2023-2024学年甘肃省武威市第五中学物理高一第二学期期末质量检测模拟试题含解析

2023-2024学年甘肃省武威市第五中学物理高一第二学期期末质量检测模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、(本题9分)天文兴趣小组查找资料得知：某天体的质量为地球质量的a倍，其半径为地球半径的b倍，表面无大气层，地球的第一宇宙速度为v．则该天体的第一宇宙速度为（）A． B． C． D．2、如图所示，某人在山上将一质量为m的石块以初速度抛出，抛出时石块距地面的高度为H，到达P点时距地面的高度为h（H>h）不计空气阻力，重力加速度为g，则石块到达P点时的动能为A．B．C．D．3、(本题9分)如图所示是两种不同的过山车过最高点时的情形，图甲情形中，乘客经过轨道最高点时头朝上，图乙情形中，乘客经过轨道最高点时头朝下，假设两种圆轨道的半径均为，下列说法正确的是（）A．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下B．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向下D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，座椅对乘客的作用力方向竖直向上4、(本题9分)如图所示为通过弹射器研究弹性势能的实验装置．光滑圆形轨道竖直固定于光滑水平面上，半径为R．弹射榉固定于A处．某实验过程中弹射器射出一质量为m的小球，恰能沿圆轨道内侧到达最髙点C，然后从轨道D处（D与圆心等高）下落至水平面．取重力加速度为g下列说法正确的是（）A．小球从D处下落至水平面的时间为B．小球至最低点B时对轨道压力为5mgC．小球落至水平面时的动能为2mgRD．释放小球前弹射器的弹性势能为5、(本题9分)某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又降下0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力为自身重力的（）A．8倍 B．10倍 C．2倍 D．5倍6、(本题9分)如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的Ft图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是()A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于gC．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下7、(本题9分)如右图所示，P、Q为两个等量的异种电荷，以靠近P点的O点为原点，沿两电荷的连线建立x轴，沿直线向右为x轴正方向，一带正电的粒子从O点由静止开始在电场力作用下运动到A点，已知A点与O点关于PQ两电荷连线的中点对称，粒子的重力忽略不计，在从O到A的运动过程中，下列关于粒子的运动速度v和加速度a随时间t的变化，粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线肯定错误的是（）A．A B．B C．C D．D8、如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，它们与盘面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时两物体刚好就要发生滑动，则（）A．细线中的拉力大于B受到的最大静摩擦力B．细线中的拉力小于A受到的最大静摩擦力C．烧断细线，只有物体B相对圆盘发生滑动D．烧断细线，两物体都会相对圆盘发生滑动9、(本题9分)如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中，(重力加速度大小为g)()A．小环滑到大圆环的最低点时处于失重状态B．小环滑到大圆环的最低点时处于超重状态C．此过程中小环的机械能守恒D．小环滑到大环最低点时，大圆环对杆的拉力大于(m＋M)g10、关于平抛运动，下列说法中正确的是A．是加速度不变的匀变速曲线运动B．是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的合运动C．是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动的合运动D．是速度大小不变的曲线运动二、实验题11、（4分）如图1所示，小章同学将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，他利用此装置来验证机械能守恒定律。(1)现有的器材：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。为完成此实验，除了所给的器材，还需要___________。(填选项前的字母)A．刻度尺B．秒表C．220V交流电源D．低压交流电源(2)下列最适合作为实验中所用重物的是___________。A．400g的皮球B．400g的塑料块C．400g的铅块D．400g的木块(3)实验中，小章利用(2)中所选的物体作为重物，经正确操作后得到一条清晰的纸带(局部)如图2所示，A、B、C为连续的三个点，测得：xAB=4.15cm，xAC=4.53cm，相邻两点间的时间间隔均为0.02s，则打下B点时，重物的动能为___________J(计算结果保留两位有效数字)。12、（10分）某实验小组为了验证“合力做功与动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置。(已知图中力传感器能显示该处所受拉力大小)。(1)关于该实验，下列说法近确的是____________A该实验不需要平衡摩擦力B．准备器材时，可不满足砂和小砂桶的总质量远小于滑块的质量C．实验时应使细线与长木板平行(2)让小砂桶带动滑块做加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和打这两点时滑块的速度大小v1与v2(v1<v2)。细线的拉力F由安装在滑块上的力传感器测出，为了验证合力做功与动能变化的关系，还需测量的物理量为_________；则本实验最终要验证的数学表达式为_________________(用题中所给的字母和需测量的物理量的字母表示)。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）如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量，电量的带负电小物块与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点，并沿轨道滑下，运动到光滑水平轨道，从点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为，倾斜轨道长为，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。小物块在点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强。已知，，取，求：（1）小物块运动到点时的速度大小；（2）小物块运动到点时的速度大小；（3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？14、（14分）(本题9分)“场”是除实物以外物质存在的另一种形式，是物质的一种形态．可以从力的角度和能量的角度来描述场．反映场力性质的物理量是场强．（1）真空中一个孤立的点电荷，电荷量为+Q，静电力常量为k，推导距离点电荷r处的电场强度E的表达式．（2）地球周围存在引力场，假设地球是一个密度均匀的球体，质量为M，半径为R，引力常量为G．a．请参考电场强度的定义，推导距离地心r处（其中r≥R）的引力场强度E引的表达式．b．理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．推导距离地心r处（其中r＜R）的引力场强度E引的表达式．15、（13分）(本题9分)如图所示，竖直平面内有一固定的半径为R的光滑圆形轨道，其内侧有两个光滑的小球a、b（均可视为质点），a、b两小球质量分别为m、2m，某一时刻同时让两小球在圆轨道最高点，以等大的速率向相反方向运动，两小球恰好在圆轨道的最低点相遇并发生碰撞，碰撞时间极短，碰后，a球恰好能再次经过竖直圆轨道最高点，不计空气阻力（重力加速度为g），求：（1）第一次碰撞前瞬间a球对轨道最低点的大小；（2）第一次碰撞后瞬间b球的速度大小；（3）若第二次碰撞产生的热量为第一次碰撞产生热量的，求第二次碰撞后瞬间两球速度的大小；

