吉林省长春市第一五一中学2023-2024学年物理高一下期末学业水平测试试题含解析

吉林省长春市第一五一中学2023-2024学年物理高一下期末学业水平测试试题注意事项: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：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、如图所示，一平底试管，管内放一质量为m的球，现驱使试管绕开口端在竖直平面内匀速转动，若通过最高点时，小球对管底刚好无压力，则通过最低点时，小球对管底的压力大小为:()A．mg B．2mg C．3mg D．6mg2、(本题9分)开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上B．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C．行星公转周期与行星的质量有关D．所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比3、(本题9分)如图所示，在与水平方向成θ（0°<θ<90°）角的恒力F作用下，行李箱沿水平方向移动了一段距离x，该过程中，关于恒力F对行李箱做的功，下列说法正确的是A．不做功B．一直做正功C．一直做负功D．先做正功后做负功4、一物体以初速度水平抛出，经1s其速度方向与水平成60°角，g取10m/s2，则初速度v0的大小是()A．m/s B．m/s C．5m/s D．m/s5、(本题9分)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动且轴线竖直，两个质量相同的球甲、乙紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，半径，则A．线速度B．对筒壁的弹力C．加速度D．角速度6、如图所示的装置中，木块B放在光滑的水平桌面上，子弹A以水平速度射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内．然后将轻弹簧压缩到最短，已知本块B的质量为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中A．系统的动量不守恒，机械能守恒B．系统的动量守恒，机械能不守恒C．系统损失的机械能为D．弹簧最大的弹性势能小于7、(本题9分)如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使其做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是()A．a处为拉力，b处为拉力B．a处为拉力，b处为推力C．a处为推力，b处为拉力D．a处为推力，b处为推力8、(本题9分)如图所示，相同质量的三个物块同时由静止开始，分别沿着底边长度相同而倾角不同的固定斜面a、b、c由顶端滑到底端，则下列叙述正确的是（）A．若物块与斜面间的动摩擦因素相同，则三个物块损失的机械能相同B．若物块到达底端时的动能相同，则物块与斜面c之间的动摩擦因素最大C．若斜面光滑，则在斜面c上运动的物块一定最后到达斜面底端D．若斜面光滑，则三个物块一定同时运动到斜面底端9、(本题9分)如图所示，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系住一质量为m的小球，将细绳拉直至水平，小球从P位置从静止开始释放，运动过程中通过最低位置Q，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．从P到Q过程中，小球重力功率一直增大B．从P到Q过程中，小球重力功率先增大后减小C．小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=3mgD．小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=2mg10、(本题9分)如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和1kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.1m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s1．则下列说法中正确的是（）A．下滑的整个过程中A球机械能不守恒B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为1m/sD．下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J二、实验题11、（4分）(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带、打点计时器和重物外，还需选用下述哪种仪器？（）A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．弹簧秤12、（10分）(本题9分)（某小组通过实验测绘一个标有“5.0V7.5W”某元件的伏安特性曲线，电路图如图甲所示，备有下列器材：A．电池组（电动势为6.0V，内阻约为1Ω）B．电压表（量程为0〜3V，内阻RV=3kΩ）C．电流表（量程为0〜1.5A，内阻约为0.5Ω）D．滑动变阻R（最大阻值10Ω，额定电流1A）E．定值电阻R1（电阻值为3kΩ）F．定值电阻R2（电阻值为1.5kΩ）G．开关和导线若干（1）实验中所用定值电阻应选__（填“E”或“F”）．（2）根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整______．（3）某次实验时，电压表示数指针位置如图丙所示，则电压表读数是__V；元件两端电压是__V．（4）通过实验数据描绘出该元件的伏安特性曲线如图丁所示，若把该元件与电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电源相连接，则此时该元件的电阻值约为__Ω．（计算结果保留2位有效数字）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)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气虹与活塞间有柴油与空气的混合物．在重锤与桩碰摊的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动．现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为，锤在桩帽以上高度为处（如图）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上，同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这过程的时间极短．随后，桩在泥土中向下移动一距离．已知锤反跳后到达最高点时，锺与已停下的桩子之间的距离也为（如图2）．已知，，，，重力加速度，混合物的质量不计，设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力是恒力，求：（1）重锤与桩子发生碰撞之前的速度大小；（2）重锤与桩子发生碰后即将分离瞬间，桩子的速度大小；（3）桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力的大小．14、（14分）如图所示，长木板质量M=3kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1kg的物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10m/s1．（1）.为使物块A与木板发生相对滑动，F至少为多少？（1）.若F=8N，求物块A经过多长时间与B相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A、B的速度分别是多少？15、（13分）如图所示，一质量m=2×10-4kg，电荷量q=+3×10-9C的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上（A、B均可视为点电荷）。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度g=10ms(1)小球A受到的静电力大小；(2)小球A所在位置的场强大小和方向；(3)小球B的电荷量。

