2023-2024学年甘肃省金昌市永昌四中物理高一下期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年甘肃省金昌市永昌四中物理高一下期末学业水平测试试题注意事项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：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)从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛、竖直下抛两个质量均为m的小球，不计空气阻力，在小球落至地面的过程中，它们的()A．动能变化量不同，速度变化量相同B．动能变化量和速度变化量均相同C．动能变化量相同，速度变化量不同D．动能变化量和速度变化量均不同2、(本题9分)关于物体机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）A．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒B．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒C．外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒D．只有重力做功，机械能一定守恒3、(本题9分)牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但不知道引力常量G的值，第一个在实验室比较准确测定引力常量G值的科学家是A．哥白尼 B．第谷 C．开普勒 D．卡文迪许4、(本题9分)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和粗糙斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一个定滑轮。质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A．轻绳对m做的功等于m机械能的增加B．重力对M做的功小于M减少的重力势能C．轻绳对m做的功等于m增加的动能与m克服摩擦力所做的功之和D．两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和5、(本题9分)关于曲线运动，下列说法正确的有()A．做曲线运动的物体，速度一定在不断改变B．做曲线运动的物体，速度的变化率一定在不断改变C．做曲线运动的物体，合外力一定在不断改变D．做圆周运动的物体，某时刻开始做离心运动，那么受到的合外力一定是突然消失6、(本题9分)质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是A．质点的初速度为0B．质点加速度为4m/s2C．质点所受的合外力为6ND．质点初速度的方向与合外力方向垂直7、(本题9分)物体做匀速圆周运动时,下列物理量中变化的是（）A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．动能8、(本题9分)如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上，一条细线一端与斜面上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与物体A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点，细线与竖直方向成角，A、B、C始终处于静止状态，下列说法正确的是A．若仅增大A的质量，B对C的摩擦力一定减小B．若仅增大A的质量，地面对C的摩擦力一定增大C．若仅增大B的质量，悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力D．若仅将C向左缓慢移动一点，角将增大9、(本题9分)两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s(设为正)，B的速度v2＝－3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是()A．均为1m/sB．＋4m/s和－5m/sC．＋2m/s和－1m/sD．－1m/s和＋5m/s10、发射地球同步卫星并不是直接把卫星送到同步轨道上，而是分为几个过程。如图所示，首先把卫星发射至近地圆轨道1，然后在A点经过短时间点火使其在轨道2上沿椭圆轨道运行，最后在远地点的B点再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。卫星在轨道1和轨道3上的运动都可以看作匀速圆周运动，不计卫星在运动过程中的质量变化，关于该卫星下列说法中正确的是（）A．同步轨道3所在的平面不可能经过南北两极B．在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能C．卫星在B点从轨道2进入轨道3时需要点火使卫星减速D．在轨道1上经过A点时的加速度小于它在轨道2上经过A点的加速度二、实验题11、（4分）(本题9分)用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．（1）下列物理量中，必需直接测量的是________（填写代号）A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度（2）设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续计时点．根据测得的x1、x2、x3、x4，写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式_____________，动能增加量的表达式________________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量．12、（10分）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：a．用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t．通过v=gt计算出瞬时速度v．b．用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v．c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，浊算出图时速度v,并通过h=计算出高度h．d．用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．（1）以上方案中只有一种正确，正确的是．（填入相应的字母）（2）本实验计算出重力势能的减小为，对应动能的增加为，由于不可避免地存在阻力，应该是（等于，略大于，略小于）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）(本题9分)如图所示，将一小球从倾角θ=60°斜面顶端，以初速度v0水平抛出，小球落在斜面上的某点P，过P点放置一垂直于斜面的直杆(P点和直杆均未画出)。已知重力加速度大小为g，斜面、直杆处在小球运动的同一竖直平面内，求：(1)斜面顶端与P点间的距离；(2)若将小球以另一初速度v从斜面顶端水平抛出，小球正好垂直打在直杆上，求v的大小。14、（14分）(本题9分)如图所示，水平轨道AB光滑，水平轨道BC粗糙且BC长，光滑足够长的固定斜面体CDE与水平轨道AC在C点平滑连接，一轻质弹簧左端固定于A点，当弹簧处于自然长度时。其右端恰好位于B点，在B点放一质量的小球。用一水平力把小球推到O点。此时弹簧具有的弹性势能，。撤去水平力后，小球在斜面体上最远能运动到F点，F点到水平面的距离，g取。求：（1）水平轨道BC段的动摩擦因数；（2）小球第三次通过C点时的速度；（3）小球最终停止的位置距C点多远？15、（13分）(本题9分)某同学利用如图所示的装置进行游戏，左边甲装置通过击打可以把质量为m=1kg的小球从A点水平击出，乙装置是一段竖直面内的光滑圆弧轨道BC，底边与水平轨道CD相切，丙装置是一个半径为r=0.5m的半圆形竖直光滑轨道DE，底部也与水平轨道CD相切．已知AB间的水平距离x=1m，BC的高度差h1=0.55m，小球与水平轨道CD间的动摩擦因数为μ=0.1．现把A球以v0=2m/s的初速度击打出去后，恰能从B点沿切线方向进入BC轨道，g取10m/s2，求：（1）AB间的高度差h2;（2）若CD间的距离为l=1.0m，则小球经过圆弧轨道最高点E时轨道小球的弹力；（1）若CD间的距离可以调节（C点不动），要使小球能进入DE轨道，并在DE轨道上运动时不脱离轨道，则CD间距离应该满足的条件．

