广东广州越秀区执信中学2024届物理高一第二学期期末考试试题含解析

广东广州越秀区执信中学2024届物理高一第二学期期末考试试
题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、一台发电机用0.5A电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（）
A．6 V B．360V C．120V D．12V
2、如图1是书本上演示小蜡块运动规律的装置，在蜡块沿玻璃管（y方向）上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向（x方向）向右运动，得到了蜡块相对于黑板（xoy 平面）运动的轨迹图（图2），则蜡块沿玻璃管的上升运动到玻璃管沿水平方向的运动，可能的形式是（）
A．小蜡块沿玻璃管做匀加速直线运动，玻璃管沿水平方向匀加速直线运动
B．小蜡块沿玻璃管做匀加速直线运动，玻璃管沿水平方向做匀速直线运动
C．小蜡块沿玻璃管做匀速直线运动，玻璃管沿水平方向先加速后减速
D．小蜡块沿玻璃管做匀速直线运动，玻璃管沿水平方向先减速后加速
3、(本题9分)在水平面上，一物体在水平力F作用下运动，其水平力随时间t变化的图象及物体运动的v-t图象如图。

由两个图象可知，10s内：
A ．水平力F 做的功为56J
B ．克服摩擦力做的功为40J
C ．摩擦力做的功为-48J
D ．合力功为0
4、 (本题9分)我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t （小于绕行周期），运动的弧长为s ，航天器与月球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G ，则（ ） A ．航天器的轨道半径为
t
θ
B ．航天器的环绕周期为
t πθ
C ．月球的的质量为3
2s Gt θ
D ．月球的密度为2
34Gt
θ
5、如图所示，两小球从斜面的顶点先后以不同的初速度向右水平抛出，在斜面上的落点分别是a 和b ，不计空气阻力。

关于两小球的判断正确的是( )
A ．落在b 点的小球飞行过程中速度变化快
B ．落在a 点的小球飞行过程中速度变化大
C ．小球落在a 点和b 点时的速度方向不同
D ．两小球的飞行时间均与初速度0v 成正比
6、 (本题9分)如图所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出( )
A．抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向
B．抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向
C．抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向
D．抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向
7、(本题9分)美国科学家通过射电望远镜观察到宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统：三颗星位于同一直线上，两颗环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行．设每个星体的质量均为M，忽略其它星体对它们的引力作用，则（）
A．环绕星运动的角速度为
B．环绕星运动的线速度为
C．环绕星运动的周期为
D．环绕星运动的周期为
8、质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为4
5
g，在物体
下落h的过程中，下列说法中正确的应是（）
A．物体的动能增加了4
5 mgh
B．物体的机械能减少了4
5 mgh
C．物体克服阻力所做的功为1
5 mgh
D．物体的重力势能减少了mgh
9、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，重力加速度为g。

关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（）
A．v由零增大，需要的向心力也逐渐增大
B．小球能在竖直平面内作圆周运动v gL
C．当v gL逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大
D ．当v 由gL 逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小
10、 (本题9分)如图所示，甲图是高速公路上某一行车道限速指示牌，乙图是川藏公路上的某一“区间限速”指示牌，则下列说法正确的是 ( )
A ．甲图中的120指的是瞬时速率不允许超过120km/h
B ．甲图中的80指的是瞬时速率不允许低于80km/h
C ．乙图中的63km 指的是路程，任一时刻的速率都不允许超过70km/h
D ．乙图中的63km 指的是路程，全程的平均速率不允许超过70km/h
11、自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用．图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为123,R R R A B C 、、、、分别是三个轮子边缘上的点．当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（ ）
A ．A 、
B 两点的角速度大小之比为1：1 B ．A 、
C 两点的周期之比为12:R R
C ．B 、C 两点的向心加速度大小之比为2223:R R
D ．A 、C 两点的向心加速度大小之比为()2
213:R R R
12、中国月球探测工程首任首席科学家欧阳白远院十称:“嫦娥五号已经获批今年先发,嫦娥四号计划明年发。