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、A【解析】

物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，大小7.9km/s，可根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式解得．【详解】设地球质量M，某天体质量是地球质量的a倍，地球半径r，某天体径是地球半径的b倍由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：解得：卫星在圆轨道上运行时的速度公式分别代入地球和某天体各物理量得：，故A正确．故选A．【点睛】本题要掌握第一宇宙速度的定义，正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式．2、D【解析】

从抛出到P点，石块的机械能守恒，根据机械能守恒定律石块到达P点时的动能.A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论相符，选项D正确。3、B【解析】

AB．图甲中，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，若，则合力小于重力，所以人受到向上的支持力，故A错，B对；C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若过最高点只有重力提供向心力，则，则速度为，此时座椅对人没有作用力，故C错；D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若，则合力大于重力，所以人受到的座椅施加的向下的压力，故D错。故选B。4、D【解析】A.小球恰好通过最高点，则由，解得；所以A正确．B．由B到C过程中，机械能守恒，则有：；B点时由牛顿第二定律有：；联立解得，F=6mg，故B正确；C．对C到地面过程由机械能守恒得：Ek﹣mv2=mg•2R，EK=2.5mgR．故C错误；D．小球弹出后的机械能等于弹射器的弹性势能，由功能关系可得弹性势能为：E=mg•2R+mv2=2.5mgR．故D正确．故选ABD．【点睛】恰能沿圆轨道内侧到达最髙点C，在最高点由重力提供向心力，由临界条件可求得最高点的速度；由机械能守恒和牛顿第二定律可求得B点的压力；小球从被弹出后机械能守恒，由机械能守恒可求小球落至水平面时的动能；利用功能关系可求释放小球前弹射器的弹性势能．5、D【解析】设地面对他双脚的平均作用力为F，对全过程运用动能定理得，mg（H+h）-Fh=0，解得，即平均作用力是自身重力的5倍．故D正确，ABC错误．故选D．点睛：本题也可以根据动力学知识进行求解，但是没有动能定理解决简捷，对全过程运用动能定理，不需要考虑过程中速度的变化，抓住初末状态，列式求解．6、BD【解析】