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】

通过最高点时小球对管底刚好无压力，则重力提供向心力，设最高点速度为v0即：移项得：运动到最低点的过程中，设最低点速度为v，由动能定理得：即：设在最低点时轨道对其支持力为N，则：即：A．描述与分析不符，故A错误.B．描述与分析不符，故B错误.C．描述与分析不符，故C错误.D．描述与分析相符，故D正确.2、B【解析】A、根据第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；所以A错误。B、根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大；所以B正确。C、D、开普勒第三定律中的公式R3T2【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键。3、B【解析】

根据功的概念W=Fxcosθ可知，因0°<θ<90°，则cosθ>0，则W>0；即恒力F对行李箱做正功；A.不做功，与结论不相符，选项A错误；B.一直做正功，与结论相符，选项B正确；C.一直做负功，与结论不相符，选项C错误；D.先做正功后做负功，与结论不相符，选项D错误。4、A【解析】

设物体平抛的初速度为v0，运动过程如图：1s末物体的竖直方向的分速度为：vy=gt=10m/s，由几何关系得：，解得：m/s，故A正确，BCD错误。5、A【解析】

小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据比较线速度、角速度、向心加速度的大小.【详解】两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，合力的方向都沿水平方向。根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等。根据，得，合力、质量相等，r大线速度大，所以球甲的线速度大于球乙的线速度。故A正确，B错误。根据可知，由于合力相同，故向心加速度相同，故C错误；根据得：，r大则角速度小。所以球甲的角速度小于球乙的角速度。故D错误。故选A。【点睛】对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；本题关键是对小球受力分析，知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力。6、CD【解析】

AB.由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB错误；C.对子弹和木块由动量守恒及能量守恒得，，系统损失的机械能为，故C正确；D.由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于最初的动能，故D正确．7、AB【解析】

小球做圆周运动，在最高点和最低点时，由合力提供向心力；在最高点，小球受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图

根据牛顿第二定律得到，；

当F1＜0，为支持力，向上；

当F1＞0，为拉力，向下；

当F1=0，无弹力；

由牛顿第三定律知，在a处杆对球可能为拉力，也可能为推力．

球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图

由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力；故AB正确，CD错误．8、AB【解析】

A.摩擦力做功W=μmg与θ角无关，所以若物块与斜面间的动摩擦因素相同，则三个物块损失的机械能相同，故A正确；B.由动能定理可得，物块到达底端时的动能E物块到达底端时的动能相等，因为c初位置最高，说明物块与斜面c之间摩擦力做功最多，而底边长度相同，所以物块与斜面c之间的动摩擦因素最大，故B正确；CD.若斜面光滑，由运动学公式可知：L解得：t=当θ=45°时，用时最短，由于不知道三个斜面的倾角，所以无法在哪个斜面上的物体先到达底端，故CD错误。9、BC【解析】

AB．在释放时，速度为零，重力的重力为零，在Q点时，速度方向与重力方向垂直，重力的功率为零，在下降过程中，速度在竖直方向的分量先增大后减小，故小球重力功率先增大后减小，故A错误，B正确；CD．根据机械能守恒定律可知在最低点解得故C正确，D错误；故选BC．【点睛】根据机械能守恒定律判断出速度的变化，利用速度的分解求得竖直方向速度的变化，有P=mgv判断重力的功率，根据牛顿第二定律求得在最低点的拉力．10、AD【解析】

AB．在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B在水平面滑行，而A在斜面滑行时，杆的弹力对A做功，所以A球机械能不守恒，故选项A正确，B错误；C．根据系统机械能守恒得，代入解得，故选项C错误．D．系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为，故选项D正确．二、实验题11、B【解析】A项：实验中有打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误；B项：在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正确；C项：而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误；D项：实验中不要测物体的重力或质量，所以不用弹簧秤，故D错误．点晴：根据验证机械能守恒定律的原理及实验方法，明确需要测量的数据，则可知需要的器材．12、E;2.20;4.4;2.1;【解析】（1）电源电动势6V，电压表量程为3V，内阻为3kΩ，则可将电压表扩大量程，串联一个大小为3kΩ分压电阻后，量程扩大到6V，则定值电阻应该选择F.（2）实物电路连接如图；（3）某次实验时，电压表示数指针位置如图丙所示，则电压表读数是2.2V；元件两端电压是2×2.2=4.4V.（4）设通过每个元件的电流为I，根据闭合电路欧姆定律应有E=U+2Ir，变形为U=4.5-3I，此即为表示电源的I-U图象；在表示小灯泡的I-U图象中同时作出表示电源的I-U图象，如图所示，读出两图线的交点坐标为U=1.7V，I=1.0A，所以每个元件的电阻为R=U/I=1.7Ω.点睛：本题考查非线性元件的伏安特性曲线中的仪表的选择及接法，涉及到电表的改装问题；一般来说本实验都是采用分压外接法．求元件电阻时，需要在U-I图象中再画出表示电源的U-I图象，根据交点坐标来求电阻或者功率．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、（1）（2）见解析（3）【解析】（1）锤自由下落，设碰桩前速度大小为，由动能定理得：化简得：即锤与桩碰撞前的瞬间，锤速度的大小为（2）碰后，设碰后锤的速度大小为，