2023-2024学年天津市蓟州区马伸桥中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年天津市蓟州区马伸桥中学高一物理第二学期期末学业水平测试试题考生请注意：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：（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)两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，如图所示，A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10℃，那么水银柱将（）A．向右移动B．向左移动C．不动D．条件不足，不能确定2、(本题9分)下列物理量中，单位是“法拉”的物理量是A．电容 B．电流 C．电压 D．电阻3、(本题9分)入射光A照射到某金属表面上发生光电效应，若改用频率更大入射光B射到某金属表面，而保持两种入射光的强度相同，那么以下说法中正确的是（

）A．从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显变小B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D．有可能不发生光电效应4、(本题9分)下列说法中不正确的是A．物质是由大量的分子组成的B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C．悬浮微粒越小，布朗运动越显著；液体温度越高，布朗运动越显著D．物体不能无限的被压缩，是因为分子之间只存在斥力5、(本题9分)放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g＝10m/s1．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()A．m＝0.5kg，μ＝0.4 B．m＝1.5kg，μ＝C．m＝0.5kg，μ＝0.1 D．m＝1kg，μ＝0.16、(本题9分)光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v1．光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后停下来．若让小球从高为3h处以初速度v1沿斜面滚下，则小球能越过阻挡条的条数为（设小球经过B点没有能量损失，且小球每次越过阻挡条时损失的动能相等）（）A．nB．2nC．3nD．4n7、(本题9分)如图所示，质量相等的两小球、分别从斜面项端和斜面中点沿水平方向抛出后，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、在空中飞行的时间之比为B．小球、在空中飞行过程中的速度变化率之比为C．小球、到达斜面底端时的动能之比为D．小球、到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为8、(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。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．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等于mghB．小球从静止位置下滑至最低点的过程中，重力的瞬时功率先增大后减小C．弹簧与杆垂直时，小球速度最大D．弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大9、(本题9分)如图所示，光滑水平面上放有一-斜面体，斜面体的斜面光滑，质量倾角、底边长．将一质量的小滑块从斜面的頂端由静止释放．取重力加速度，则下列说法正确的是（）A．滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统机械能守恒B．滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统动量守恒C．滑块下滑过程中斜面体向左运动的位移为D．块下滑过程中对斜面体的压力为10、(本题9分)下列哪些运动中加速度恒定不变（忽略空气阻力）A．平抛运动 B．匀速圆周运动 C．自由落体运动 D．竖直上抛运动11、如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是()A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B．物块A经过C点时的速度大小为C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量12、如图所示，地球卫星开始在圆形低轨道1运行，在P处点火后，地球卫星沿椭圆轨道2运行，在远地点Q再次点火，将地球卫星送入更高的圆形轨道1．若地球卫星在1、1轨道上运行的速率分别为v1、v1，在2轨道上经过P、Q处的速率分别为v2P、v2Q，则A．v1<v1 B．v2P<v2Q C．v1>v2Q D．v1>v2P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)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O．在做“验证动量守恒定律”的实验时（1）实验必须满足的条件是______．A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每次都要从同一高度由静止释放D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动（2）实验中要完成的必要步骤是______填选项前的字母．A.用天平测量两个小球的质量、B.测量抛出点距地面的高度HC.用秒表测出小球做平抛运动的时间tD.分别确定碰撞前后落地点的位置和碰后的落地点P、M、N，并用刻度尺测出水平射程OP、OM、ON．（3）入射小球质量为，被碰小球质量为，两小球的质量应满足______选填“大于”“小于”或“等于”（4）若所测物理量满足______表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒．（5）若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为______．14、（10分）(本题9分)气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了研究动能与做功的关系，在水平气垫导轨上放置一个滑块，用橡皮筋对静止滑块做功．实验主要过程如下：（1）选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对滑块做功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对滑块做的功分别是2W、3W……；（2）通过数字计时器，读出滑块被皮筋做功后获得的速度v1、v2、v3、……；（3）做出W－v草图；（4）分析W－v图像．如果W－v图像是一条直线，表明∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝等关系．一位同学记录下橡皮筋做功与速度的大小，该同学又算出了v2的数据，如下表所示．请在给出的坐标系中，描点作出图象．功1W0.660.432W0.940.883W1.131.274W1.311.735W1.452.09由此实验可以得出：在初速度为0的条件下，__________与____________是成正比的．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)一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在斜坡底端115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104N，小轿车的质量为2t，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)．求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)16、（12分）如图所示，竖直平面内，长为L=2m的水平传送带AB以v=5m/s顺时针传送，其右下方有固定光滑斜面CD，斜面倾角θ=37°，顶点C与传送带右端B点竖直方向高度差h=1．45m，下端D点固定一挡板．一轻弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至E点，且C、E相距1．4m．现让质量m=2kg的小物块以v1=2m/s的水平速度从A点滑上传送带，小物块传送至B点后飞出恰好落至斜面顶点C且与斜面无碰撞，之后向下运动．已知弹簧的最大压缩量为1．2m，物块所受空气阻力不计，取重力加速度g=11m/s2．求：（1）传送带与小物块间的动摩擦因数μ；（2）由于传送物块电动机对传送带所多做的功；（3）弹簧的最大弹性势能．17、（12分）如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？

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【解析】

假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，A、B中所装气体温度分别为290k和300k，当温度升高△T时，容器A的压强由p1增至p'1，△p1=p'1﹣p1，容器B的压强由p2增至p′2，△p2=p′2﹣p2；由查理定律得：ΔP1=P1290ΔT，ΔP2=P23002、A【解析】

