2023-2024学年重庆市开县陈家中学物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年重庆市开县陈家中学物理高一第二学期期末质量检测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷、，虚线是以所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称下列判断正确的是A．b、d两点处的电场强度相同B．a、c两点处的电势相同C．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功D．将一试探电荷-q沿圆周由a点移至c点，-q的电势能减小2、(本题9分)分别在四辆相同汽车的车厢顶部用细线悬挂一个小球，当汽车在沿平直道路上运动的过程中，小球相对汽车所处的状态如图所示.已知，则获得最大加速度的汽车是A． B．C． D．3、(本题9分)一小船在静水中的速率是5m/s，要渡过宽120m的河流，水流的速度为3m/s，下列说法正确的是A．小船渡河的最短时间是30sB．小船渡河的最短时间是40sC．小船渡河的最短位移是120mD．小船渡河的最短位移是200m4、科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F2。通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，设引力常数为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为（）A．B．C．D．5、(本题9分)如图所示，小车放在光滑地面上静止，A、B两人站在车的两头，两人同时开始相向行走，发现小车向左运动，小车运动的原因可能是（）A．若A、B两人的质量相等，则A的速率比B大B．若A、B两人的质量相等，则A的速率比B小C．若A、B两人的速率相等，则A、B的质量也相等D．若A、B两人的速率相等，则A、B的质量无法比较，且还与小车的质量有关6、(本题9分)带有光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量为m的小球以速度水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，若M=2m，则A．小球将做自由落体运动B．小球以后将向左做平抛运动C．此过程中小球对小车做的功为D．小球在弧形槽上升的最大高度为7、(本题9分)如图所示，一条长l=1m的轻质细绳一端固定在O点，另一端连一质量m=2kg的小球（可视为质点），将细绳拉直至与竖直方向成θ=600由静止释放小球，已知小球第一次摆动到最低点时速度为3m/s.取g=10m/s2，则（）A．小球摆动到最低点时细绳对小球的拉力大小为38NB．小球摆动到最低点时，重力对小球做功的功率为60WC．小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中损失的机械能为1JD．小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中重力做功为9J8、(本题9分)a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线，同一方向运动，a球的动量是5千克·米/秒，b球的动量是7千克·米/秒．当a球追上b球时发生碰撞，则碰撞后，a、b两球的动量可能是：()A．Pa=6kg·m/s，Pb=6kg·m/s； B．Pa=3kg·m/s，Pb=9kg·m/s；C．Pa=－2kg·m/s，Pb=14kg·m/s D．Pa=－5kg·m/s，Pb=15kg·m/s．9、如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ．A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点．则卫星在轨道Ⅰ上（）A．经过A点的速度小于经过B点的速度B．经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能C．运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D．经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度10、如图所示，长为0.5m的轻杆一端与质量为2kg的小球相连，另一端可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使其在竖直面内做圆周运动，若小球通过轨道最低点a时的速度为4m/s，通过轨道最高点b时的速度为2m/s，重力加速度g=10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，下列说法正确的是（）A．在a点，小球对轻杆作用力的方向竖直向下B．在a点，小球对轻杆作用力的大小为24NC．在b点，小球对轻杆作用力的方向竖直向上D．在b点，小球对轻杆作用力的大小为4N二、实验题11、（4分）一小球在某未知星球上作平抛运动，现对小球在有坐标纸的背景屏前采用频闪数码照相机连续拍摄，然后对照片进行合成，如图所示。A、B、C为连续三次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图所示，已知该照片的实际背景屏方格的边长均为4cm，不计空气阻力，则由以上及图信息可推知：（1）小球平抛的初速度大小是_____________m/s；（2）该星球表面的重力加速度为___________m/s2；（3）小球在B点时的速度大小是___________m/s；（4）若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：x=___________cm，y=___________cm。12、（10分）(本题9分)如图为“探究碰撞中的不变量”的实验装置，即研究两个小球在轨道水平部分末端碰撞前后的动量关系．已知入射小球A和被碰小球B的质量分别为m1、m1．(1)(多选)本实验中，实验必须要求的条件是__________.A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端点的切线是水平的C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放D．入射球与被碰球满足m1>m1(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量__________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程(3)(多选)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球A多次从倾斜轨道上s位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP,然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分末端，再将入射球A从斜轨上s位置静止释放，与小球B相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______．(填选项前的符号)A．测量小球A开始释放高度h.B．测量抛出点距地面的高度HC．分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、ND．测量平抛射程OM、ON(4)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为用____________________(3)中测量的量表示;若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________用(3)中测量的量表示．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）如图所示，一个质量m＝40g，带电量q＝-3×10－6C的半径极小的小球，用绝缘丝线悬挂在水平方向的匀强电场中．当小球静止时，测得悬线与竖直方向成37°夹角．已知重力加速度g=10m/s2，求：（1）电场强度的大小和方向？（2）此时细线的拉力大小？14、（14分）如图所示，与水平面夹角为θ=30°的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B点间的距离为L=4m，传送带以恒定的速率v=2m/s向上运动。现将一质量为1kg的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=32，取g=10m/s2（1）物体刚放上皮带时的加速度大小；（2）物体从A运动到B共需多少时间；（3）电动机因传送该物体多消耗的电能。15、（13分）(本题9分)如图所示，木块A质量=2kg，木板B质量=5kg，质量为=3kg的小木块C（可看成质点）置于木板B的最右端，水平地面光滑，B、C间动摩擦因数μ为0.25。开始时B、C均静止，现使A以=9m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以1m/s速度弹回。已知A与B的碰撞时间极短，此后的运动过程中C始终未从B上脱落。G取10m/,求：（1）A、B碰后瞬间B木板的速率；（2）此后的运动过程中木块C的最大速率；（3）木板B的最小长度。

