湖北省巴东一中2023-2024学年物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

湖北省巴东一中2023-2024学年物理高一第二学期期末质量检测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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)质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线．已知从时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是A．时间内，汽车牵引力的功率保持不变B．时间内，汽车的功率等于C．时间内，汽车的平均速率小于D．汽车运动的最大速率2、(本题9分)行星A、B都可看作质量分布均匀的球体，其质量之比为1∶2、半径之比为1∶2，则行星A、B的第一宇宙速度大小之比为A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．1∶43、(本题9分)如图所示，有一光滑斜面倾角为θ，放在水平面上，用固定的竖直挡板A与斜面夹住一个光滑球，球质量为m。若要使球对竖直挡板无压力，球连同斜面应一起（）A．水平向右加速，加速度a=gtanθC．水平向右减速，加速度a=gsinθ4、(本题9分)一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为T．关于这些物理量的关系，下列说法正确的是A． B． C． D．5、(本题9分)汽车以20m/s的速度匀速运动，发现前方有障碍物立即以大小为5m/s2的加速度刹车，则汽车刹车后第2s内的位移和刹车后5s内的位移为（

）A．30m,40m B．30m,37.5m C．12.5m,40

m D．12.5m,37.5m6、(本题9分)质量为20kg的铁板、厚度不计，平放在二楼的地面上．二楼地面与楼外地面高度差为3m．这块铁板相对二楼地面和楼外地面的重力势能分别为A．600J、0 B．0、600J C．1200J、0 D．0、1200J7、(本题9分)在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v－t图，可能正确的是：（）A． B． C． D．8、(本题9分)如图所示，一质量m2＝0.25kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3＝0.30kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ＝0.45，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1＝0.05kg的子弹以水平速度v0＝18m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短。若使小物体不从车顶上滑落，g取10m/s2。下列分析正确的是（）A．小物体在小车上相对小车滑行的时间sB．最后小物体与小车的共同速度为3m/sC．小车的最小长度为1.0mD．小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45N·s9、(本题9分)在某一稳定轨道运行的空间站中，物体处于完全失重状态。如图所示的均匀螺旋轨道竖直放置，整个轨道光滑，P，Q点分别对应螺旋轨道中两个圆周的最高点，对应的圆周运动轨道半径分别为R和r（R＞r）。宇航员让一小球以一定的速度v滑上轨道，下列说法正确的是（）A．小球经过P点时比经过Q点时角速度小B．小球经过P点时比经过Q点时线速度小C．如果减小小球的初速度，小球可能不能到达P点D．小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力10、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角。B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态（弹簧弹性势能，其中x为弹簧的形变量）。现释放A，此后运动过程中，下列说法正确的是（）A．当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度最大B．A获得最大速度为C．弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A小球机械能一直减小11、如图所示，一个由金属圆管制成的半径为R的光滑圆弧轨道固定在水平地面上，在轨道右侧的正上方金属小球由静止释放，小球距离地面的高度用h表示，则下列说法正确的是（）A．若则小球能沿轨道运动到最高点对轨道的无压力B．若h从2R开始增大，小球到达轨道的最高点对轨道的压力也增大C．适当调整h，可使小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D．若h从2.5R开始增大，小球到达轨道的最高点和最低点对轨道的压力差保持不变12、如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，都用长为L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离减为，可采用以下哪些方法（）A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示，利用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上的固定挡板处由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从挡板位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。（1）实验中，除了斜槽轨道、重锤、两个小球、白纸、复写纸、刻度尺之外，下列器材中还必须使用的两种器材是__________.A．秒表B．天平C．圆规D．打点计时器（2）实验中，为了减小误差，入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应满足m1________m2（选填“>”或“<”）。实验中通过测量小球运动的水平射程来“替代”小球碰撞前后的速度，为了进行这样“替代”，在安装斜槽时必须保证__________.（3）实验中A球的水平射程OP与球A的质量__________（选填“无关”或“有关”），实验中若需要减小OP的距离，可以进行的操作是____________________.（4）若入射小球和被碰小球的质量分别为m1和m2，测出OM、OP、ON的距离，在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；若还满足关系式__________，则碰撞是弹性碰撞.14、（10分）(本题9分)某同学用下图所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．回答下列问题：（1）在安装实验器材时斜槽的末端应____________．（2）小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma_____mb，两球的半径应满足ra______rb（选填“＞”、“＜”或“=”）．（3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的________点和_________点．在本实验中结合图，验证动量守恒的验证式是下列选项中的_____________．A．

B．

C．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，质量均为m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m的小明站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面的速度为v，接着木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后被小明接住，求小明接住木箱后三者共同速度的大小。16、（12分）(本题9分)如图所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m2的小球乙静止在水平轨道上，质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰.若m1∶m2＝2∶3，且轨道足够长，（1）第一次碰撞后的瞬间两球的速度分别多大；（2）要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ应满足什么条件？.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)17、（12分）(本题9分)如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点．现将一质量为m的带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：（1）小球在A点受到的静电力大小（2）小球在B点的加速度大小（3）AB间的电势差(用k、Q和L表示)

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、D【解析】

A、时间内，汽车做匀变速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率，牵引力的功率随时间均匀增加，A错误B、时间内汽车的功率不变等于t1时刻的功率，可得，B错误C、时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，C错误D、汽车的最大速度，D正确2、C【解析】

根据第一宇宙速度计算的表达式可得，行星A、B的第一宇宙速度大小之比为1：1，C正确ABD错误3、B【解析】小球受重力和斜面的支持力，根据受力，知道两个力的合力方向水平向左，所以整体的加速度方向水平向左．根据平行四边形定则，F合=mgtanθ，则a=F．故B正确，ACD错误．故选B．

