江西省抚州市九校2024年物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

江西省抚州市九校2024年物理高一第二学期期末质量检测试题考生请注意：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：（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、一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下加速运动．在此物体下降h高度的过程中，下列说法中正确的是A．重力势能减少了2mghB．机械能保持不变C．动能增加了2mghD．机械能增加了2mgh2、(本题9分)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则（）A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．这时铁轨对火车的支持力小于3、把地球同步卫星、月球绕地球运行的轨道都视为圆，根据同步卫星和月球运动的周期之比可求A．同步卫星和月球绕地球运行的速率之比B．同步卫星和月球到地球的距离的三次方之比C．同步卫星和月球的质量之比D．月球和地球的质量之比4、(本题9分)图中实线为一簇电场线，虚线是一带电粒子从电场中的A点运动到B点的运动轨迹．粒子只受电场力作用，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在A点的速度大于在B点的速度C．粒子在A点的加速度小于在B点的加速度D．粒子在A点的电势能大于在B点的的电势能5、(本题9分)广场上常常见到“套圈圈”的游戏，某大人和小孩先后直立在界外同一位置，可视为在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，若滑轮其它因素影响，小圆环的运动可以简化为平抛运动（如图所示），下列说法正确的是A．大人抛出的圆环运动时间较短B．小孩抛出圆环的位移较小C．小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量减小D．小孩应以较小的速度抛出圆环6、(本题9分)如图所示，质量均为m的物块P、Q，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物块P下面，用竖直向上的推力推物块Q，使轻绳的拉力刚好为零，保持两物块静止不动。现撤去推力F，则在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，（轻绳不会被拉断）A．物块Q的机械能一直增加B．初末两状态，物块Q的机械能相等C．物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能D．Q重力势能的减少量大于Q动能的增加量7、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在表面水平的力传感器上，一质量为m的小球，从弹簧正上方距弹簧上端高h处由静止释放，不计空气阻力，以小球开始释放点为坐标原点O，竖直向下为x轴正方向，建立坐标轴Ox．力传感器记录的弹簧弹力大小F随小球下落距离x变化的关系图象如图乙所示，图乙中h、x0已知，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为B．小球动能的最大值为C．弹簧压缩量为2x0时，弹簧的弹性势能最大D．小球加速度的最大值为g8、(本题9分)如右图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（）A．b所需向心力最大B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度9、(本题9分)如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，则（）A．F为恒力B．F的最大功率为0.56WC．回路中的最大电功率等于0.56WD．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J10、如图在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是()A．物块滑到b点时的速度为B．c点与b点的距离为C．物块滑到b点时对b点的压力是3mgD．整个过程中物块机械能损失了mgR11、(本题9分)如图所示，质量均为的物块和用不可伸长的轻绳连接，放在倾角为的固定光滑斜面上，而能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和滑轮中心间的距离为，物块从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，重力加速度为．在物块下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（）A．开始下落时，的加速度大于B．物块的重力势能减小量为C．物块的平均速度小于物块的平均速度D．物块的末速度为12、(本题9分)在一次体育活动中，两位同学一前一后在同一水平直线上的两个位置沿水平方向分别抛出两个小球A和B，两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两小球在空中发生碰撞，则必须()A．先抛出A球再抛出B球B．同时抛出两球C．A球抛出速度大于B球抛出速度D．使两球质量相等二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用下图装置来做“验证机械能守恒定律”实验(1)现有器材：打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干和开关，其中此实验不需要使用的器材是__________.(2)打点计时器使用_________电源（填“交流”，“直流”）.(3)使用打点计时器方法正确的是_________.A．同时接通打点计时器的电源和释放重物B．先接通打点计时器的电源再释放重物C．先释放重物再接通打点计时器的电源(4)若实验中所用重锤的质量m=0.3kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，正确操作得到的纸带如图乙所示，O点对应重锤开始下落的时刻，另选连续的三个计时点A、B、C作为测量的点，图中的数据分别为计数点A、B、C到起始点O的距离，取重力加速度g=9.8m/s2，则打点计时器在打B点时，重锤的速度大小是_______m/s，从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为____________J（结果都保留两位有效数字）(5)在数据处理中，该同学发现物体重力势能的减少量ΔEp总是_________（选填“大于”“等于”或“小于”）物体动能的增加量ΔEk，主要原因是_________(填选项前的字母)A．选用的重锤质量过大B．没用天平称重物质量C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力14、（10分）(本题9分)如图是研究平抛运动实验中描出的运动轨迹图，O点为抛出点。如果沿水平方向与竖直方向建立x、y坐标，轨迹上各点的x、y坐标值满足y与__________成正比例关系时，可以判断平抛运动轨迹是一条抛物线。如果要测量出平抛物体下落到某点如点的时间，必须测量出该点的__________。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)“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星；设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T，已知月球半径为R，引力常量为G，求月球的质量M及月球表面的重力加速度g;16、（12分）如图所示的实验装置，可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。实验器材有：斜面、弹簧(弹簧弹性系数较大)、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下：①用适当仪器测得遮光片的宽度为d；②弹簧放在挡板P和滑块之间，当弹簧为原长时，遮光板中心对准斜面上的A点；③光电门固定于斜面上的B点，并与数字计时器相连；④压缩弹簧，然后用销钉把滑块固定，此时遮光板中心对准斜面上的O点；⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L；⑥拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t；⑦移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。根据实验数据做出的－L图象为如图所示的一条直线，并测得－L图象斜率为k、纵轴截距为b。（1）根据－L图象可求得滑块经过A位置时的速度vA=____，滑块在斜面上运动的加速度a=_____。（2）实验利用光电门及公式v=测量滑块速度时，其测量值____真实值（选填“等于”、“大于”或“小于”）。（3）本实验中，往往使用的弹簧弹性系数较大，使得滑块从O到A恢复原长过程中弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，则弹簧储存的弹性势能Ep=___，Ep的测量值与真实值相比，测量值偏_____(填“大”或“小”)。17、（12分）(本题9分)某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度－时间图象如图(a)所示．降落伞用1根对称的悬绳悬挂运动员，每根悬绳与中轴线的夹角为37°，如图(b)所示．已知运动员和降落伞的质量均为50kg，不计运动员所受的阻力，打开降落伞后，降落伞所受的阻力f与下落速度v成正比，即f＝kv．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.1．求：(1)打开降落伞前运动员下落的高度；(2)阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度；(3)降落伞的悬绳能够承受的拉力至少为多少．