”嫦娥五号先于嫦娥四号发射.将首次“快递”月壤。

若质量为m 的嫦娥五号在距离月面为h 的高度以大小为υ的速度做匀速圆周运动,月面附近的重力加速度为g,则
A ．嫦娥五号的动能可表示为
21
2
m υ B ．嫦娥五号的动能可表示为mgh
C ．嫦娥五号绕月球运动一周,其动能的变化可表示为2
m υ D ．嫦娥五号绕月球运动一周,其动能的变化为零 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)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，某同学选择一条如图所示的纸带，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…，测出O到A、B、C…的距离分别为h1、h2、h3…，所用交流电源的频率为f.
(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作不可行的是________．
A．下落的重物选用铁质重锤
B．安装打点计时器时，应使两限位孔在同一竖直线上
C．释放纸带前，手应提住纸带上端并使纸带保持竖直
D．重锤下落中，手始终提住纸带上端，保持纸带竖直
(2)打B点时，重锤的速度v B＝________．
(3)该同学用实验测得数据画出的v2-h图象如图所示．图线不过坐标原点的原因是
__________________．
14、（10分）(本题9分)某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到在不同拉力作用下的A、B、C三条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…．如图所示的甲、乙、丙三段纸带，是从A、B、C三条不同纸带上撕下的（纸带上测量数据的单位是cm）．
(1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于从A纸带撕下的是_____；
(2)打A纸带时，物体的加速度大小是_____m/s2（保留两位小数）；
(3)打点计时器打计数点1时小车的速度为_____m/s（保留两位小数）．
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）如图所示，边长为L的等边三角形ABC处在匀强电场中，电场方向与三角形ABC所在平面平行。

一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从B点移动到A点，
其电势能减少W；该粒子从B点移动到C点，其电势能减少2W。

若将该粒子从A点沿垂直于BC方向射出，粒子恰好通过C点，不计粒子所受重力，求
(1)匀强电场的电场强度大小和方向；
(2)粒子从A点射出时的速度大小。

16、（12分）(本题9分)如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离
地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小1
2
mg的滑动摩擦
力。

小环能达到的最大高度为3h，求：
（1）小环从h 高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？
（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互
吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。

对比（1）问中两力做功，说
明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。

（3）以地面为零势能面。

从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化
关系是什么？
（4）上升和下降两次经过2h高处时的速度大小之比为多少？
17、（12分）(本题9分)小球从空中h＝20 m处自由下落，与水平地面碰撞后以碰前速度的60%竖直反弹到某一高度．取g＝10 m/s2，不计空气阻力求：
(1)反弹的高度是多少？
(2)从开始下落到第二次落地，经过多长时间？
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、A 【解题分析】
设发电机的电动势为E ，电流I =0.5A ，时间t =60s ，产生的电能W =180J ，则由电功公式W =EIt 得发电机的电动势
180V 6V 0.560
W E It =
==⨯ 故选A 。

2、D 【解题分析】
物体做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，若蜡块沿玻璃管做匀速直线运动，从图中可知合力先沿x 方向负方向，后沿x 方向正方向，则玻璃管沿x 方向先减速后加速；若蜡块沿水平方向做匀速直线运动，则合力先指向y 正方向后指向y 负方向，则玻璃管沿y 方向先加速后减速，故ABC 错误，D 正确， 3、D 【解题分析】
A.由速度时间图象可知，在1-2s 内，物体处于静止状态，F 不做功，在2-6内，物体做匀加速直线运动，F 1=6N ，位移
11
44m 8m 2
x =⨯⨯=
所以力F 做的功 W 1=F 1x 1=6×8=48J
6-8s 内做匀速运动，F 2=4N ，位移 x 2=2×4=8m 所以力F 做的功 W 2=F 2x 2=4×8=32J
8-11s 内做匀减速运动，拉力等于零，没有做功，所以1-11s 内水平力F 做的功为
W =W 1+W 2=48+32=81J 故A 项错误；
BCD.在11s 内物体的动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为1．则摩擦力做功 W f =-W =-81J
所以1-11s 内克服摩擦力做的功为81J ，故BC 项错误，D 项正确。

