2024年湖南省長(zhǎng)沙市鐵路一中物理高一第二學(xué)期期末經(jīng)典試題含解析

2024年湖南省長(zhǎng)沙市鐵路一中物理高一第二學(xué)期期末經(jīng)典試題注意事項(xiàng):1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時(shí)請(qǐng)按要求用筆。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、如圖為某宇宙飛船的飛行示意圖，飛船先在貼近天體A的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)再次點(diǎn)火后飛離A，到達(dá)天體B附近后經(jīng)調(diào)整貼近B的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若天體A和B的質(zhì)量、半徑分別為M1、R1和M2、R2，則飛船在貼近A、B表面做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比T1：T2為A． B． C． D．2、科學(xué)家計(jì)劃在2025年將首批宇航員送往火星進(jìn)行考察。一質(zhì)量為m的物體，假設(shè)在火星兩極宇航員用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的讀數(shù)為F1，在火星赤道上宇航員用同一把彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的讀數(shù)為F2。通過天文觀測(cè)測(cè)得火星的自轉(zhuǎn)角速度為ω，設(shè)引力常數(shù)為G，將火星看成是質(zhì)量分布均勻的球體，則火星的密度和半徑分別為（）A．B．C．D．3、(本題9分)由靜止開始下落的雨滴，在著地前遇到水平方向吹來的風(fēng)，則（）A．雨滴做平拋運(yùn)動(dòng) B．風(fēng)速越大，雨滴下落時(shí)間越長(zhǎng)C．風(fēng)速越大，雨滴著地速度越大 D．雨滴著地速度與風(fēng)速無關(guān)4、(本題9分)“旋轉(zhuǎn)秋千”是游樂園里常見的游樂項(xiàng)目，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過簡(jiǎn)化可以看成圓錐擺模型．如圖所示，質(zhì)量為m的小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸線與豎直方向的夾角為，不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g，下列說法正確的是()A．小球受重力、拉力和向心力的作用B．懸線對(duì)小球的拉力C．小球運(yùn)動(dòng)的角速度D．保持角速度不變，增大小球質(zhì)量，則夾角將減小5、(本題9分)2017年10與24日，在地球觀測(cè)組織（GEO）全會(huì)期間舉辦的“中國(guó)日”活動(dòng)上，我國(guó)正式向國(guó)際社會(huì)免費(fèi)開放共享我國(guó)新一代地球同步靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云四號(hào)”和全球第一顆二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星(以下簡(jiǎn)稱“碳衛(wèi)星”)的數(shù)據(jù)．“碳衛(wèi)星”是繞地球極地運(yùn)行的衛(wèi)星，在距地700千米的圓形軌道對(duì)地球進(jìn)行掃描，匯集約140天的數(shù)據(jù)可制作一張無縫隙全球覆蓋的二氧化碳監(jiān)測(cè)圖，有關(guān)這兩顆衛(wèi)星說法正確的是（）A．“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的向心加速度大于“碳衛(wèi)星”的向心加速度B．“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的線速度小于“碳衛(wèi)星”線速度C．“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的周期小于“碳衛(wèi)星”的周期D．“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度6、(本題9分)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間萬有引力大小為F，如果將這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變，那么它們之間的萬有引力變?yōu)锳．B．C．4FD．16F7、如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直固定在地面上，在其正上方某高度由靜止釋放一小球，設(shè)下落過程中小球的加速度為a、位移為x、機(jī)械能為E，不計(jì)空氣阻力，豎直向下為正方向。則下落至最低點(diǎn)的過程中a、E隨x的變化圖線可能正確的是A． B． C． D．8、如圖所示的電路中，當(dāng)R3的滑動(dòng)頭向右滑動(dòng)時(shí)，以下判斷正確的是A．電流表示數(shù)變大 B．電容器帶電量減小C．電壓表示數(shù)變大 D．R1消耗功率變小9、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A,B兩個(gè)木塊間用輕彈簧相連，放在光滑水平面上，A緊靠豎直墻壁．用水平力向左推B，將彈簧壓縮，推到某位置靜止時(shí)推力大小為F，彈簧的彈性勢(shì)能為E.在此位置突然撤去推力，下列說法中正確的是A．撤去推力的瞬間，B的加速度大小為B．從撤去推力到A離開豎直墻壁前，A,B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒C．