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、C【解析】

物体重力做功为，所以重力势能减小，A错误；物体所受的合力为，所以合力做功为，则动能增加为，C正确；物体的机械能等于动能和重力势能之和，动能增加2mgh，重力势能减小mgh，则机械能增加mgh，BD错误．【点睛】本题考查了功能关系，知道重力做功等于重力势能的减小量，合力做功等于动能的增加量．2、B【解析】

AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度是当火车转弯的速度大于，需要的向心力增大，则外轨就要对火车产生一个向内的力来提供不足的力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。故A错误，B正确；

CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，此时由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面斜向下，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使铁轨对火车的支持力变大，故CD错误。

故选A。3、A【解析】

由万有引力提供向心力有：，可得：，，A.由周期之比，可得同步卫星的轨道半径与月球的轨道半径之比，从而也就得同步卫星与月球绕地球运行的速度之比，故A正确。

B.由周期之比，可求解同步卫星和月球到地心的距离的二分之三次方之比，选项B错误；C.由周期之比，不能求解同步卫星和月球的质量之比，选项C错误；D.由周期之比，不能求解月球和地球的质量之比，选项D错误.4、B【解析】试题分析：由粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与电场方向相反，故粒子带负电，所以A错误；运动过程中，电场力方向与运动方向成钝角，所以电场力做负功、粒子的动能减小、电势能增大，故B正确、D错误；由电场线可以看出，A点电场强度大于B点电场强度，所以粒子在A所受电场力大于B点所受电场力，故B正确；考点：带电粒子在匀强电场中的运动5、B【解析】设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：t=，水平方向位移x=vt=v，平抛运动的时间由高度决定，可知大人抛出圆环的时间较长，故A错误；小孩抛出圆环时水平位移和大人相同，竖直位移小于大人的竖直位移，可知小孩的位移较小，选项B正确；环做平抛运动，则单位时间内速度变化量△v=gt=g，所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故C错误．小孩抛出的圆环运动时间较短，如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则小孩要以较大的速度抛出圈圈，故D错误；故选B．点睛：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．6、B【解析】

