过程，弹簧始终未超出弹性限度，则闭合开关S后

A．不称重物时电流表的不数为零
B．达到最大称重值时电路中的电流为
C．电流表示数越大，则说明所称物体越重
D．所称物体越重，电源的总功率越大
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分） (本题9分)如图所示，水平面上A、B两点相距＝0.1m，甲球从B点向右做匀速运动的同时，乙球从A点由静止向右做匀加速运动，到达B点后以B点的速度匀速运动．乙球从开始运动，到追上甲球所用的时间t＝1s，运动的位移x＝0.9m，求：

（1）甲球的速度；
（2）乙球加速过程所用的时间和加速度a．
14、（10分） (本题9分)利用图装置做“验证机械能守恒定律”的实验.

（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________。（选填器材前的字母）
A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤
C．刻度尺 D．游标卡尺 E.秒表
（2）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________。
A．释放重锤前，使纸带保持竖直
B．做实验时，先释放重锤，再接通打点计时器的电源
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v＝计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（3）图是实验中得到的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC 。重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的变化量|ΔEp|＝________，动能的变化量|ΔEk|＝________。

（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2－h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2－h图象是下列图中的________。
A．B． C．D．
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（12分）2019年3月3日，中国探月工程总设计师吴伟仁宣布中国探月工程“三步走”即将收官，我国对月球的探索将进人新的征程。若近似认为月球绕地球作匀速圆周运动，地球绕太阳也作匀速圆周运动，它们的绕行方向一致且轨道在同一平面内。
(1)已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，月心地心间的距离为r，求月球绕地球一周的时间Tm；
(2)如图是相继两次满月时，月球、地球和太阳相对位置的示意图。已知月球绕地球运动一周的时间Tm＝27.4d，地球绕太阳运动的周期Te＝365d，求地球上的观察者相继两次看到满月满月的时间间隔t。

16、（12分） (本题9分)木星在太阳系的八大行星中质量最大，“木卫1”是木星的一颗卫星，若已知“木卫1”绕木星公转半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，木星的半径为R，求
（1）木星的质量M；
（2）木星表面的重力加速度．
17、（12分） (本题9分)如图所示，平台离水平地面的高度为H=5m，一质量为m=1kg的小球从平台上A点以某一速度水平抛出，测得其运动到B点时的速度为vB=10m/s．已知B点离地面的高度为h=1.8m，取重力加速度g=10m/s2，以水平地面为零势能面．问：

(1)小球从A点抛出时的机械能为多大？
(2)小球从A点抛出时的初速度v0为多大？
(3)B点离竖直墙壁的水平距离L为多大？
参考答案

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1、C
【解析】
本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意在考查考生综合力学规律解决问题的能力．
设小球运动到c点的速度大小为vC，则对小球由a到c的过程，由动能定理得：F·3R-mgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2，小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移为x=at2=2R．由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR，选项C正确ABD错误．
【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较大，能力要求较高．
2、C
【解析】汽车做匀速圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，故A错误．汽车所受的重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故BD错误，C正确．故选C．
3、A
【解析】
由静止释放小球P，当小球P刚落地时的时间为t，则，解得，小球Q运动的位移为，小球Q离地高度是，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
【点睛】小球P做自由落体运动，小球Q竖直上抛，根据时间和运动规律求出当小球P刚落地时，小球Q离地高度．
4、B
【解析】
设两球碰撞后m1、m2的速度分别为v1、v2.m1、m2碰撞时动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

弹性碰撞机械能守恒，由机械能守恒定律得：

解得碰后：，
A.碰撞过程B获得的动能,则当m1、v0一定时，随着m2的增大，分式的分母有极大值出现，动能有极小值，则B的动能先减小后增大；故A项不合题意.
B.碰撞过程B获得的动量,则当m1、v0一定时，随着m2的增大，B的动量逐渐增大；故B项符合题意.
CD.碰撞过程中A获得的最终速度，开始，若m2越大碰撞后A的速度v1越小；后来，若m2越大碰撞后A的速度v1越大；故C项不合题意，D项不合题意.
5、C
【解析】
根据第一宇宙速度计算的表达式可得，行星A、B的第一宇宙速度大小之比为1：1，C正确ABD错误
6、C
【解析】
ABC.小球和斜劈组成的系统中，只有重力势能和动能相互转化，系统机械能守恒，故C正确，AB错误；
D.根据系统机械能守恒可知，小球机械能的减小量等于斜劈机械能增大量，即斜劈动能的增大量，故D错误。
7、BD
【解析】
A．由图像可知，t=5.0s时，U=0.40V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为