4、C 【解题分析】
A 项：由题意可知，线速度s v t =，角速度t
θ
ω=，由线速度与角速度关系v r ω=可知，s r t t θ=，所以半径为s
r θ
=，故A 错误；
B 项：根据圆周运动的周期公式222t T t
πππθωθ===
，故B 错误； C 项：根据万有引力提供向心力可知，22mM v G m r r
=即22
32()?s s v r s t M G G Gt θθ
===，故C 正确；
D 项：由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度，故D 错误；
点晴：解决本题关键将圆周运动的线速度、角速度定义式应用到万有引力与航天中去，由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度． 5、D 【解题分析】
两个小球做的都是平抛运动，平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，物体的运动的时间是由竖直方向上下落的高度决定的．落地速度由高度和初速度共同决定，可列式进行分析． 【题目详解】
AB 、平抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动，速度变化一样快，b 球运动时间长所以速度变化大，故AB 错误
C 、落在a 点和b 点的小球，由2
012tan gt
y x v t
α==，而速度偏转角θ 应有
tan 2tan y x
v gt
v v θα=
=
=，由于θα一定所以确定 ，所以他们速度方向相同，故C 错误．
D 、落在a 点和b 点的小球，由2
012tan gt
y x v t
α==，得02tan v t g
α=，所以运动时间t
与v 0成正比，D 正确 6、C 【解题分析】
以乙为参考系，甲是相对静止的，相当于并排坐在汽车里的两个人．甲要将球传给乙，只要沿3方向抛出就行了．以地面为参考系时，不但要考虑乙向前的速度v ，还要考虑甲抛出球时，由于惯性，球有一个向前的速度分量v ，所以当甲向3方向抛出球时，正好可以到达乙的手中．
7、AC 【解题分析】
对于某一个环绕星而言，受到两个星的万有引力，两个万有引力的合力提供环绕星做圆周运动的向心力． 【题目详解】 对某一个环绕星：
，解得：解得：
，
，
，故选AC 。

【题目点拨】
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，两个万有引力的合力提供环绕星做圆周运动的向心力，并且列出相应的方程进行求解即可。

8、ACD 【解题分析】 A.物体所受的合力为
45
mg
F ma ==
合 由动能定理可得动能的改变量，合力做功为
45mgh
W F h ==
合 所以动能增加4
5mgh ，故A 正确；
BD.物体下降h ,知重力势能减小mgh ,动能增加45mgh ,则机械能减小1
5
mgh ，故B 错误，D 正确；
C.因为除重力以外其它力做功等于机械能的变化量，机械能减小15
mgh ，可知物体克服阻力做功为15
mgh ，故C 正确； 9、AC 【解题分析】
A.根据牛顿第二定律可知
2
v F m r
=向
所以v 由零增大，需要的向心力也逐渐增大，故A 正确；
B.在最高点当杆产生的向上的支持力等于小球的重力时，此时合力最小，则速度也达到最小，所以最小速度等于零，故B 错误；
CD.在最高点时，杆可以给小球施加拉力或支持力，当v 为gL 时，重力提供向心力，杆对小球无力的作用；当v 大于gL 时，杆对小球施加的拉力与重力同向，合力提供
向心力；当v 由gL 逐渐增大时，向心力2
v F T mg m r
=+=向 则杆对小球的弹力也逐渐增大，故C 正确，D 错误 10、ABD 【解题分析】
A. 甲图中“120”表示某一位置的速度，是瞬时速度，即在该段行驶的瞬时速度应小于120km/h ，故A 项与题意相符合；
B. 甲图中“80”表示某一位置的速度，是瞬时速度，即在该段行驶的瞬时速度最小为80km/h ，即不低于80km/h ，故B 项与题意相符合；
CD. 乙图中“63 km”是拉萨的路程，由于是限速指示牌，可知乙图中的54min 为最短时间，即行驶63km 的时间不超过54min 。