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】A、b、d两点关于x轴对称，由点电荷的场强公式与电场叠加原理可知，b、d两点电场强度大小相等，但方向不同，b、d两点电场强度不同，故A错误；B、该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图所示：a、d两点不在同一等势面上，a、d两点电势不同，故B错误；C、c点的电势低于a点的电势，试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，故C正确；D、c点的电势低于a点的电势，试探电荷-q沿圆周由a点移至c点，电场力做负功，电势能增大，故D错误；故选C．【点睛】该题考查常见电场的电场线和等势面分布的特点，解题的关键是c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等．而正电荷周围的电场的电势都比它高，负电荷周围的电场的电势都比它低．2、D【解析】

以A图为例，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：Tcosα=mg，Tsinα=ma两式联立解得：a=gtanα，可知，a越大，汽车的加速度越大，因为β＞α＞θ＞0°，所以D图中汽车的加速度最大。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.与结论不相符，选项C错误；D.与结论相符，选项D正确；3、C【解析】

AB、当船速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短t=dC、由于船速大于水速，所以小船可以到达正对岸，则最短位移为120m，故C对；D错故选C4、A【解析】

在两极：；在赤道上：；联立解得；

由，且，解得。A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；5、A【解析】

A、B两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零；两人相向运动时，车向左运动，车的动量向左，由于系统总动量为零，由动量守恒定律可知，A、B两人的动量之和向右，A的动量大于B的动量；AB、如果A、B两人的质量相等，则A的速率大于B的速率，A正确，B错误；CD、如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，CD错误；6、BCD【解析】

小球和小车组成的系统，在水平方向上动量守恒，小球越过圆弧轨道后，在水平方向上与小车的速度相同，返回时仍然落回轨道，根据动量守恒定律判断小球的运动情况．对小车，运用动能定理求小球对小车做的功．当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，由动量守恒定律和机械能守恒定律结合求解最大高度．【详解】小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程中，系统水平方向动量守恒．选取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv2

由机械能守恒定律得：mv02=mv12+Mv22

解得：v1=v0=-v0，

v2=v0=v0

所以小球以后将向左做平抛运动，故A错误，B正确．对小车，运用动能定理得：小球对小车做的功W=Mv22-0=，故C正确．当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，设共同速度为v．规定向右为正方向，运用动量守恒定律得：mv0=（m+M）v

根据能量守恒定律得，有：mv02-（m+M）v2=mgh

代入数据得：h=，故D正确．故选BCD．【点睛】解决本题的关键知道小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，系统的机械能也守恒．本题可与弹性碰撞类比，记住解题结果．7、AC【解析】小球在最低点时受重力和绳子拉力的作用，并且小球做圆周运动，合外力充当向心力，则根据牛顿第二定律有：T-mg=mv2l得：T=30+3×321.5N=48N，故A错误；由P=FVcosθ知，因θ=90°，故重力功率为零，故B错误；根据动能定理可知，Wf+mg•l（1-cos60°）=12mv8、BC【解析】

由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，a的动量不可能沿原方向增大．故A错误．碰撞前，a的速度大于b的速度va＞vb，则有，得到ma＜mb．根据碰撞过程总动能不增加，则有，得到ma≤2mb，满足ma＜mb．故B正确．根据碰撞过程总动能不增加，则有：得到ma≤7mb，满足ma＜mb．故C正确．D选项可以看出，碰撞后a的动能不变，而b的动能增大，违反了能量守恒定律．故D错误．9、AD【解析】

由B运动到A引力做负功，动能减小的，所以经过A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；同在A点，只有加速它的轨道才会变大，所以经过A点的动能小于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，故B错误；轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，故C错误；根据a=，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D正确；故选AD．【点睛】解决本题的关键理解卫星绕地球运动的规律．要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．10、AD【解析】

AB、在a点对小球：F-mg=m，轻杆对小球的拉力F=mg+m=210N+2N=84N，根据牛顿第三定律知，在a点，小球对轻杆作用力大小为84N，方向竖直向下，故A正确，B错误。CD、在b点对小球：mg-F=m，轻杆对小球的支持力F=mg-m=210N-2N=4N，根据牛顿第三定律知，在b点，小球对轻杆的压力大小为4N，方向竖直向下，故C错误，D正确。二、实验题11、1.681.6-16-4【解析】

（1）水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为：。（2）竖直方向上有：△y=2L=g′T2，解得：（3）B点的竖直分速度大小为；所以小球在B点时的速度是：。（4）B点的水平位移为：x=v0t=1.6×=0.32m=32cm，竖直位移为：；所以小球抛出点的位置横坐标为：（-32+4×4）cm=-16cm，纵坐标为：（-16+3×4）cm=-4cm。所以小球抛出点的位置坐标为（-16cm，-4cm）。12、（1）BCD（1）C（3）CD（4）m1·OM＋m1·ON＝m1·OPm1·OM

1＋m1·ON1＝m1·OP1【解析】

（1）[1]．A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；

B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；

C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；

D、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求，，故D正确．（1）[1]．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故选C正确．（3）[3]．再将入射球A从斜轨上s位置静止释放，与小球B相碰，并多次重复，分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON；（4）[4]．碰撞过程动量守恒，则，两边同时乘以时间t得：则．[5]．如果碰撞为弹性碰撞，则碰撞过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：两边同时乘以得：整理得：．点睛：本题关键理解基本原理是利用平抛运动知识，用水平位移替代平抛运动的初速度，知道动量守恒的条件，并能通过实验进行验证．三、计算题：解答应写出必要的文字说明