辽宁省重点高中协作校2023-2024学年高一物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

辽宁省重点高中协作校2023-2024学年高一物理第二学期期末学业质量监测试题注意事项: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，为一皮带传送装置，右轮半径为r，a是其边缘上一点，左侧为一轮轴，大轮半径为4r，小轮半轻为2r，b在小轮上，到小轮中心的距离为r，c在小轮边缘上，d在大轮边缘上，以下关系错误的是A．a和c的线速度相等B．b、c和d角速度相等C．va:vb:vc:vd=2:1:2:4D．aa:ab:ac:ad=2:1:2:42、如图所示，一直径为d的纸质圆筒以角速度ω绕轴O高速转动，现有一颗子弹沿直径穿过圆筒，若子弹在圆筒转动不到半周时，在筒上留下a、b两个弹孔，已知aO、bO间夹角为，则子弹的速率为()A． B． C． D．3、(本题9分)如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，汽车匀速向左运动，则()A．重物匀速上升B．重物减速上升C．重物加速上升D．重物处于失重状态4、(本题9分)如图所示，小球P粘在细直杆的一端，球随杆一起绕O作圆周运动，球在最高点时杆对球的作用力：（）A．一定是拉力B．一定是支持力C．无作用力D．可能是拉力，也可能是支持力，也可能无作用力5、(本题9分)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示，我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将小球从弧形轨道上端距地面高度为h处释放，小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动。欲使小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力等于小球的重力，则h与R应满足的关系是（不考虑摩擦阻力和空气阻力）()A．h=2RB．h=2.5RC．h=3RD．h=3.5R6、(本题9分)如图所示，窗子上、下沿间的高度H＝1.6m，墙的厚度d＝0.4m，某人在离墙壁距离L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.1m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s1．则v的取值范围是()A．v>7m/sB．v<1.3m/sC．3m/s<v<7m/sD．1.3m/s<v<3m/s7、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（）A．a对b的静电力一定是引力B．a对b的静电力可能是斥力C．a的电量可能比b少D．a的电量一定比b多8、(本题9分)1019年4月10日11点，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。科学家曾在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，将黑洞视为质点，且两黑洞与圆心始终在一条直线上。若其中一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1，另一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1．根据所学知识，下列选项正确的是（）A．双黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．双黑洞的轨道半径之比r1：r1＝M1：M1C．双黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．两黑洞的周期之比为T1：T1＝l：19、如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d。m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中()A．m1的最小速度可能是0B．m1的最小速度可能是m1-C．m2的最大速度可能是v1D．m2的最大速度可能是m1m10、下列物体中，机械能守恒的是()A．做平抛运动的物体B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．物体以4511、如图所示,长为L的细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方L/2钉一个光滑的钉子A,小球开始时θ=60°的位置摆下.则细绳碰到钉子前后，下列说法正确的是（

）A．绳对小球的拉力之比为2：3 B．小球所受合外力之比为1：2C．小球做圆周运动的线速度之比为2：3 D．小球做圆周运动的角速度之比为1：212、(本题9分)关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是：（）A．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最小速度B．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度C．它是使人造地球卫星绕地球运行的最小发射速度D．它是使人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)以下为探究恒力做功和物体动能变化关系的实验。(1)某同学的实验方案如图甲所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的买验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：①________;②__________.(2)要验证合外力的功与动能变化的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有_________(3)若根据多次测量数据画出的W-V草图如图乙所示，根据图线形状可知，对W与V的关系作出的以下猜想肯定不正确的是__________。A．W∝VB．W∝1VC．W∝V2D．W∝V14、（10分）如图为探究平抛运动规律的一种方法。用两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射物体，在两个坐标轴上留下了物体的两个“影子”，O点作为计时起点，其运动规律为x＝3t，y＝t+5t2（式中的物理量单位均为国际制单位），经1s到达轨迹A点（g＝10m/s2）。下列说法正确的是（）A．O点为平抛运动的起点B．物体运动轨迹方程为y=C．物体在A点的速度大小为4m/sD．O、A两点距高为3m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）如题图所示，水平轨道与竖直平面内的光滑半圆形轨道平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.40m．一轻质弹簧的左端固定在墙M上，右端连接一个质量m=0.10kg的小滑块．开始时滑块静止在P点，弹簧正好处于原长．现水平向左推滑块压缩弹簧，使弹簧具有一定的弹性势能Ep，然后释放滑块，运动到最高点A时的速度vA=3.0m/s．已知水平轨道MP部分是光滑的，滑块与水平轨道PB间的动摩擦因数μ=0.15，PB=1.0m，取g=l0m/s1．求：（1）滑块在圆弧轨道起点B的速度vB．（1）滑块由A点抛出后，落地点与A点间的水平距离x．（3）若要求滑块过圆弧轨道最高点A后，落在水平面PB段且最远不超过P点，求弹簧处于压缩状态时具有的弹性势能Ep的范围．16、（12分）(本题9分)如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，已知板长为l，板间电压为U，板间距为d，粒子能够射出电场，不计粒子的重力．因为粒子在电场中只受到竖直向下的恒定的电场力作用，所以粒子在水平方向做匀速直线运动，在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，其合运动类似于平抛运动．求：(1)粒子在电场中的加速度大小；(2)粒子通过电场的时间；(3)粒子射出电场时竖直方向的速度；(4)粒子射出电场时合速度与初速度方向的夹角的正切值；(5)粒子射出电场时沿电场方向偏移的距离．17、（12分）(本题9分)已知地球质量M，半径R，万有引力常量G，求地球同步卫星距离地面的高度？