轻绳的拉力刚好为零时，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力等于，弹簧的压缩量；物块Q向下运动到速度最大时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量．AB．在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，弹簧由压缩变为伸长，且初始压缩量等于最终伸长量；弹簧对物块Q先做正功后做负功，物块Q的机械能先增加再减小，且初末两状态，物块Q的机械能相等．故A项错误，B项正确．C．物块Q的机械能先增加再减小，弹簧的弹性势能先减小后增大．故C项错误．D．初末两状态，物块Q的机械能相等，则此过程中Q重力势能的减少量等于Q动能的增加量．故D项错误．7、AB【解析】A、由图乙可知，当弹簧压缩量为时，有，则，故选项A正确；B、在小球下落的过程中，小球克服弹力做的功即为乙图中三角形的面积大小，即，对小球由动能定理得：，可得小球的最大动能，选项B正确；C、由于小球刚落到弹簧上端时速度不是零，故可知当弹簧的压缩量为时小球的速度还不是零，小球继续向下运动，当小球速度为零时，弹簧的最大压缩量将大于，故选项C错误；D、由上面分析可知，小球的最大压缩量将大于，则小球受到弹力的最大值大于，可知小球的最大加速度，选项D错误．点睛：解决本题的关键知道小球在整个过程中的运动情况，结合图象，综合牛顿第二定律进行分析求解．8、BD【解析】

A．因卫星运行的向心力就是它们所受的万有引力可知b所受的引力最小，故A错误．B．由可知半径r越大周期越大，所以b，c的周期相等且大于a的周期，故B正确；C．由可知半径r越大则加速度越小，所以b，c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C错误；D．由可知半径r越大则线速度越小，所以b，c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故D正确。故选BD。9、ACD【解析】

AB．对棒受力分析有变形得结合图乙可知联立解得且由可知，F的最大功率为故A正确，B错误；C．当棒的速度为1m/s时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为故C正确；D．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得即解得金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得解得由功能关系可知故D正确。故选ACD。10、BCD【解析】

A.由机械能守恒可知，mgR=mv2；解得b点时的速度为，故A不符合题意；B.对全程由动能定理可知，mgR-μmgs=0解得bc两点间的距离为，故B符合题意；C.b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由可得支持力F=3mg，由牛顿第三定律可知，物块对b点的压力为3mg；故C符合题意；D.在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了μmgs=mgR，故D符合题意；11、BCD【解析】刚开始下落时，绳子的拉力方向沿水平方向，竖直方向上只受重力，所以加速度为g，A错误；B下降的高度为，故物块B减小的重力势能为，B正确；两者的运动时间相同，B的位移为，A的位移为，故，所以物块的平均速度小于物块的平均速度，C正确；系统机械能守恒，故，根据运动的合成与分解可得，联立解得，D正确．【点睛】本题的综合性较强，特别D选项，关键是知道系统机械能守恒（但每个物块的机械能不守恒），结合斜牵引运动的分解等知识解题．12、BC【解析】试题分析：由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=1物体做平抛运动的规律水平方向上是匀速直线运动，由于A的水平位移比B的水平位移大，所以A的初速度要大，C正确；运动过程与质量无关，所以D错误故选BC考点：平抛运动；运动的合成和分解．点评：研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、秒表交流B3.01.4大于C【解析】

(1)此实验用打点计时器，则不需要使用秒表.(2)打点计时器使用交流电源.(3)使用打点计时器时，要先接通打点计时器的电源再释放重物，故选B.(4)B点的瞬时速度为：，

从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为：△Ep=mgh=0.3×9.8×0.470J≈1.4J．

(5)实验中由于空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力影响，得出重力势能的减小量总是大于动能的增加量．故选C．14、纵坐标（或下落高度、下落距离、y值）【解析】

[1][2]根据平抛运动规律，联立解得：故轨迹上各点的x、y坐标值满足y与成正比例关系时，可以判断平抛运动轨迹是一条抛物线。根据以上分析可知，时间，如果要测量出平抛物体下落到某点如点的时间，必须测量出该点的纵坐标（或下落高度、下落距离、y值）。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、,【解析】

卫星绕月球做匀速圆周运动,有解得卫星在月球表面时