2024年山西省太原市山西大学附中物理高一第二学期期末学业质量监测模拟试题含解析

2024年山西省太原市山西大学附中物理高一第二学期期末学业质量监测模拟试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)如图所示，质量相同的小球A、B，用不可伸长的轻细线分别悬挂在等高的O1、O2点，系A球的悬线比系B球的悬线长．把两球的悬线均拉至水平后将小球无初速释放，则两球经过各自的最低点时A．A球的速度等于B球的速度B．A球悬线的拉力大于B球悬线的拉力C．A球的动能大于B球的动能D．A球的机械能大于B球的机械能2、(本题9分)如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，线长l=1m，细线所受拉力达到F=19N时就会被拉断．当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断．若此时小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s2，则小球落地处距地面上P点的距离为（P点在悬点的正下方）（）A．1m B．2m C．3m D．4m3、(本题9分)下列说法错误的是（）A．汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比B．当汽车受到路面的阻力f一定时，汽车匀速运动的速度与发动机实际功率成正比C．当汽车受到路面的阻力f一定时，汽车作匀速运动的最大速度Vm，受额定功率的制约，即满足P额=fVmD．当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率等于额定功率4、(本题9分)如图所示，AB为竖直面内圆弧轨道，半径为R，BC为水平直轨道，长度也是R．一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，现使物体从轨道顶端A由静止开始下滑，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（）A．μmgRB．μmgπRC．mgRD．（1﹣μ）mgR5、(本题9分)一名消防队员从一平台上无初速度跳下，下落0.8s后双脚触地，接着用双腿弯曲的方法缓冲，又经过0.2s重心停止了下降，在该过程中（不计空气阻力），可估计地面对他双脚的平均作用力为A．自身所受重力的5倍 B．自身所受重力的8倍C．自身所受重力的4倍 D．自身所受重力的2倍6、(本题9分)下列说法中正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．物体受到恒力作用，不可能做曲线运动C．物体在变力作用下，其动能一定改变D．如果物体的动量发生变化，则其动能也一定改变7、一个100g的球从的高处落到一个水平板上又弹回到的高度，则整个过程中（）A．重力做了的负功 B．重力做的正功C．球的重力势能一定减少 D．球的重力势能一定增加8、(本题9分)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星,双星系统在银河系中很普遍．经观测某双星系统中两颗恒星A、B围绕它们连线上的某一固定点O分别做匀速圆周运动,如图所示．若A、B的质量比约为1:7,则(

)A．它们的轨道半径之比为7:1B．它们的角速度大小之比为1:7C．它们的线速度大小之比为7:1D．它们的向心加速度大小之比为1:79、如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一绝缘细线一端拉着带负电的小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，下列说法正确的是A．小球运动到最高点a时，小球的电势能一定最小B．小球运动到最高点a时，细线的拉力一定最小C．小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大D．小球运动到最低点b时，小球的机械能一定最小10、(本题9分)如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r（r<<R）的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3…N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是()A．N个小球在运动过程中始终不会散开B．第N个小球在斜面上能达到的最大高度为RC．第1个小球到达最低点的速度＞v＞D．第1个小球到达最低点的速度v＜11、(本题9分)关于重力势能，以下说法正确的是（）A．重力势能的大小是相对的B．重力势能的变化量跟物体运动路径无关C．如果一个物体克服重力做功8J，则它的重力势能就减少8JD．如果选同一个参考平面，甲、乙的重力势能分别为9J和-9J，则两个重力势能的大小是相等的12、(本题9分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤_______（填选项对应的字母）。（2）实验中得到一条纸带，如图所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，点A、C间的距离为S1，点C、E间的距离为S2，使用交流电的频率为f，设重锤质量为m，则打点计时器打C点时重锤的动能为___________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为________。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝_____________。（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤动能的增加，其原因主要是因为_____________。14、（10分）(本题9分)某同学验证“重锤做自由落体运动过程中机械能守恒”的实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，只能研究中间某过程机械能是否守恒。如图所示，相邻两个计数点间还有一个点未画出，用刻度尺测出各计数点之间的距离：S1=2.80cm，S2=4.40cm，S3=5.95cm，S4=7.55cm，S5=9.05cm。已知打点计时器工作频率为50Hz，重锤的质量为1kg，重力加速度g=10m/s2。利用以上纸带可以求出在打第2个点到第5个点的过程中重锤重力势能的减少量为__________J，重锤动能的增加量为___________J（计算结果均保留3位有效数字）。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，光滑水平面上小球A、B分别以3.2m/s、2.0m/s的速率相向运动，碰撞后A球静止．已知碰撞时间为0.05s，A、B的质量均为0.5kg．求：(1)碰撞后B球的速度大小；(2)碰撞过程A对B平均作用力的大小．16、（12分）“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想，若机器人“玉兔号”在月球表面做了竖直上抛实验，测得物体以初速v0抛出后，空中的运动时间为t，已知月球半径为R，求：（1）月球表面重力加速度g；（2）探测器绕月做周期为T的匀速圆周运动时离月球表面的高度H．17、（12分）(本题9分)如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝1kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切．一质量m＝1kg的小滑块自A点沿弧面由静止滑下，A点距离长木板上表面高度h＝0.6m．滑块在木板上滑行t＝1s后，和木板以共同速度v＝1m/s匀速运动，取g＝10m/s1．求：(1)滑块与木板间的摩擦力大小；(1)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功；(3)滑块相对木板滑行的距离．