用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A错误；
B．由图可知，t=3s时，电压表示数为

则有

得

由公式得

故B正确；
C．金属杆速度为v时，电压表的示数应为

由图像可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为

根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有

得

此时F的瞬时功率为

故C错误；
D．t=5.0s时间内金属杆移动的位移为

通过R的电荷量为

故D正确。
故选BD。
8、ACD
【解析】
对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小。故A正确。在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为零，要注意在小球刚接触到加速度变为零的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误。小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大。故C正确。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。故D正确。故选ACD。
根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化。
9、AD
【解析】
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，由图示可知：rA＜rB=rC，由题意知：MA=MB>MC；由牛顿第二定律得：①
A.由①解得，，所以vA＞vB=vC，故A正确；
B.由①解得，，则TA＜TB=TC，故B错误；
C.，已知rA＜rB=rC，MA=MB>MC ，可知FA＞FB＞FC，故C错误；
D.由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，即，故D正确；
10、AB
【解析】
试题分析：因回路接的是交流电，所以当开关闭合后，线圈A中通变化的电流，产生变化的磁场，所以线圈B的磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律线圈B产生感应电动势，若回路闭合，回路由感应电流，小灯珠发光，所以A正确；若闭合电键后小灯珠发光，则再将B线圈靠近A，因越靠近A，磁场越强，磁场变化的越快，A中产生的电动势越大，所以小灯珠会更亮，故B正确；因回路接的是交流电，闭合电键后，仍能产生电动势，所以C错误；若闭合电键后小灯珠不发光，说明线圈B与电珠构成的回路不闭合，故再怎么移动滑片，小灯珠也不会发光，所以D错误．
考点：本题考查电磁感应定律
11、BD
【解析】
物体受力如图：将FN沿水平和竖直方向分解得：

FNcosθ=ma…①，FNsinθ=mg…②
两球质量相等，则两球对筒壁的压力相等，向心力相等
小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动． 由于A和B的质量相同，根据力的合成可知，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的．
由公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的角速度小，球A的角速度小于球B的角速度，故A错误．
由向心力的计算公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，球A的线速度大于球B的线速度，故B正确；
由周期公式，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误．
球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D正确．
对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同，本题能很好的考查学生分析问题的能力，是道好题．
12、CD
【解析】
A.不称重时，P在A端，接入电路的电阻最大，电流最小，但不为零，故A错误；
B.达到最大称重值时，滑动端到达B端，此时滑动变阻器接入电路的电阻为零，则电路中的电流为，选项B错误；
C.所称物体越重，P越向下，接入的电阻越小，电流越大，故C正确；
D、总功率P总=EI，E不变，所称物体越重，电流I越大，则电源的总功率越大，故D正确。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（1） （2） ，
【解析】
试题分析：（1）甲球做匀速运动
①
②
（2）对乙球，设加速度时间为t，加速度为a，由公式
③
④
代入数据得
⑤
⑥
评分标准：③④每式2分其余各1分
考点：匀变速直线运动基本规律
14、AC ABD mghB A
【解析】
（1[1]．实验要用到重锤来使纸带向下做匀加速运动，铁质的体积较小，那么空气阻力较小，实验误差较小；另外，测量纸带上点之间的距离来得到下落距离时，测量距离较短，一般采用刻度尺，不需要使用到游标卡尺这样的精度；由打点计时器即可得到点之间的时间间隔，故不需要计时器秒表，故必须使用的还有AC；
（2）[2]．A、释放重锤前，使纸带保持竖直可以减少摩擦，故A正确；
B、做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤；打点计时器先启动，可以保证纸带上的速度从零开始，那么纸带上的点较多，可选用的点也较多，那么多组数据处理可减少实验误差，故B正确；
C、由于摩擦、空气阻力等因素，通常；而且我们实验目的就是要验证，故不能用该公式计算，通常利用匀变速运动时间中点的瞬时速度等于平均速度来求得某一位置的速度，故C错误；
D、某点到O点的距离h即为重锤下落的高度，故有mgh求得重力势能的减少量，故D正确；
故选ABD；
（3）[3][4]．从打下O点到打下B点的过程中，重锤下落高度为hB，故重锤重力势能的减少量
|△Ep|=mghB；
由A、B、C到起始点的距离和时间间隔可知：从A到C的平均速度为B点的瞬时速度，故B点的瞬时速度
；
那么从打下O点到打下B点的过程中，重锤动能的增加量
；
（4）[5]．设阻力为F，那么，由动能定理可得：

故A正确，BCD错误；

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、 (1) (2)29.6
【解析】
（1）设地球的质量为M，月球的质量为m，地球对月球的万有引力提供月球的向心力，则

地球表面的物体受到的万有引力约等于重力，则

解得
（2）相继两次满月有，月球绕地心转过的弧度比地球绕日心转过的弧度多，即

而

解得 天
16、（1） (2)
【解析】
(1)由万有引力提供向心力
可得木星质量为
(2)由木星表面万有引力等于重力：
木星的表面的重力加速度
【点睛】万有引力问题的运动，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、角速度的关系，然后通过比较半径来求解．
17、 (10分) 解：（1）由机械能守恒定律得，A点时的机械能

2分
代入数据解得，1分
（2）或2分
代入可解得2分
另解，或2分
代入可解得1分
把小球到达B点时的速度进行正效分解，如图所示
由图可得，1分
（3）1分
1分
综合可解得1分
【解析】
试题分析：（1）小球运动的过程中机械能守恒，抓住A点和B点的机械能相等求出A点的机械能大小．
（2）结合A点的机械能和重力势能的大小，求出A点的初速度大小．
（3）根据下降的高度求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出B点离竖直墙壁的水平距离．
解：（1）小球在运动的过程中，机械能守恒，则A点的机械能与B点的机械能相等，
则=．
（2）根据得，代入数据解得v0=6m/s．
（3）根据H﹣h=得，t=，
则B点离竖直墙壁的水平距离L=v0t=6×0.8m=4.8m．
答：（1）小球从A点抛出时的机械能为68J；
（2）小球从A点抛出时的初速度为6m/s；
（3）B点离竖直墙壁的水平距离L为4.8m．