A離開豎直墻壁后，彈簧彈性勢(shì)能最大值為D．A離開豎直墻壁后，彈簧彈性勢(shì)能最大值為E10、(本題9分)如圖所示，一小孩從滑梯頂端由靜止開始滑下，斜面底端后水平滑行一段距離后停在滑道上。已知滑梯的斜面段長(zhǎng)度L=5.0，傾角θ=37°水平段與斜面段平滑連接。小孩質(zhì)量為20kg，與滑梯軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，不計(jì)空氣阻力。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80.（g取10m/s2）則該小孩沿斜面段下滑過程中（）A．加速度的大小為3.6m/s2 B．克服摩擦力所做的功為300JC．重力做功的平均功率為360W D．滑到斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率1200W11、如圖，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ．則下列說法正確的是A．在軌道Ⅱ上，衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于7.9km/sB．在軌道I上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度C．衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道I進(jìn)入軌道ⅡD．在軌道I上運(yùn)行的過程中，衛(wèi)星、地球系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒12、一輛汽車在水平路面上以額定功率P＝50kW行駛，所受恒定阻力f=2000N，當(dāng)汽車達(dá)到最大速度vm時(shí)，下列說法正確的是A．牽引力小于阻力B．引力等于阻力C．vm=25m/sD．vm=40m/s二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某學(xué)習(xí)小組要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧長(zhǎng)度改變量的關(guān)系，他們的實(shí)驗(yàn)如下：在離地面一定高度的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與一小鋼球接觸．當(dāng)彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示．讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行后落到水平地面．（1）該小組同學(xué)經(jīng)過討論認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)中若不計(jì)空氣阻力的影響，可以認(rèn)為彈簧壓縮后具有的彈性勢(shì)能EP與小球被拋出的動(dòng)能EK相等．你認(rèn)為他們的討論是否正確？答：___________（2）已知重力加速度大小為g，若要求得小球被拋出時(shí)的動(dòng)能EK，你認(rèn)為至少還需要測(cè)量下列物理量中的__________________（只填正確答案的序號(hào)）A．小球的質(zhì)量mB．彈簧的壓縮量xC．桌面到地面的高度hD．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s（3）請(qǐng)你用所選取的測(cè)量量和已知量推導(dǎo)出表示EK的表達(dá)式．__________（4）彈簧的壓縮量x與對(duì)應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離S的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：從上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能EP與彈簧長(zhǎng)度的壓縮量x之間的關(guān)系，EP與x的______________次方成正比．14、（10分）(本題9分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)槲覀兲骄康氖羌铀俣扰c其他量之間的比例關(guān)系，因此可以不測(cè)加速度的具體數(shù)值，只要測(cè)出不同情況下（即不同受力時(shí)、不同質(zhì)量時(shí)）物體加速度的__________就可以了。如果測(cè)出兩個(gè)初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移、，則__________。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，水平直軌道末端B點(diǎn)處剛好與一光滑的半圓弧軌道平滑相連，C點(diǎn)為半圓弧軌道的頂點(diǎn)，圓弧半徑R=30cm．現(xiàn)在有一質(zhì)量m=3kg的小木塊以某一初速度V0向右運(yùn)動(dòng)，并能沿圓弧軌道滑行．已知木塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，A點(diǎn)與B點(diǎn)的距離L=12m．木塊通過最高點(diǎn)C時(shí)，木塊對(duì)軌道的壓力F為10N，求V0的大?。?6、（12分）(本題9分)某宇航員駕駛宇宙飛船到達(dá)某未知星球表面，他將一個(gè)物體以的速度從的高度水平拋出，測(cè)得落到星球表面A時(shí)速度與水平地面的夾角為。已知該星球半徑是地球半徑的2倍，地球表面重力加速度。則：（1）該星球表面的重力加速度是多少？（2）該星球的質(zhì)量是地球的幾倍？17、（12分）(本題9分)2003年10月15日，我國(guó)神舟五號(hào)載人飛船成功發(fā)射．飛船在繞地球飛行5