点睛：解决本题的关键知道球与斜面具有共同的加速度，通过隔离对球分析，运用牛顿第二定律得出斜面的加速度．4、D【解析】周期是完成一次全振动所需要的时间，所以，D对；5、C【解析】

汽车刹车减速至0，用时：汽车刹车减速至0的过程的逆过程视为初速度为0的匀加速直线运动，则汽车刹车后前内的位移：解得：刹车后前内的位移：解得：则第内的位移：汽车刹车后内的位移与内的位移相同：解得：C正确，ABD错误。故选C。6、B【解析】试题分析：铁板相对于二楼平面的高度是零，故铁板相对于二楼平面的重力势能为零；铁板相对于楼外地面的高度为3m，则铁板相对于二楼平面的重力势能EP=mgh=200×3=600J．故选B．7、CD【解析】

根据楞次定律的“来拒去留”可知线框受到向上的安培力，线框由静止向下做加速运动，设线框的有效切割磁感线的长度为L，线框的电阻为R，则有，根据欧姆定律可得，故，根据牛顿第二定律可得，故，运动过程中，L在变大，v在变大，故加速度在减小，即速度时间图像的斜率再减小，故AB错误；由于不知道当线框完全进入磁场时重力和安培力的关系，所以之后线框的速度可能继续增大，可能恒定不变，故CD正确8、AD【解析】

子弹射入小车的过程中，由动量守恒定律得：，解得v1=3m/s；小物体在小车上滑行过程中，由动量守恒定律得：解得v2=1.5m/s；以小物体为对象，由动量定理得：，解得，小车对小物体的摩擦力的冲量为I=0.45N·s当系统相对静止，小物体在小车上滑行的距离为l，由能量守恒定律得：解得l=0.5m，所以小车的最小长度为0.5m。A.小物体在小车上相对小车滑行的时间s，与上面计算结果相符，故A正确；B.最后小物体与小车的共同速度v2=1.5m/s，故B错误；C.小车的最小长度为0.5m，故C错误；D.小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45N·s，与上面计算结果相符，故D正确。9、AD【解析】

AB.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，且支持力始终不做功，则速率不变，即小球经过P点时与经过Q点时线速度大小相等，由R＞r，根据，可知小球经过P点时比经过Q点时角速度小，故A正确，B错误；C.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，且支持力始终不做功，则速率不变，若减小小球的初速度，小球可以到达P点，故C错误；D.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，则有：，由于支持力始终不做功，则速率不变，又R＞r，所以小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力，故D正确。10、BCD【解析】

A．设初态弹簧的压缩量为，因B球平衡且细绳拉直无拉力，有设C球刚要离开地面时弹簧伸长量为，对C球的平衡有可得此时细绳、B球和A球的系统，沿着绳的方向有则B球和A球已经在沿着绳的方向减速运动，故当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度不是最大，故A错误；B．细绳、B球和A球的系统在沿着绳的方向的加速度为零时，A和B的速度达到最大，则动能最大在弹簧处于原长时，由能量守恒定律有解得A获得的最大速度为故B正确；C．B与A的系统动能最大时弹簧处于原长，则有弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大，故C正确；D．从释放A到C刚离开地面的过程中，对A球而言除重力外只有绳的拉力做负功，则A球的机械能一直减小，故D正确。故选BCD。11、CD【解析】

对小球先自由落体再通过环形轨道到达最高点的过程，由动能定理可得小球到达环形轨道最高点的速度A．若，可知小球到达最高点的速度刚好为零，也是刚好能过环形轨道最高点的最小速度，此时的向心力为零，则内侧轨道对球有向上的支持力等于mg，故A错误；B．若h从2R开始增大，小球过最高点有不等于零的速度，当时，满足内侧轨道的支持力随速度的增大而减小到零；当时，外侧轨道提供向下的支持力力，有外侧轨道的支持力随速度的增大而增大，故B错误；C．若小球从槽口平抛落到端口，有，联立速度公式可解得故适当调整，可使小球从轨道最高点飞出后恰好落在轨道右端口处，故C正确；D．设在最低点速率为，最高点速率为，最低点由牛顿第二定律因h从2.5R开始增大，由动能定理可知在最高点的速度取值从开始，则外侧轨道提供支持力，由牛顿第二定律从最低点到最高点的过程，由动能定理联立可得再由牛顿第三定律可知最低点和最高点的压力差恒为6mg，故D正确。故选CD。12、BD【解析】

AB．如图所示，B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反；

由几何关系可知，；而库仑力；即：；要使d变为，可以使质量增大到原来的8倍而保证上式成立；故A错误，B正确；CD．或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时小球B的质量增加到原来的2倍，也可保证等式成立；故选项C错误，D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BC>斜槽末端水平无关减小斜槽高度或降低挡板高度m1OP=m1OM+m2ONm1OP2=m1OM2+m2ON2(或OP+OM=ON)【解析】

(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，确定落点的平均位置要用圆规，测量小球落地点的距离需要毫米刻度尺，因此还需要的实验器材有BC.(2)[2]为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量,即m1[3]为了保证小球离开斜槽做平抛运动，则需保证斜槽末端水平.(3)[4]实验中A球的水平射程OP=v0t,而A球每次从同一高度静止滚下，则每次到达斜槽末端的速度大小相同，同时平抛的时间t一定，故水平射程与A球的质量无关.[5]为了减小OP，可减少v0，则减小A球的重力做功，故可减小斜槽高度或降低挡板高度.[6]根据两球碰撞m1v0=m1v1+m2v2m1OP=m1OM+m2ON.[7]若碰撞是弹性碰撞