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.a、c两点为同缘转动，则线速度大小相等，选项A正确；B.b、c和d三点都是同轴转动，则角速度相等，选项B正确；C.因va:vc=1:1；b、c和d三点都是同轴转动，则角速度相等，根据v=rω，则vb:vc:vd=1:2:4，则va:vb:vc:vd=2:1:2:4，选项C正确；D.根据a=v2/r可知，aa:ab:ac:ad=4:1:2:4，选项D错误.此题选择不正确的选项，故选D.2、B【解析】

设子弹的速度为v0，由题意知，子弹穿过两个孔所需时间；若子弹穿过圆筒时间小于半个周期，纸质圆筒在这段时间内转过角度为π-φ，由角速度的公式有；由两式解得．A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；3、C【解析】设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于物体的速度，根据平行四边形定则得，vB=vcosθ，车子在匀速向左的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以物体的速度增大，重物做加速运动，重物处于超重状态，故C正确故选C4、D【解析】试题分析：对小球受力分析，受重力，杆的作用力，假设杆的作用力向下，如图；由牛顿第二定律得，；解得，讨论：①当F=0时，无作用力；②当F＞0时，一定是拉力；③当F＜0时，一定是支持力；故D正确；考点：考查了圆周运动实例分析5、C【解析】试题分析：小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力恰好等于零时重力完全充当向心力，根据牛顿运动定律和机械能守恒定律分析解题小球恰能通过圆轨道最高点时，重力提供向心力，即应满足：mg=v2R，小球运动到最高点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律：mg6、C【解析】

小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大．此时有：L=vmaxt，h=gt1，代入数据解得vmax=7m/s，恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有：L+d=vmint′，H+h=gt′1，代入数据解得vmin=3m/s，故v的取值范围是3m/s＜v＜7m/s，故C正确，ABD错误．7、AD【解析】

AB．根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，故A正确，B错误；CD．根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此a的电量一定比b多。故C错误，D正确；8、BCD【解析】

AD.一对相互环绕旋转的超大质量不等的双黑洞系统，在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，绕它们连线上某点做匀速圆周运动，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A项不合题意，D项符合题意；B.根据万有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B项符合题意.C.根据a＝ω1r，因为a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C项符合题意.9、ABC【解析】

从小球m1到达最近位置后继续前进，此后拉到m2前进，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2加速，当两球再次相距最近时，m1达到最小速度，m2达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：m1v1=m1v1′+m2v212m1v12=12m1v1′2+12m2v解得：v1′=m1-m2m1+m2故m2的最大速度为2m1m1+m2v1，此时由于m1＜m2，可知当m2的速度最大时，m1的速度小于1，即m1的速度方向为向左，所以m1的最小速度等于1．A.A项与上述分析结论相符，故A符合题意；B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意；D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意。10、AC【解析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧的弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。【详解】A项：平抛运动的物体只受到重力的作用，所以机械能守恒，故A正确；B项：被匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能增大；故机械能增大，故机械能不守恒，故B错误；C项：物体沿光滑曲面上自由下滑，曲面的支持力不做功，只有重力做功，物体的机械能守恒，故C正确；D项：物体以a=4故应选AC。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，分析物体的受力情况，判断做功情况是关键。11、ABD【解析】

A．在最低点由牛顿第二定律得T−mg＝m，则拉力为T＝mg+m，和钉子接触前绳子拉力为T1＝mg+m＝2mg，接触钉子后半径变为原来的一半，绳子对小球的拉力T′＝mg+m＝3mg，所以接触钉子前后绳子的拉力之比为2：3，故A正确；B．线速度大小不变，半径变为原来的一半，向心力（合力）增大为原来的2倍，故B正确；C．小球由初始位置到最低点的过程中，由动能定理得：mgl（1-cos60°）=mv2，则到达最低点的速度为，和钉子接触瞬间速度不突变，故C错误；D．根据ω＝知，线速度不变，半径变为原来的一半，故角速度变为原来的两倍，所以角速度之比为1：2，故D正确；12、BC【解析】由知，第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度，A对，BD错；第一宇宙速度也是能使卫星绕地球运行的最小发射速度，C对．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、平衡摩擦力钩码的质量远远小于小车的质量钩码的重力和小车的质量AB【解析】

实验要探究合力做的功和小车速度的变化关系，而本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，故需对小车受力分析后，结合受力情况，设法改进实验方法，找到使勾码重力等于拉力的方法；根据功和动能的表达式，可以直接得到结论；结合数学中函数图象的知识，可以分析得到结论。【详解】解：(1)实验要探究合力做的功和小车速度的变化关系，而本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，对小车受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力；要使拉力近似等于合力，可将长木板一段垫高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因为中间还有滑轮与轴之间的摩擦阻力，故拉力近似等于合力；砝码加速下降，处于失重状态，要使砝码的重力近似等于拉力，还要求钩码的质量远小于小车的质量，证明如下：设小车的质量M，砝码的质量m，已经平衡摩擦力，则根据牛顿第二定律，有mg-F=ma，F=(M+m)a所以a=mgF=只有当m<<M时，有M+m≈M，因而F≈mg故答案为：平衡摩擦力，钩码的质量远小于小车的质量；(2)合力做功为W=Fx动能增量为ΔE还要测出的物理量有勾码的质量和小车的质量；故答案为：勾码的质量和小车的质量；(3)由于W−v图象随着v的变大，逐渐向上弯曲，根据函数图象的有关知识，可知W∝vn(其中不准确的故选AB。14、B【解析】

A．根据匀变速直线运动的位移时间公式x＝v0t+12at可知，物体在x方向做速度为vx＝3m/s的匀速直线运动，y方向做初速度为v0＝1m/s加速度为a＝10m/s2的匀加速直线运动，所以O点不是平抛运动起点.故选项A不符合题意.B.根据x＝3ty＝t+5t2物体的运动轨迹为y=故选项B符合题意.C.1s时，在A点