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】根据动能定理知，两球在整个运动过程中只有重力做功，下降的高度相同，则重力做功相同，动能的变化量相同，可知落地的速度大小相等；规定向下为正方向,设初速度的大小为v0，末速度的大小为v，则竖直上抛运动的整个过程中，速度变化量Δv=v-(-v0)=v+v0，竖直下抛运动的整个过程中，速度变化量Δv'=v-故选C。【点睛】根据动能定理，结合重力做功的大小比较动能的变化量，从而得出落地的速度大小关系，结合速度变化量的公式比较速度变化量的大小。2、D【解析】A、做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如：降落伞匀速下降，机械能减小，故A错误；

B、做变速直线运动的物体机械能可能守恒，故B错误；

C、外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒，比如木块在水平木板上滑动的过程，外力做功为零，但系统的机械能减少，故C错误；

D、只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒，故D错误．点睛：解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功．对于“一定”或“可能”的问题，可以通过举例说明．3、D【解析】

根据物理学史可知，第一个在实验室比较准确测定引力常量G值的科学家是卡文迪许。A.哥白尼，与结论不相符，选项A错误；B.第谷，与结论不相符，选项B错误；C.开普勒，与结论不相符，选项C错误；D.卡文迪许，与结论相符，选项D正确；4、D【解析】

AC、根据动能定理可知，轻绳对m做的功等于m增加的机械能与m克服摩擦力所做的功之和，轻绳对m做的功大于m机械能的增加，故A、C错误。B、根据重力做功与重力势能变化的关系可知，重力对M做的功等于M重力势能的变化，故B错误。D、根据能量守恒定律，两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和，故D正确。5、A【解析】A：做曲线运动的物体，速度方向不断变化，速度一定在不断改变．故A项正确．B：速度的变化率指加速度，做曲线运动的物体，加速度可能不变．例如平抛运动，加速度不变．故B项错误．C：做曲线运动的物体，合外力可能不变．例如抛体运动，所受合外力不变．故C项错误．D：做圆周运动的物体，某时刻受到的合外力消失或减小时，物体开始做离心运动．故D项错误．点睛：外界提供的力小于物体做圆周运动所需向心力时，物体做离心运动；外界提供的力大于物体做圆周运动所需向心力时，物体做向心运动．6、CD【解析】

