2024届安徽省淮北市濉溪中学物理高一下期末学业质量监测试题含解析

2024届安徽省淮北市濉溪中学物理高一下期末学业质量监测试题请考生注意：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：（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)有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同．A卫星的周期为T1，如图所示在某一时刻两卫星相距最近（不计AB间的万有引力），经时间t

他们再次相距最近，则B卫星的周期T2为（）A．B．C．D．2、(本题9分)下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是()A．子弹射穿木块的过程B．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程C．小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程D．人乘电梯加速上升的过程3、如图所示，一个质量为m的小球绕圆心O做匀速圆周运动．已知圆的半径为r，小球运动的角速度为ω，则它所受向心力的大小为（）A．m B．mωr C．mωr2 D．mω2r4、(本题9分)生态文明要求人们注重环保和节能．下列获得电能的方法不符合低碳要求的是（）A．火力发电 B．风力发电 C．太阳能发电 D．水力发电5、两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为．两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为A． B． C． D．6、如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（）A．小球的动能先增大后减小B．小球的机械能在不断增大C．小球、弹簧、地球构成的系统机械能不断减小D．弹簧的弹性势能先增大后减小7、在距河面高度h＝20m的岸上有人用长绳拴住一条小船，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．5s时绳与水面的夹角为60°B．5s时小船前进了15mC．5s时小船的速率为5m/sD．若小船质量为20kg，则5s内物体的动能变化量为130J8、(本题9分)如图所示是儿童喜爱的游戏旋转木马。在转台上有两匹小马A、B，已知A的旋转半径小于B的旋转半径，下列说法正确的有A．小马A、B的线速度相同B．小马A、B的角速度相同C．小马A的周期小于小马B的周期D．小马A的线速度小于小马B的线速度9、(本题9分)图示为一质点在内做直线运动的图象．由图可得（）A．在内，合力对质点做正功B．在内，合力对质点做负功C．在和内，合力对质点做的功相同D．在内，合力对质点做的功为零10、(本题9分)某河宽为600m，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图象如图所示，现船以静水中的速度4m/s渡河，且船渡河的时间最短，下列说法正确的是（）A．渡河最短时间为150sB．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C．船离开河岸400m时的速度大小为2m/sD．船在河水中航行的轨迹是一条直线11、(本题9分)如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/sB．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度C．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道ⅡD．在轨道I上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒12、(本题9分)如图所示，小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为，从C点向右摆到最高点的时间为.摆动过程中，如果摆角始终小于5°，不计空气阻力。下列说法中正确的是（）A．，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小B．,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变C．,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小D．，摆线碰钉子的瞬间，小球的加速度变大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)图甲是验证机械能守恒定律的装置.一根轻细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方在钢球底部竖直地粘住一片质量不计、宽度为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t.重力加速度大小为g已知.(1)用刻度尺测量遮光条宽度示数如图乙所示，则遮光条宽度为__________cm；(2)若在误差允许范围内，等式gh=_____________成立，说明钢球F摆过程中机械能守恒.(用题中所给物理量符号表示)(3)撤掉光电门并在悬点处安装一个拉力传感器(可直接读出各个时刻力的大小)，钢球球心到悬点的距离为L，将钢球拉至h高处静止释放，测出绳子摆动到竖直位置时的拉力大小为F，若要验证机械能守恒，还需要测量的一个物理量是______________(用文字和字母表示)；验证该过程机械能守恒的表达式为______________________(用题中所给物理量符号表示).14、（10分）(本题9分)小明利用如图装置用于验证机械能守恒定律．将电磁铁固定在铁架台上，一块长度为d的小铁片受到电磁铁的吸引静止于A点，将光电门固定在A的正下方B处．调整光电门位置，可改变小铁片下落高度h．记录小铁片每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较小铁片在释放点A和点B之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．取作为小铁片经过光电门时速度．d为小铁片长度，t为小铁片经过光电门的挡光时间，可由计时器测出．（1）用计算小铁片动能变化的大小，用刻度尺测量小铁片长度d，示数如题图所示，其读数为________cm．某次测量中，计时器的示数为1．1151s，则小铁片通过光电门时速度为v1=_________m/s．（2）v1相比小铁片中心通过光电门时速度v2___（选填偏大，偏小）（3）整理实验数据时发现的ΔEp与ΔEk不完全相等．小明分析原因如下：①空气阻力；②小铁片通过光电门时中间时刻和中间位置速度不相等；③长度d值的测量；以上原因属于系统误差的是（选填序号）．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，一个质量为1.0×10-4kg的带电小球，穿过一根光滑的绝缘杆，置于场强为2.0×102N/C的水平向右的匀强电场中，杆与水平面夹角为37°.小球刚好匀速下滑，问：(1)小球带的电量为多少?(2)杆上A、B两点相距10cm，小球由A运动至B电场力所做的功多大?A、B两点的电势差UAB为多大?(sin37°=0.6，cos37°=0.8)16、（12分）(本题9分)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来．我们把这种情况抽象为图2的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端无初速滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动，其中M、N分别为圆轨道的最低点和最高点．实验发现，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点．如果已知圆轨道的半径为R=5.0m小球质量为m=1.0kg（不考虑摩擦等阻力，）问：（1）h至少为多大才可使小球沿圆轨道运动而不掉下来．（2）如果h=15m，小球通过M点时的速度为多大？此时轨道对小球的支持力为多大？（3）高度h大，小球滑至N点时轨道对小球的压力越大，试推出于h函数关系式．17、（12分）如图所示，质量M＝1.14kg的靶盒A静止在动摩擦因数μ＝1.4的水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接。Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v1＝51m/s，质量m＝1.11kg的弹丸，当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力。当弹丸进入靶盒A后，靶盒沿水平导轨滑行x＝1.5m速度减为1．求：弹簧的最大弹性势能为多少？