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】

根据动能定理或机械能守恒求出在最低点的速度表达式，可比较出A、B两球的速度大小．A、B两球在向下运动的过程中，只有重力做功，机械能都守恒，比较出初始位置的机械能即可知道在最低点的机械能大小．根据拉力与重力的合力提供向心力，F-mg=m，得出拉力的大小，从而可以比较出两球摆线的拉力．【详解】根据动能定理mgL=mv2，得v=，L越大，速度越大，所以A球的速度大于B球的速度。故A错误。由F-mg=m，得，F=mg+m=3mg，与摆线的长度无关。所以两球摆线拉力大小相等。故B错误。到达最低点的动能Ek=mv2=mgL，则A球的动能大于B球的动能，故C正确。两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等。故D错误。故选C。【点睛】解决本题的关键掌握动能定理和机械能守恒定律，知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力．2、C【解析】试题分析：球摆到最低点时，由,解得小球经过最低点时的速度，小球平抛运动的时间,所以小球落地处到地面上P点的距离x=vt=3m，故选C．考点：牛顿第二定律；平抛运动名师点睛：本题是向心力知识、牛顿第二定律和平抛运动知识的综合，关键是能在小球的最低点列出牛顿第二定律方程求解速度，然后根据平抛运动在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动列得方程即可求解；比较简单．3、D【解析】

功率不变，根据P=Fv，判断牵引力的大小与速度大小的关系；根据p=Fv可知汽车牵引力等于阻力时，车速最大；根据P=Fv，判断牵引力的变化，根据牛顿第二定律判断加速度的变化。【详解】A项：根据P=Fv，汽车发动机功率一定时，牵引力的大小一定与速度大小成反比，故A正确；B项：当汽车受到路面的阻力f一定时，由P=Fv=fV可知，汽车匀速运动的速度与发动机实际功率成正比，故B正确；C项：根据p=Fv可知，v=PD项：汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率不一定等于额定功率，可以小于额定功率，故D错误。本题选错误的，故选：D。【点睛】解决本题的关键掌握功率与牵引力的关系，注意理解控制变量法在功率问题中的应用。4、D【解析】以物体为研究对象，全程由动能定理可知，mgR+Wf+W=0，其中W=-μmgR，解得Wf=μmgR-mgR=（μ-1）mgR，故AB段克服摩擦力做功为W克=（1-μ）mgR，所以D正确，ABC错误．5、A【解析】

以向下为正，对消防队员下落的全程使用动量定理可得：代入数据解得：故A正确，BCD错误．故选A。6、A【解析】

A．物体做曲线运动则速度方向一定会发生改变，故一定是变速运动，故A正确.B．曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，与是否是恒力无关，平抛运动合力就是恒定的，但与速度不共线，故B错误;C．变力可能是方向变化，大小不变，例如匀速圆周运动的合力就是变力，一直和速度方向垂直，速度大小不变方向改变，动能不变，故C错误.D．物体动量发生变化有可能是速度方向发生了变化，但大小不变，此时动能不变，故D错误.7、BC【解析】

AB．物体高度下降了则重力做正功为故A错误，B正确；CD．重力做功多少等于重力势能的减小量，故小球的重力势能一定减少0.45J，故C正确，D错误。故选BC。8、AC【解析】B、双星系统中两颗恒星具有相同的角速度，故B错误；A、轨道半径分别为r1和r2，双星间的万有引力分别提供各自圆周运动的向心力，故有，解得，故A正确；C、根据，它们的线速度大小之比，故C正确；D、根据，它们的向心加速度大小之比为，故D错误；故选AC．【点睛】两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，两颗恒星有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题．9、AD【解析】

A项：从b到a，电场力做正功，电势能减小，故小球经过a点时的电势能最小，故A正确；B、C项：小球在电场中受到重力和竖直向上的电场力作用，当重力大于电场力时，小球从最低点到最高点时，合力做负功，速度减小，则小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大，动能最大；当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变，细线拉力大小保持不变，当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点时，小球的速度最小，故BC错误；D项：、当小球从最低点到最高点的过程中，电场力做正功，电势能减小，小球运动到最高点时，小球的电势能最小，机械能最大，所以小球运动到最低点b时，小球的机械能一定最小，故D正确。10、AD【解析】试题分析：N个小球在圆弧轨道运动过程中，每个小球的加速度大小都小于g，而在倾斜轨道运动过程中，每个小球的加速度大小都大于g，水平轨道每个小球的速度大小相等，故N个小球在运动过程中始终不会散开，选项A正确；由于系统初位置的重心（在AB弧的中点）距水平面的高度h<R，选项B错误；N个小球组成的系统满足机械能守恒，Nmgh=Nmv2<NmgR，所以v<，选项D正确、选项C错误．考点：机械能守恒定律11、AB【解析】

A．由定义式可知，重力势能的大小是相对的，故A正确；B．重力势能的变化量取决于重力所做的功，与运动路径无关，故B正确；C．一个物体克服重力做功8J，则重力势能增加8J，故C错误；D．对于同一参考平面，正的重力势能一定比负的重力势能大，故D错误；故选AB．【点睛】重力势能大小为mgh，h为物体相对于零势能面的高度；重力做功和路径无关，重力势能的变化量也与路径无关．重力势能的正负表示大小．12、AC【解析】

试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．考点：圆周运动的实例分析【名师点睛】此题是圆周运动的实例分析问题；解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCDmg（S0+S1）大于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，阻力做负功。【解析】

(1)[1]打点计时器的工作电压均为交流电压，故B不恰当；本实验是通过比较动能增加量与重力势能的减少量是否相等，来验证机械能是否守恒，所以只要不要求计算两者的具体数值，可以不测量质量，故C没有必要；应该是先接通电源，后释放纸带，故D不恰当；故填BCD。(2)[2][3]