2023-2024学年云南省玉溪市元江民族中学物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

2023-2024学年云南省玉溪市元江民族中学物理高一第二学期期末学业质量监测试题考生请注意：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：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，质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出。恰好都落在斜面底端。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球a、b做平抛的初速度大小之比为B．小球a、b到达斜面底端时的位移大小之比为C．小球a、b运动过程中速度变化量的方向不相同D．小球a、b到达斜面底端的速度方向与斜面的夹角相同2、如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的14A．32gLC．15gL4 D．3、(本题9分)人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体（）A．处于超重状态B．所受的合力不变C．速度的大小不变D．受到万有引力和重力两个力的作用4、(本题9分)如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点。四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙和丁来描述小球经过P点时的速度方向。其中正确的是A．甲 B．乙C．丙 D．丁5、(本题9分)如图所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍．有一初速度为零的带电粒子经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场强度方向射入，且正好能从下极板右边缘穿出电场，不计带电粒子的重力，则偏转电场长、宽的比值为()A． B． C． D．6、(本题9分)物体做曲线运动时()A．速度的大小可以不发生变化而方向在不断地变化B．速度在变化而加速度可以不发生变化C．速度的方向不发生变化而大小在不断地变化D．速度的大小和方向可以都在不断地发生变化7、(本题9分)如图所示为某汽车在水平路面启动时，发动机功率随时间变化的图象，图中为发动机的额定功率，若已知汽车的最大速度为，据此可知A．汽车匀速运动时所受的阻力等于B．时间内发动机做功为C．时间内汽车做匀速运动D．时间内发动机做功为8、(本题9分)旅居加拿大十六岁学生温家辉，2009年在美国太空总署主办的太空移民设计赛中夺冠．温家辉的获奖设计是一个高1.6km的圆筒形建筑，命名为Asten，如题图所示，内径约1km，圆筒由一个个可以住人的环形物堆叠而成，并在电力的驱动下绕着中心轴以一定的角速度转动，从而产生“模拟重力”，使居民能在“重力”环境下生活．垂直中心轴的截面图如题所示，圆筒的内壁正好是城市的地面，因此，生活在这座太空城市的人，站在“地面上”，跟站在地球地面上的感觉没有区别．以下说法正确的有（）A．太空城内的居民不能运用天平准确测出质量B．太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心C．人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供D．太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大9、(本题9分)在河面上方12m的岸上有人用长绳栓住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°．人以恒定的速率v=3m/s拉绳，使小船靠岸，那么()A．小船靠岸过程做加速运动B．3s时小船前进了9mC．3s时绳与水面的夹角为37°D．3s时小船的速率为5m/s10、2019年3月10日，全国政协十三届二次会议第三次全体会议上，相关人士透露：未来十年左右，月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站，中国人的足迹将踏上月球。假设你经过刻苦学习与训练后成为宇航员并登上月球，你站在月球表面沿水平方向以大小为v0的速度抛出一个小球，小球经时间t落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为θ，如图所示。已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是A．月球表面的重力加速度为B．月球的质量为C．月球的第一宇宙速度D．绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期为二、实验题11、（4分）在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。12、（10分）利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（_______）A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是（_______）A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝__________.（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______________________________________________________________。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)如图甲所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U的恒压电源的两极，两极板间距为d，板长为L．α粒子从非常靠近上极板的C点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线CO方向射入电场，经电场偏转后由D点飞出匀强电场．已知α粒子质量为m，电荷量为+q，不计α粒子重力．求：（1）α粒子飞离电场时沿电场方向发生的位移大小；（2）C、D两点间的电势差；（3）若仅将A、B极板上的电压换为如图乙所示的周期性变化的电压，t＝0时A板比B板的电势高．为使在t＝时刻由C点射入两板间的α粒子最终刚好能由O点水平射出，分别写出电压变化周期T与板间距离d满足的条件．(用L、U、m、q、v0表示)14、（14分）(本题9分)如图所示,轻质弹簧的一端固定在地面上,另一端与质量为M=1.5kg的薄木板A相连,质量为m=0.5kg的小球B放在木板A上,弹簧的劲度系数为k=2000N/m。现有一竖直向下、大小F=20N的力作用在B上且系统处于静止状态,在B正上方处有一四分之一内壁光滑的竖直圆弧轨道,圆弧半径R=0.4m,圆弧下端P点距离弹簧原长位置高度为h=0.6m。撤去外力F后,B竖直上升最终从P点切入圆轨道,到达Q点的速度为vQ=4m/s。求:(1)B在Q点时对轨道的压力;(2)A、B分离时的速度v;(3)撤去F瞬间弹簧的弹性势能Ep.15、（13分）如图所示，半径R＝0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑固定斜面体ABC和粗糙斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点。斜面体ABC顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，P、Q恰好保持静止状态。若P、C间距为L1＝0.25m，斜面MN足够长，物块P质量m1＝3kg，与MN间的动摩擦因数μ＝。某时刻烧断细绳求：(，g取10m/s2)(1)Q质量的大小。(2)物块P在MN斜面上滑行的总路程及最终经过D点的速度大小。

