甘肃省合水县第一中学2023年高一物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：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)如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止．现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来．上述过程中有关功和能的下列说法正确的是（）A．拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统的摩擦生热C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动D．小木块动能的增加可能小于系统的摩擦生热2、(本题9分)质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H在这个过程中，下列说法中正确的有()A．物体的重力势能增加了FHB．物体的动能减少了mgHC．物体的机械能增加了FHD．物体重力势能的增加量小于动能的减少量3、(本题9分)下列关于经典力学的说法不正确的是A．自由落体运动规律属于经典力学B．行星运动定律属于经典力学C．牛顿运动定律属于经典力学D．经典力学没有局限性，适用于所有领域4、下列物理量中，用来描述做功快慢的是A．功B．动能C．功率D．时间5、(本题9分)如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h.若整个过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，则下列说法正确的是()A．弹簧与杆垂直时，小球速度最大B．弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C．小球从静止位置下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD．小球从静止位置下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于mgh6、(本题9分)A、B两物体质量分别为m1、m2，叠放在光滑水平地面上，如图所示，现用水平力F拉A时，A、B间无相对滑动，其间摩擦力为f1，若改用同样的力拉B时，A、B间仍无相对滑动，其间摩擦力为f2，则f1:f2为()A．m1:m2 B．m2:m1 C．1:1 D．m12:m227、静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带电粉尘的运动轨迹（不计重力作用），P、Q为运动轨迹上的两点，粉尘是从P运动到Q，下列关于带电粉尘的说法正确的是（）A．粉尘带负电B．粉尘带正电C．粉尘从P运动到Q过程，其加速度变大D．粉尘从P运动到Q过程，其速度变大8、(本题9分)如图所示，用输出电压为1.4V、输电电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍氢电池充电．下列说法正确的是()A．电能转化为化学能的功率为0.12WB．充电器输出的电功率为0.14WC．充电时，电池消耗的热功率为0.12WD．充电器把0.14W的功率储存在电池内9、(本题9分)如图所示，两个倾角分别为的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等．有三个完全相同的小球a、b、c，开始均静止于同一高度处，其中b小球在两斜面之间，a、c两小球在斜面顶端．若同时释放，小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′.下列关于时间的关系正确的是A．t1′>t2′>t3′B．t1>t3>t2C．t1<t1′，t2<t2′，t3<t3′D．t1＝t1′，t2＝t2′，t3＝t3′10、如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接．A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态．若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（）A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒11、如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是A．此时物块的动能为F(x+L)B．此时小车的动能为f（x+L）C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(x+L)-fLD．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为fL12、正在水平匀速飞行的飞机，每隔1秒钟释放一个小球，先后共释放5个．不计阻力则（）A．这5个球在空中排成一条直线B．这5个球在空中处在同一抛物线上C．在空中，第1、2两球间的距离保持不变D．相邻两球的落地点间距离相等二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学用图示的装置来验证加速度和质量成反比，在自制的双层架子上固定平板玻璃，架子放在水平桌面上，连接小车的细绳跨过定滑轮与小桶相连，实验步骤如下：①在两个小桶中装入适量细砂，并使两桶质量（含沙子）相同②两车紧靠架子左边的挡板，在乙车上放一个砝码，同时释放两车，当车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照，在照片上，通过装置上的刻度尺，测出甲、乙两车运动的距离x1，x2，③在乙车上逐渐增加砝码个数，重复步骤②（1）本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车的质量成______，来验证合外力一定时加速度与质量成反比；（2）实验前，该同学将装置的左端适当垫高了一些，目的是______，实验过程中______车（填“甲”或“乙”）受到的拉力更接近沙桶（含沙子）的重力（3）若该同学以为横坐标，以乙车（含砝码）的质量m为纵坐标，作出的图线是直线，该直线的斜率为______的质量（填“甲车”、“乙车”（含砝码）或“沙桶”（含沙子））14、（10分）(本题9分)为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图5所示．当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将具有很好挡光效果的宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带水平贴在透明直尺上．实验时，将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(表格中M为直尺质量，g取9.8m/s2)．(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi＝求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是_____________________．(2)请将表格中的第5点数据填写完整：①____________②____________.（保留两位有效数字）(3)通过实验得出的结论是_______________________.(4)根据该实验，请你判断下列ΔEk—Δh图象中正确的是（______）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）(本题9分)如图所示,竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，直轨道AB和圆弧轨道BC平滑连接，小球从斜面上A点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为的圆轨道；（1）若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．16、（12分）(本题9分)如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计．物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ．以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量．(1)有甲乙两位同学画出了F随x变化的示意图，你认为哪位同学的图像更有道理？论述之；(2)根据选择的F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；(3)物块由x1处向右运动到x3处，然后由x3处返回到x2处，在这个过程中，求弹力所做的功；滑动摩擦力所做的功；比较两种力做功的特点有何不同．17、（12分）2014年4月16日，美国国家航空航天局（NASA）宣布首次在太阳系外发现与地球差不多大的行星。假设未来人类向这颗行星发射探测飞船，探测飞船（连同登陆舱）的总质量为m1，绕这颗行星做半径为r1、周期为T1的匀速圆周运动，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该行星更近的半径为r2的圆轨道上做匀速圆周运动，登陆舱的质量为m2，万有引力常量为G。求：（1）该行星的质量M；（2）登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的线速度大小v。