圈后進(jìn)行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹閔的圓形軌道，已知地球半徑為R，地面處的重力加速度為g．求：（1）飛船在上述圓形軌道上運(yùn)行的速度v；（2）飛船在上述圓形軌道上運(yùn)行的周期T．

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、A【解析】

飛船貼近天體A的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力提供向心力，有：，飛船貼近天體B的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力提供向心力，有：得：，故A正確，BCD錯(cuò)誤。2、A【解析】

在兩極：；在赤道上：；聯(lián)立解得；

由，且，解得。A.，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；3、C【解析】

將水滴的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解，水平方向隨風(fēng)一起飄動(dòng)，豎直方向同時(shí)向下落，但遇到水平風(fēng)吹來時(shí)豎直速度不為零，則不是自由落體，因此雨滴不會(huì)做平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由于水平方向的分運(yùn)動(dòng)對(duì)豎直分運(yùn)動(dòng)無影響，故落地時(shí)間與水平分速度無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；落地的速度等于水平速度與豎直速度的矢量和，風(fēng)速越大，則水平速度越大，則落地速度越大，故D錯(cuò)誤，C正確．4、C【解析】對(duì)擺球進(jìn)行受力分析，受重力mg和繩子的拉力T作用，如圖所示：在豎直方向上，合力為零，則

在水平方向上，合力提供向心力，有：

有幾何關(guān)系可知：

聯(lián)立解得：，可知角速度、夾角與質(zhì)量無關(guān)，即當(dāng)角速度不變，增大小球質(zhì)量，則夾角不變，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤．點(diǎn)睛：該題是一個(gè)圓錐擺模型，對(duì)于圓周擺，在豎直方向上受力平衡，在水平方向上的合力提供向心力，結(jié)合向心力公式求解．5、B【解析】A、根據(jù)可知運(yùn)行軌道半徑越大向心加速度越小，“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑大于“碳衛(wèi)星”的軌道半徑，所以“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的向心加速度小于“碳衛(wèi)星”的向心加速度，故A錯(cuò)誤．B、根據(jù)可得，風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑大于“碳衛(wèi)星”的軌道半徑，所以“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的線速度小于“碳衛(wèi)星”的線速度，故B正確．C、根據(jù)可得，風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑大于“碳衛(wèi)星”的軌道半徑，所以“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的周期大于“碳衛(wèi)星”的周期，故C錯(cuò)誤；D、第一宇宙速度是最大的運(yùn)行速度，所以“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，故D錯(cuò)誤；故選B．【點(diǎn)睛】根據(jù)萬有引力提供向心力比較“飛云四號(hào)”衛(wèi)星和“碳衛(wèi)星”的向心加速度和線速度，第一宇宙速度是最大的運(yùn)行速度，由于地球自轉(zhuǎn)，“碳衛(wèi)星”的軌道無法和某一經(jīng)線重合.6、A【解析】

兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間萬有引力大小遵守萬有引力定律，根據(jù)萬有引力定律公式進(jìn)行判斷．【詳解】根據(jù)萬有引力定律公式可得將這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，則萬有引力的大小變?yōu)樵瓉淼?，故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選A．7、AC【解析】

AB.小球開始下落時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度不變，當(dāng)小球和彈簧接觸時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-kx=ma，所以：，當(dāng)壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，加速度大于g，故A正確，B錯(cuò)誤；CD.下降過程，自由落體階段，小求機(jī)械能守恒，當(dāng)與彈簧接觸后，由能量守恒得：小球減少的機(jī)械能等于彈簧增加的彈性勢(shì)能，即：E0-E=kx2，則，E=E0-kx2，故C正確，D錯(cuò)誤。8、AB【解析】