A．由图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且逐渐增大，则支持力大于重力，且逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度方向竖直向上，且逐渐增大，电梯加速度方向竖直向上，且在变化，故A错误；B．由图线L可知，支持力的大小等于2mg，根据牛顿第二定律得，解得方向竖直向上，故B正确；C．由图线M可知，支持力等于重力，知电梯可能处于静止，可能处于匀速直线运动状态，故C错误；D．由图线N可知，支持力的大小先大于再小于，根据牛顿第二定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正确．故选BD.7、ABD【解析】

等量异种电荷的电场线如图所示．沿两点电荷连线从O到A，电场强度先变小后变大，一带正电的粒子从O点由静止开始在电场力作用下运动到A点的过程中，电场力一直做正功，粒子的速度一直在增大．电场力先变小后变大，则加速度先变小后变大．v-t图象切线的斜率先变小后变大，该图是不可能的，故A符合题意．根据沿着电场线方向电势逐渐降低，电场强度为，E先减小后增大，所以φ-x图象切线的斜率先减小后增大，则B图不可能，故B符合题意；加速度先变小后变大，方向不变，C图是可能的，故C不符合题意．粒子的动能Ek=qEx，电场强度先变小后变大，则Ek-x切线的斜率先变小后变大，则D图不可能．故D符合题意．则选ABD．【点睛】该题要掌握等量异种电荷的电场线的特点，结合物理规律分析图象切线斜率如何变化是解答的关键，不能只定性分析，那样会认为BD是正确的．8、BC【解析】

AB．A、B一起随圆盘做圆周运动，当两物体刚好就要发生滑动时，两物体所受的摩擦力都达到最大静摩擦力。对A根据牛顿第二定律有：fm−T＝mrAω2，可知细线的拉力小于A受到的最大静摩擦力，因为A、B与圆盘间的动摩擦因数相同，质量相等，则最大静摩擦力相等，则细线的拉力也小于B受到的最大静摩擦力，故A错误，B正确。CD．烧断细线，细线拉力消失，对A，由于最大静摩擦力大于向心力，靠静摩擦力提供向心力，所以A不会发生滑动；对B，最大静摩擦力不够提供向心力，B相对圆盘发生滑动，故D错误，C正确。9、BCD【解析】

AB．小环滑到大环的最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态．故A错误，B正确；C．由于大环固定不动，对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，所以小环的机械能守恒，故C正确；D．小环从最高到最低，由动能定理得：，小环在最低点时，根据牛顿第二定律得：，联立得：F=5mg，对大环分析，有：T=F+Mg=5mg+Mg＞（m+M）g，故D正确．10、AB【解析】

A.平抛运动只受重力，所以平抛运动为加速度不变的匀变速曲线运动，故A正确；BC.平抛运动在水平方向上不受力，做匀速直线运动，在竖直方向上初速度为零，仅受重力，做自由落体运动，故B正确，C错误；D.平抛运动的速度大小和方向都发生改变，故D错误。二、实验题11、ADC0.26【解析】

（1）[1]通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故A正确，B错误；由图可知是电磁打点计时器，故电源用低压交流电源，故C错误，D正确。（2）[2]为了减小阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，故选C。（3）[3]打B点重物的瞬时速度v打下B点时，重物的动能为Δ12、BC滑块和力传感器的总质量m【解析】

（1）[1]实验时需使得绳子的拉力等于滑块的合外力，则实验中需平衡摩擦力且细线和长木板平行，由于力传感器可直接读出绳子上的拉力，不需要保证砂和小砂桶的总质量远小于滑块的质量，故BC正确，A错误；（2）[2][3]根据动能定理可知为验证合力做功与动能变化的关系还需测量出滑块和力传感器的总质量m，则表达式为：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）4m/s；（2）m/s；（3）R⩽0.022m【解析】

（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能解得（2）