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、B【解析】两行星相距最近时，两行星应该在同一半径方向上，A多转动一圈时，第二次追上，转动的角度相差，即，解得，B正确．【点睛】根据几何关系得到两颗卫星相距最近和相距最远所满足的角度关系，最近时两卫星在同一半径上角度差为2弧度，卫星相距最远时，两卫星在同一直径上，转过的角度差为弧度．2、C【解析】子弹射穿木块的过程要克服阻力做功，机械能减少，故A错误；木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程动能不变而重力势能减小，机械能减少，故B错误；小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故C正确；人乘电梯加速上升的过程，重力势能增加、动能增加，机械能增加，故D错误；故选C．【点睛】只有重力或弹力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒的条件分析答题．3、D【解析】解：一个质量为m的小球绕圆心O做匀速圆周运动，合力总是指向圆心，大小为mω2r，故ABC错误，D正确；故选D．【点评】本题关键明确向心力的定义、大小和方向，知道向心力是效果力，基础题．4、A【解析】

火力发电燃烧煤，从而带来大气污染，不符合低碳要求；而风力发电、太阳能发电及水力发电均为清洁能源，不会带来污染，故A符合题意，BCD不符合题意。【点睛】本题考查能源的利用，要注意节约能源和避免污染．5、C【解析】

本题考查库仑定律及带电体电量的转移问题．接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为，C项正确．6、A【解析】

A．在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，小球受到竖直向下的重力和弹簧的弹力，弹簧的弹力先小于小球的重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，所以小球先向下做加速运动，当弹簧弹力等于重力时速度最大，然后向下做减速运动，故其动能先增大后减小，故选项A正确；BD．由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能在不断减少，弹簧的弹性势能在不断增大，故选项B、D错误；C．小球小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，重力做正功，弹簧弹力做负功，小球动能、重力势能、弹簧的弹性势能总量守恒，所以小球、弹簧、地球构成的系统机械能守恒，故选项C错误．7、CD【解析】