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、D【解析】

AB．因为a、b两球下落的高度之比为2：1，据得可知a、b两球运动的时间之比是；又因为两球运动的水平位移之比为2：1，根据得初速度之比为，故AB错误；B．设斜面的倾角为θ，根据几何关系可得小球的位移为两小球的水平位移大小之比为2：1，故两小球的位移大小为2：1，故B错误；C．根据知速度变化量的方向与重力加速度的方向相同，即竖直向下；a、b两球运动过程中速度变化量的方向相同，故C错误；D．设小球落在斜面上时，速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则，可知因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，所以速度与水平方向的夹角为定值，假设速度与斜面的夹角为，根据角度关系可知则a、b两球到达斜面底端的速度与斜面的夹角相同，故D正确。故选D。2、C【解析】

链条在重力作用而向下滑动，只有重力做功，其机械能守恒；可设桌面为零势能面，列出机械能守恒方程可得出链条的速度。【详解】设桌面为零势能面，链条的总质量为m开始时链条的机械能为：E1=-1当链条刚脱离桌面时的机械能：E2=12由机械能守恒可得：E1=E2即：-1解得：v=15gL故应选：C。【点睛】零势能面的选取是任意的，本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面，结果是一样的，要注意重力势能的正负；抓住机械能守恒时，链条动能的变化取决于重力势能的变化量。3、C【解析】

A.人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体处于失重状态，选项A错误；B.卫星所受的合力大小不变，方向不断变化，选项B错误；C.卫星的速度的大小不变，选项C正确；D.卫星只受到万有引力作用，选项D错误．4、C【解析】

小球在水平面上由M到N，某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为P点的速度方向。

A.甲，与结论不相符；B.乙，与结论不相符；C.丙，与结论相符；D.丁，与结论不相符；5、B【解析】

设加速电压为kU，偏转电压为U，对直线加速过程，根据动能定理，有：q（kU）=mv2；对类似平抛运动过程，有：l=vt；；联立解得：，故选B．【点睛】本题关键是分直线加速和类似平抛运动分析，对直线加速根据动能定理列式，对类似平抛过程根据分位移公式列式，基础题目．6、ABD【解析】

A.物体沿圆周做快慢不变的运动时，物体速度大小不变，方向在不断地变化，故选项A符合题意；BD.一体积较小的重物水平抛出后，物体的加速度不变，而速度的大小和方向都在不断地发生变化，故选项BD符合题意；C.物体做曲线运动时，速度方向时刻在改变，故选项C不合题意。7、AD【解析】

A．当时速度最大，则：故A正确；B．时间内发电机的功率没达到额定功率，所以时间内发动机做的功小于．故B错误．C．时间内汽车做匀加速直线运动，时刻发动机达到额定功率，根据，速度增大，牵引力减小，则加速度减小，时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故C错误；D．根据功的公式，可知图线与时间轴之间所围成的面积可以表示发动机的功，所以时间内发动机做的功为，故D正确．故选AD。8、BCD【解析】

A．天平的测量原理是等臂杠杆，故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量，故A错误；B．太空城内物体做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外，故B正确；C．太空城内物体做匀速圆周运动，人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供，故C正确；D．等效重力等于向心力，故故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大，故D正确。9、AD【解析】

A．将船的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直于细绳方向的速度，则，则随θ角的增加，船速变大，即小船靠岸过程做加速运动，选项A正确；BC．由几何关系可知，开始时河面上的绳长为L1=24m；此时船离岸的距离x1=L1cos30°=24×=12m；3s后，绳子向左移动了：S=vt=3×3=9m则河面上绳长为L2=24m-9m=15m；则此时小船离河边的距离：小船前进的距离：x=x1-x2=(12-9)m绳与水面的夹角为α，则有：绳与水面的夹角为53°；故BC错误；D．3s时小船的速率为选项D正确。10、BC【解析】

A.小球在月球表面做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有：vy=gt，所以：，则：．故A错误；B.月球表面的重力加速度为：，所以：．故B正确；C.第一宇宙速度为：．故C正确；D.绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期为：．故D错误.二、实验题11、A重物下落过程中受到阻力作用【解析】

第一空.释放重物前，让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上端，使得纸带处于竖直，故A正确，BCD错误。第二空.利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△EK，这是因为重物下落过程中受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能；

第三空.根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小铁球经过光电门的速度大小为：，由于初速度为零，则动能的增加量为：，重力势能的减少量为△Ep=mgh，若有：，也即有：时，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。12、AAB存在阻力【解析】

第一空.验证机械能守恒，即需比较重力势能的变化量与动能增加量的关系，A正确BC错误。第二空.电磁打点计时器需要接低压交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度以及下降的高度。实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，AB正确C错误。第三空