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_第1页
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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,

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