A.质点在x方向做初速度为0、加速度为3m/s2的匀加速直线运动，在y方向做速度为4m/s的匀速直线运动，故A错误；B.速度图像斜率表示加速度即a=故B错误；C.由牛顿第二定律可得：质点所受的合外力为F=ma=6N故C正确；D.质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，速度方向在y的负方向，加速度与速度方向不在一条直线上，质点初速度的方向与合外力方向垂直，D正确．7、AC【解析】

A.做匀速圆周运动的物体线速度方向不断变化，选项A正确；B.做匀速圆周运动的物体角速度不变，选项B错误；C.做匀速圆周运动的物体向心加速度方向不断变化，选项C正确；D.做匀速圆周运动的物体速度大小不变，则动能不变，选项D错误.8、BD【解析】

A、若B具有上滑的趋势，增大A的质量，则B对C的摩擦力增大，若B具有下滑的趋势，增大A的质量，则B对C的摩擦力减小，所以不一定增大，故A错误；B、将BC看作一个整体，具有向左的运动趋势，仅增大A的质量，地面对C的摩擦力一定增大，故B正确；C、若B具有上滑的趋势，增大B的质量，则B受到的摩擦力减小，若B具有下滑的趋势，增大B的质量，则B受到的摩擦力增大，所以不一定增大，故C错误；D、连接AB的细线的夹角一半即α角的大小，若仅将C向左缓慢移动一点，增大连接AB的细线的夹角，则α角将增大，故D正确；故选BD．9、AD【解析】

由动量守恒，可验证四个选项都满足要求。再看动能情况：×2×9J＝27J；；由于碰撞过程动能不可能增加，所以应有Ek≥Ek′，可排除选项B；选项C虽满足Ek≥Ek′，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍能保持原来速度方向(vA′＞0，vB′＜0)，这显然是不符合实际的，因此C错误；验证选项A、D均满足Ek≥Ek′，故答案为选项A(完全非弹性碰撞)和选项D(弹性碰撞)。10、AB【解析】

A．同步轨道3所在的平面与赤道共面，不可能经过南北两极，故A正确；BC．要将卫星由轨道1送入轨道2，需要在点点火加速，使卫星做离心运动；要将卫星由轨道2送入圆轨道3，需要在点点火加速，则卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能，故B正确，C错误；D．设点到地心的距离为，地球的质量为，卫星经过点的加速度为，由牛顿第二定律得解得可知在轨道1上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点的加速度，故D错误。故选AB。二、实验题11、①C，D；②，，小于【解析】

（1）此实验要验证的关系是：mgh=mv2，即gh=v2，则直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度h；重物的质量可以测量也可以不测量；重力加速度不需测量，通过计算间接得到与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度，故选C．（2）选取B、D两点为初末位置研究机械能守恒．重物减少的重力势能是ΔEp=mgh=mg（x3–x1），根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，，，则从B到D动能的变化量：，由于空气阻力和摩擦力阻力的作用，重物动能的增加总是小于重力势能的减小．故本题答案是：(1).C(2).mg（x3–x1）(3).(4).小于【点睛】在验证机械能守恒中要测量出物体下降的高度，利用纸带上中间时刻的速度等于平均速度求出某点的速度，然后验证过程中机械能是否守恒，特别注意由于空气阻力和摩擦力阻力的作用，重物动能的增加总是小于重力势能的减小，在误差允许的范围内机械能守恒．12、（1）d（2）略大于【解析】

(1)该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证呢．其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故abc错误，d正确．（2）物体下落过程中存在阻力，重力势能没有全部转化为动能，因此重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量为△EK．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、（1）L=43v【解析】本题考查平抛与斜面相结合的问题，涉及位移和速度的分解。（1）小球从抛出到P点，做平抛运动，设抛出点到P点的距离为L小球在水平方向上做匀速直线运动，有：L在竖直方向上做自由落体运动，有：L联立以上各式，代入数