由几何关系可知，开始时河面上的绳长为；

此时船离岸的距离x1=20m；5s后，绳子向左移动了vt=15m，则河面上绳长为40m-15m=25m；则此时小船离河边的距离为：x2==15m，5s时绳与水面的夹角为α，则有：，解得：α=53°，故A错误；5s时刻小船前进的距离为：x=20m-15m=19.6m，故B错误；船的速度为合速度，由绳收缩的速度及绳摆动的速度合成得出，则由几何关系可知，cosθ=0.6，则船速v船==5m/s，故C正确；开始时船的速度，5s内船的动能变化量，选项D正确.8、BD【解析】

两匹小马A、B同轴转动，角速度相同，根据分析比较线速度、周期之间的关系。【详解】两匹小马A、B同轴转动，角速度相同，根据可知，角速度相同时，线速度与半径成正比，又A的旋转半径小于B的旋转半径，故小马A的线速度小于小马B的线速度，故A错误D正确；两匹小马A、B同轴转动，角速度相同，故B正确；角速度相同时，根据可知，周期也相同，故C错误；故选BD。【点睛】解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，靠链条传动轮子边缘的点线速度大小相等。知道线速度、角速度、周期之间的关系。9、BD【解析】A、在1s∼3s内，物体的速度不变，故物体的动能不变，根据动能定理可知合力对质点不做功，故A错误；B、在0∼1s，物体的速度减小，故动能减小，根据动能定理可知合力对质点做负功，故B正确；C、在0∼1s速度减小，动能减小，故合外力做负功，而3s∼4s内，动能增大，故合力对质点做的正功，所以合力对质点所做的功不相同，故C错误；D、由图可知，0∼4s内的初末速度相同，故动能的变化量为零，则由动能定理可知，合力对质点做的功为零，故D正确；故选BD．【点睛】由v-t图象可明确质点在某一过程中的初末状态的速度，明确动能的变化情况，再由动能定理即可分析合外力做功情况．10、AB【解析】

当静水速与河岸垂直时渡河时间最短，根据两个分运动的情况确定合运动的轨迹．根据平行四边形定则求出合速度的大小．【详解】AB．当船头垂直河对岸渡河，即静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短渡河时间：，AB正确；C．船离开河岸400m时，离较近河岸的距离，由图像可知，此位置水流速度为2m/s，所以此时船的实际速度为：，C错误；D．由于水流方向的分运动是变速运动，由加速度，且该加速度与实际速度不共线，故船的运动轨迹为曲线，D错误．【点睛】关键掌握判断合运动是直线还是曲线的方法，知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．11、BC【解析】

第一宇宙速度7.9km/s是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，选项B正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C正确；在轨道I上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．12、BD【解析】

单摆的小角度摆动是简谐运动，根据单摆的周期公式分析，注意摆动中摆长是变化的；同时根据受力情况以及功能关系确定小球的速率。【详解】ABC.因摆角始终小于5°，则小球在钉子两边摆动时均可看做单摆，因为在左侧摆动时摆长较长，根据可知周期较大，因摆球在钉子两边摆动的时间均为所在摆周期的，可知：；摆线碰钉子的瞬间，由于水平方向受力为零，可知小球的速率不变；故B正确AC错误；D.摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变,而半径变小，所以加速度变大，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.60d22【解析】（1）由刻度尺读数法则可知：遮光条宽度为0.60cm；（2）小球通过光电门的速度为：v=dt即在误差允许范围内，等式gh=1（3）根据牛顿第二定律有：F-mg=mv2L，解得：点睛：本题考查验证机械能守恒定律，关键是明确实验原理，根据物理规律列出相应方程，然后求解讨论即可。14、（2）2．52,2m/s（2）偏小（3）①②【解析】试题分析:（2）刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为2．52cm；某次测量中，计时器的示数为2．2252s，则钢球的速度为：．（2）由匀变速直线运动的推论知v2即为中间时刻的瞬时速度，v2为中间位置的速度，匀变速直线运动都有．（3）偶然误差是人为因素造成的，结果会不确定偏大或偏小，如操作、读数，③属于此类；系统误差是实验原理具有的缺陷，结果出现一致性偏差，如①和②．考点：考查验证机械能守恒定律．名师点睛：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器