则最大平均速度：
故C 项不符合题意，D 项与题意相符。

11、BD 【解题分析】
大齿轮边缘的A 点和小齿轮边缘上的B 点线速度的大小相等，根据v=Rω可知：
R 2ω2=R 2ω2，所以：1
2
21
R R ωω＝
．故A 错误；小齿轮边缘的B 点和后轮边缘的C 点共轴，
所以转动的角速度相等即ω2=ω2，根据2T πω=．所以B 与C 的周期相等，即T 2=T 2； 根据2T π
ω=，则A 与B 的周期之比：121212
T
R T R ωω＝＝ ，所以A 、C 两点的周期之比为1132
T R T R ＝．故B 正确；小齿轮边缘的B 点和后轮边缘的C 点共轴，所以转动的角速度相等，根据a=ω2r ，可知B 、C 两点的向心速度大小之比为a 2：a 2=R 2：R 2．故C 错
误；大齿轮边缘的A 点和小齿轮边缘上的B 点线速度的大小相等，根据2
v a r
＝，所以：a 2：a 2=R 2：R 2．所以：211222331313
22
a a R R R R a R R R R a R ⋅⋅＝＝＝．故D 正确．故选BD. 点睛：本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．解决本题的关键知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等．
12、AD
【解题分析】
A 、嫦娥五号的质量为m ，速度大小为v ，故动能可表示为2
1 2mv ，故A 正确； B 、mg 为嫦娥五号有月球表面的重力，mgh 不等于其动能，故B 错误；
C 、嫦娥五号以速度v 做匀速圆周运动，绕月球一周，其动能的变化为零，故C 错误，
D 正确。

点睛：已知质量和速度，根据动能的定义求解动能；嫦娥五号以速度v 做匀速圆周运动，动能不变，由此分析即可。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、 D 打下O 点时重锤速度不为零 【解题分析】（1）为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故A 可行；为了减小阻力的影响，安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，故BC 可行；重物下落过程中，不能用手提着纸带，故D 不可行。

所以D 正确，ABC 错误。

（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出某点的速度，B 点的瞬时速度为：。

（3）该同学用实验测得数据画出v 2-h 图象图线不过坐标原点，即h =0时，速度不为零，
可知打下O 点时重锤速度不为零。

14、甲 2.51 0.43
【解题分析】
（1）根据匀变速直线运动的特点（相邻的时间间隔位移之差相等）得出： x 34-x 23=x 23-x 12=x 12-x 01，因此x 34=2（2x 12-x 01）-x 12=10.53cm ，所以属于纸带A 的是甲图．
（2）根据运动学公式△x=aT 2得：22220.05510.03/ 2.51/01x a m s m s T -==
=．
（3）利用匀变速直线运动的推论0210.030.05510.43/220.1x v m s T +==≈⨯ 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)
【解题分析】
(1)由题意可知
设BC 中点为D ，则
由此可知，A 、D 两点在匀强电场中的同一个等势面上，粒子从B 点移动到A 点，其电势能减少,故匀强电场的电场强度方向沿BC 方向
电场强度大小：
(2)设粒子从A 点射入匀强电场时的速度大小为v 0
得：
16、（1）G W mgh =-；3 2
f W mgh =-； （2）重力做功与路径无关，仅与初末位置有关．势能的变化与初末位置有关．两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能．摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。

（3）142
E mgh mgs =-
（43
【解题分析】
（1）重力做功为
W G =-mgh
摩擦力做功 3322
f m
g W fs
h mgh =-=-⋅=- （2）重力做功与路径无关，仅与初末位置有关。

势能的变化与初末位置有关。

两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能。

摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。

（3）若以地面为零势面，小环初始势能为mgh ，初始动能为
012232
k E mg h mg h mgh =⋅+⋅= 故初始机械能为4mgh
故从出发到落地前，通过路程s ，克服摩擦力所做的功为
12mgs 机械能变化的表达式为：
E =4mgh -12
mgs （4）上升过程经过 2h 高处时：
2011122
k E mv mgh mgh =++ 解得
13v gh =
下降过程经过 2h 高处时：
20211322
k E mv mgh mg h =
++⋅ 解得 2v gh =
则速度大小之比为：
123:1v v =：
17、 (1)7.2m (2)4.4s
【解题分析】
解：（1）小球第一次落地时有
=2gh 得v 1==20m/s
反弹速度v 2=60%
v 1=12m/s
反弹的高度=7.2m （2）第一次下落的时间t 1===2s
反弹后做竖直上抛运动，运用整体法有h′=v 2t 2﹣gt
落地时h′=0，得t 2==s="2.4" s ，
故从开始下落到第二次落地的时间
t=t 1+t 2="2" s+2.4 s="4.4" s ．
答：（1）反弹的高度是7.2 m （2）经过4.4 s 时间
【点评】熟练运动学规律即可正确解题，解题时要注意正方方向的选取．。