當(dāng)R3的滑動(dòng)頭向右滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻減小，電路的總電阻減小，電流變大，則電流表示數(shù)變大，電阻R1兩端電壓變大，R1消耗功率變大，則R3兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)變小，故A正確，CD錯(cuò)誤。電容器的電壓等于變阻器兩端的電壓，由上分析可知其電壓減小，由Q=CU知，帶電量減小，故B正確。9、AC【解析】A、撤去F后，B水平方向受到彈簧的彈力F，根據(jù)牛頓第二定律：加速度a=，A正確；B、A離開豎直墻前，豎直方向兩物體的重力與水平面的支持力平衡，合力為零，而墻對(duì)A有向右的彈力，使系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒．這個(gè)過程中，只有彈簧的彈力對(duì)B做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，B正確、C錯(cuò)誤；D、A離開豎直墻后，系統(tǒng)水平方向不受外力，豎直方向外力平衡，則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，只有彈簧的彈力做功，機(jī)械能也守恒．當(dāng)兩物體速度相同時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)最長(zhǎng)或壓縮最短，彈性勢(shì)能最大．設(shè)兩物體相同速度為v，A離開墻時(shí),B的速度為v0，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒得：2mv0=3mv，又聯(lián)立得到彈簧的彈性勢(shì)能最大值為EP=E/3，D正確．故選：ABD．【名師點(diǎn)睛】B受兩個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，說明B所受彈力的大小等于F，故撤去F時(shí)，B的合力大小為彈力大小，根據(jù)牛頓第二定律求產(chǎn)生的加速度a，在A離開墻壁前受墻壁對(duì)系統(tǒng)的作用力，系統(tǒng)不滿足動(dòng)量守恒條件，又因?yàn)閴Ρ谧饔昧?duì)A不做功，故系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒條件．A離開墻壁后系統(tǒng)機(jī)械能守恒動(dòng)量也守恒，故系統(tǒng)動(dòng)能不可以為0，則彈簧彈性勢(shì)能不可能與系統(tǒng)總機(jī)械能相等．10、AC【解析】

A．在斜面下滑的過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得A正確；B．克服摩擦力所做的功B錯(cuò)誤；C．從斜面頂端滑到底端的時(shí)間，根據(jù)可得重力做的功因此平均功率C正確；D．小孩滑到底端時(shí)的速度滑到斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率D錯(cuò)誤。故選AC。11、BC【解析】

第一宇宙速度7.9km/s是所有環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星的最大速度，則在軌道Ⅱ上，衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于7.9km/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第二定律可知，在軌道I上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度，選項(xiàng)B正確；從橢圓軌道Ⅰ到同步軌道Ⅱ，衛(wèi)星在Q點(diǎn)是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)必須衛(wèi)星所需向心力大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力．所以衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ．故C正確；在軌道I上運(yùn)行的過程中，只有地球的引力對(duì)衛(wèi)星做功，則衛(wèi)星、地球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握衛(wèi)星如何變軌，以及掌握萬有引力提供向心力解決問題的思路．衛(wèi)星變軌也就是近心運(yùn)動(dòng)或離心運(yùn)動(dòng)，根據(jù)提供的萬有引力和所需的向心力關(guān)系確定．12、BC【解析】

AB當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率并做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車達(dá)到最大速度，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力等于阻力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD.根據(jù)P=Fv=fv，則有：；故C正確，D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、正確A、C、D二【解析】

(1)[1]．釋放彈簧后，彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，當(dāng)彈簧恢復(fù)自然長(zhǎng)度時(shí)，小鋼球恰好從桌子邊緣彈出，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，故他們的討論是正確的；（2、3）[2][3]．小球被拋出時(shí)的動(dòng)能

①小球接下來做平拋運(yùn)動(dòng)，有s=vt

②h=

③聯(lián)立解得v=由①②③式可解得Ek=所以需要測(cè)量小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h,水平距離s等物理量，故選：ACD．(4)[4]．由以上結(jié)論知：Ek∝s2，由題目表格中給定的數(shù)據(jù)可知s∝x，而Ep=Ek綜上可知：EP∝x2故彈簧的彈性勢(shì)能EP與彈簧長(zhǎng)度的壓縮量x之間的關(guān)系為EP∝x2.點(diǎn)睛：彈簧釋放后，小球