A．电容的单位是法拉，故A正确；B．电流的单位是安培，故B错误；C．电压的单位是伏特，故C场强；D．电阻的单位是欧姆，故D错误．故选A。3、C【解析】

若能发生光电效应，发生光电效应的时间与光的强度无关。故A错误；入射光照射到某金属表面上发生光电效应。若入射光的强度不变，频率变大，可知仍然可以发生光电效应，根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，光电子的最大初动能变大，故BD错误；入射光的强度不变，而频率变大，则入射光的光子的数目减少，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小，故C正确。故选C。【点睛】解决本题的关键掌握发生光电效应的条件，知道光的强度不影响是否发生光电效应，只影响发出光电子的数目；光强一定，频率变大，则单位时间内射出的光子数减小，则光电子数减小．4、D【解析】

A．物质是由大量的分子组成的，此说法正确，选项A不符合题意；B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映，此说法正确，选项B不符合题意；C．悬浮微粒越小，布朗运动越显著；液体温度越高，布朗运动越显著，此说法正确，选项C不符合题意；D．分子间同时存在斥力和引力，物体不能无限的被压缩，是因为分子之间存在斥力，此说法不正确，选项D符合题意；5、A【解析】

在4—6s内做匀速直线运动，可知在1—4s做匀加速直线运动：根据牛顿第二定律有：将，带入，解得：因为解得：A.m＝0.5kg，μ＝0.4，与分析相符，故A项符合题意；B.m＝1.5kg，μ＝，与分析不符，故B项不符合题意；C.m＝0.5kg，μ＝0.1，与分析不符，故C项不符合题意；D.m＝1kg，μ＝0.1，与分析不符，故D项不符合题意．6、D【解析】

设每条阻挡条对小球做的功为W，小球自高为h的A处由静止开始滚下到B由动能定理有：；当小球在水平面上滚动时，由动能定理有：；让小球从3h高处以初速度v1滚下到停止由动能定理有；

三式联立解得n′=4n，故选D．【点睛】选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究．7、ABD【解析】因为两球下落的高度之比为2：1，根据h=gt2得，t=，高度之比为2：1，则时间之比为：1，故A正确．小球a、b在空中飞行过程中，加速度均为g，则速度变化率之比为1:1，选项B正确；两球的水平位移之比为2：1，时间之比为：1，根据v0＝x/t知，初速度之比为：1．根据动能定理可知，到达斜面底端时的动能之比EKa：Ekb=(mva2+mgha)：(mvb2+mghb)=2：1，故C错误．小球落在斜面上，速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，因为位移与水平方向的夹角相等，则速度与水平方向的夹角相等，到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等，故D正确．故选ABD．点睛：解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向匀速运动和竖直方向上的自由落体运动的规律，结合运动学公式和推论灵活求解．8、ABD【解析】

A.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A正确。B.小球从静止位置下滑至最低点的过程中，速度先增加后减小，可知竖直分速度先增加后减小，则由P=mgvy可知重力的瞬时功率先增大后减小，选项B正确；C.弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值。故C错误；D.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D正确；9、AC【解析】

A．滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统中，不受摩擦力，只有重力做功，所以机械能守恒，A正确；B．由于滑块有竖直方向的分加速度，所以系统竖直方向合外力不为零，系统的动量不守恒，B错误；C．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设两者水平位移大小分别为，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得即有又，解得C正确；D．当滑块相对于斜面加速下滑时，斜面水平向左加速运动，所以滑块相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力，D错误．故选AC。【点睛】本题的关键是要掌握动量守恒的条件，分析清楚物体运动过程即可解题；要注意：系统总动量不守恒，在水平方向动量守恒，由此列式求解斜面向左滑动的距离．10、ACD【解析】

A.平抛运动的物体只受重力，则其运动的加速度不变恒为重力加速度g；故A正确.B.做匀速圆周运动的物体，所受的力产生向心加速度只改变速度大小而不改变速度的方向，则其加速度始终与线速度垂直，向心加速度的方向时刻变化，大小不变，不是恒定的加速度；故B错误.C.自由落体运动的加速度为重力加速度g恒定；故C正确.D.竖直上抛运动的物体只受重力，加速度为恒定的重力加速度g；故D正确.11、BC【解析】

A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误。

B.物体到C点时物块B的速度为零。设物块A经过C点时的速度大小为v。根据系统的机械能守恒得：，得，故B正确。

C.由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。

D.物体到C点时物块B的速度为零。根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误。12、AC【解析】

A.据可得，轨道1的轨道半径大，所以v1＜v1；故A正确.B.在椭圆轨道上运动，近地点速率大于远地点速率，故v2p＞v2Q，故B错误；C.卫星在轨道2上经过Q点时，点火加速进入圆轨道1，所以v1＞v2Q，故C正确；D.卫星在轨道1上经过P点时，点火加速进入椭圆轨道2，所以v2P＞v1，故D错误.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BC

AD大于【解析】

（1）斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果，只要到达底端时速度相同即行，故A错误；斜槽轨道末端必须水平，保证小球碰撞前速度水平，故B正确；小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，使得小球与另一小球碰撞前的速度不变，故C正确；实验过程中，白纸不可以移动，故D错误．所以BC正确，AD错误．（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是两小球的质量，因为可以通过水平位移代表速度的大小，所以不必测量AB的高度和B点离地面的高度．因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，故选AD．（3）为了防止入射球反弹，应使入射球的质量大于被碰球的质量；（4）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式，说明两球碰撞遵守动量守恒定律．（5）若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为：；即．14、合外力对物体做功，速度平方【解析】（1）根据动能定理可得：，则W－v的图象为：（2）根据描