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、D【解析】试题分析：由功能关系知拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加及系统产生的内能，选项A错误；摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加，选项B错误；离开薄纸板前小木块一定一直在做匀加速运动，选项C错误；对于系统，系统的摩擦生热Q=fL1，对于小木块，fL2=ΔEk，可能L2＜L1，故ΔEk＜Q，选项D正确。考点：本题考查了功能关系。2、C【解析】

A.物体上升了H，重力势能增加了mgH，故A错误；B.根据动能定理物体动能减少量ΔEC.除重力外，只有恒力F做功，由功能原理，恒力F做功W=FH，所以物体的机械能增加了FH，故C正确；D.因为ΔE3、D【解析】

A．自由落体运动遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，故A正确；B．行星运动定律遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，故B正确；C．牛顿运动定律是经典力学的核心理论，属于经典力学，故C正确；D．经典力学有一定的局限性，适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，故D错误．4、C【解析】

功率是描述物体做功快慢的物理量；A.功，与结论不相符，选项A错误；B.动能，与结论不相符，选项B错误；C.功率，与结论相符，选项C正确；D.时间，与结论不相符，选项D错误。5、B【解析】

A项：弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向即重力的分力方向沿杆向下，小球将继续加速，速度没有达到最大值，故A错误；B项：小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；C项：小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故CD错误．6、B【解析】

当水平恒力F拉A时对整体分析有：隔离对B分析，根据牛顿第二定律得：.当水平恒力拉B时对整体分析有：隔离对A分析，根据牛顿第二定律得：.则：A．描述与分析不符，故A错误.B．描述与分析相符，故B正确.C．描述与分析不符，故C错误.D．描述与分析不符，故D错误.7、ACD【解析】

根据轨迹弯曲的方向判断电荷的正负，电场线的疏密表示场强大小，沿电场线方向电势逐渐降低，根据电场力做功判断电势能和加速度的变化．解：A、由图象知轨迹的弯曲方向即受电场力的方向与电场线方向相反，所以该粉尘颗粒带负电，A正确，B错误；C、颗粒向电场线密的地方运动，该粉尘颗粒运动的加速度逐渐变大，故C正确；D、电场力做正功，该粉尘颗粒的电势能逐渐变小，速度增大．故D正确；故选ACD8、AB【解析】试题分析：交流电的电能一部分转化为化学能，一部分转化为内能，故，即充电器把0.12的功率储存在电池内，A正确D错误；充电器输出的电功率为，B错误；充电时，电池消耗的热功率为，C正确；考点：考查了电功率的计算【名师点睛】做本题的关键是知道交流电的电能一部分转化为化学能，一部分转化为内能，另外需要明确求解各个电功率的公式9、BD【解析】

由静止释放，b球做平抛运动，a、c两球做匀加速直线运动，对b球，根据得：，对于a、c两球，加速度a=gsinθ，根据得：所以有：所以t1＞t3＞t2；若同时沿水平方向抛出，a、c两球做类平抛运动，b球做平抛运动，抓住小球在竖直方向上或沿斜面方向上的运动规律与静止释放时相同，根据等时性有：t1=t1′，t2=t2′，t3=t3′．故B、D正确．10、BC【解析】

AB、撤去F后，木块A离开竖直墙前，竖直方向两物体所受的重力与水平面的支持力平衡，合力为零；而墙对A有向右的弹力，所以系统的合外力不为零，系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．故A错误，B正确．CD、A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒．故C正确、D错误．故选BC．11、CD【解析】

由图可知，在拉力的作用下物体前进的位移为L+x，故拉力的功为F（x+L），摩擦力的功为f（x+L），则由动能定理可知物体的动能为（F-f）（x+L），故A错误；小车受摩擦力作用，摩擦力作用的位移为x，故摩擦力对小车做功为fx，故小车的动能改变量为fx；故B错误；物块和小车增加的机械能等于外力的功减去内能的增量，内能的增量等于fL，故机械能的增量为F（x+L）-fL，故CD正确；故选CD．12、AD【解析】

AD．释放的每个小球都做平抛运动，水平方向的速度与飞机的飞行速度相等，所以5个小球均始终在飞机正下方，且相邻小球落地点间距相等，故AD正确；BC．竖直方向5个小球均为自由落体运动，由于第2个球释放时第1个小球的速度已经为v0＝gt＝10m/s，所以之后经时间t，两小球间距为Δh＝(v0t＋gt2)－gt2＝v0t，所以两小球间距逐渐增大，故BC错误．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、反比平衡摩擦力乙甲车【解析】试题分析:（1）由牛顿第二定律：，小车受到拉力相同时，加速度与质量成反比，而位移与加速度成正比；（2）将装置的左端适当垫高了一些，目的是平衡摩擦力；由于乙车增加了砝码，故车的质量比沙的质量要大很多；（3）由于小车发生的位移与小车的质量成反比，即：，可知：，故斜率为甲车质量．考点:探究加速度与质量、力的关系．14、瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度，或者，当时间很短时，平均速度近似等于瞬时速度;4.01M;4.02M;在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量，或者说，在误差允许范围内，机械能是守恒的C;【解析】

（1）[1]．瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度，故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用vi=求出．

（2）[2][3]．第5点速度为：从第5点到第1点间动能的增加量为：△Ek＝Mv52−Mv12＝×M×(4.222−3.132)≈4.01M；从第5点到第1点间重力势能的减小量为：△Ep=Mg△h5=M×9.8×0.41≈4.02M；（3）[4]．从