2023-2024学年山东省泰安市泰安第四中学物理高一第二学期期末质量跟踪监视试题含解析

2023-2024学年山东省泰安市泰安第四中学物理高一第二学期期末质量跟踪监视试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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)如图所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态．现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是()A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁2、(本题9分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的两颗星组成的双星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已知双星系统中星体A的质量为2m，星体B的质量为m，两星体相距为L，同时绕它们连线上某点做匀速圆周运动，引力常量为G．下列选项正确的是（）A．星体A运动的周期为 B．星体A运动的轨道半径为C．星体B运动的线速度为 D．星体B运动的角速度为3、(本题9分)雨滴由静止开始下落（不计空气阻力），遇到水平方向吹来的风，设风对雨滴持续作用，下列说法中正确的是（）A．雨滴质量越大，下落时间将越短B．雨滴质量越大，下落时间将越长C．同一雨滴风速越大，着地时动能越小D．同一雨滴风速越大，着地时动能越大4、(本题9分)如图所示，一卫星绕地球运动，运动轨迹为椭圆，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A点距离地球最近，C点距离地球最远．卫星运动速度最大的位置是A．A点 B．B点C．C点 D．D点5、水平面上甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下停下来．图中的a、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图象，则①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则乙的质量较大③若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大④若甲、乙质量相同，则乙与地面间的动摩擦因数较大以上说法正确的是()A．①③ B．②③ C．①④ D．②④6、(本题9分)如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如乙图所示.则（）A．小球的质量为B．当地的重力加速度大小为C．v2=c时，杆对小球的弹力方向向上D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等7、(本题9分)如图所示，一内壁光滑的圆形细管竖直放置，其半径为R，质量为m的小球在该管内做圆周运动，小球可视为质点．下列说法中正确的是A．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的速度可以为B．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的最小速度为C．如果小球在光滑圆形细管最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道有向上的作用力D．如果小球在光滑圆形细管最低点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力8、(本题9分)如图所示，摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动，A为主动轮，A的半径为20cm，B的半径为10cm，则A、B两轮边缘上的点（）A．角速度之比为1∶2B．向心加速度之比为1∶2C．线速度之比为1∶2D．线速度之比为1∶19、如图所示，已知电源电动势E＝2V，电源内阻r＝0.5Ω，小灯泡电阻R0＝2Ω，滑动变阻器R最大阻值为10Ω．当开关闭合后，调节滑动变阻器，设灯泡电阻不随温度变化而变化，则()A．当滑动变阻器阻值调至0.5Ω时，电源输出功率最大B．当滑动变阻器阻值调至1.5Ω时，灯泡最亮C．当滑动变阻器阻值逐渐减小时，电源输出功率逐渐增大D．当滑动变阻器阻值调至2.5Ω时，滑动变阻器的电功率最大10、(本题9分)如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．b、c的环绕周期相等，且大于a的环绕周期C．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度D．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c二、实验题11、（4分）(本题9分)在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，先要两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧秤通过两根细绳互成角度拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过一根细绳拉橡皮条。(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的是（______）(填字母代号)。A．将橡皮条沿相同方向拉到任意长度B．将橡皮条拉伸相同长度即可C．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置D．将弹簧秤都拉伸到相同刻度(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（______）(填字母代号)。A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些12、（10分）(本题9分)如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．(1)打点计时器使用的电源是_________（选填选项前的字母）．A．直流电源

B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是_______（选填选项前的字母）．A．把长木板右端垫高

B．改变小车的质量(3)在不挂重物且______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．计时器不打点

B．计时器打点(4)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次去A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T．测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图所示．实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_______，打B点时小车的速度v=________．(5)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作如图所示的v2–W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________．根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________．(6)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映v2–W关系的是______________．A．B．C．D．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)假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G，求：（1）地球的密度；（2）若地球自转角速度逐渐增大，使赤道上物体恰好“飘”起时地球的自转周期。14、（14分）(本题9分)如图所示，真空中竖直放置半径为R的光滑半圆环，圆环最低点固定一个点电荷Q；质量为m、电荷量为+q的小圆环最初静止在图中所示的B点，此时θ=30°．现让小圆环从右侧最高点由静止释放．已知重力加速度为g，静电力常量为k，距离带电荷量为Q的点电荷为r的点电势可以表示为Φ=Kq/r，求：（1）半圆环最低点固定的点电荷的电量Q；（2）小环向下运动过程中的最大速度vm．15、（13分）(本题9分)某一星球上，宇航员站在距离地面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度；（3）该星球的质量M．

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、B【解析】试题分析：根据（轻）绳子只能提供拉力的特点和对B点受力分析结合平衡条件可知：图甲、乙、丁中的BC不能用绳子代替，图乙中的AB不能用绳子代替，B正确，ACD错误．考点：本题考查平衡条件及绳、杆的施力特点．2、C【解析】

双星系统围绕两星体间连线上的某点做匀速圆周运动，设该点距星体A为r1，距星体B为r2，对星体A，有①对星体B，有②根据题意有③由①②③得根据所以由①②得：④由③④得，且故C正确，ABD错误。故选C。3、D【解析】

将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向仅受重力，做自由落体运动．水平方向上受到分力，做加速运动。【详解】A、B项：分运动和合运动具有等时性，在竖直方向上，仅受重力，做自由落体运动，高度不变，所以运动时间不变。故A、B错误。C、D雨滴落地时竖直方向的速度不变，风力越大，水平方向上的加速度越大，时间不变，则落地时水平方向上速度越大，根据平行四边形定则，落地的速度越大，则着地动能也越大。故C错误，D正确。故选：D。【点睛】解决本题的关键将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，知道两方向上的运动情况以及知道分运动和合运动具有等时性。4、A【解析】

卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等．则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小．A．A点与分析相符，所以A正确B．B点与分析不符，所以B错误C．C点与分析不符，所以C错误D．D点与分析不符，所以D错误5、A【解析】

动能定理、摩擦力的判断与计算【详解】甲、乙两物体的初动能和末动能都相同，都只受摩擦力作用，根据动能定理可知摩擦力对甲、乙两物体做的功相等，即：，由图可知：，则，所以：若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大，①正确，②错误；若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大，③正确，④错误．【点睛】该题主要考查了动能定理的直接应用，关键是从图象中得到信息．6、AD【解析】试题分析：在最高点，若，则；若，则解得,A正确，B错误，由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；若．则解得，故D正确．故选AD，考点：本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，点评：掌握向心力公式，理解坐标轴截距的物理意义是解决本题的关键．7、AC【解析】

AB.小球在最高点，由于细管对小球的弹力可以向上，也可以向下，则v的最小值为零，故A正确，B错误；CD.小球在最低点，不管小球的速度是多少，向心力由轨道向上的支持力和向下重力提供，且支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，小球对管道有向上的作用力，故C正确，D错误．8、ABD【解析】

A．由描述圆周运动的参量间关系：v＝rω可知ωA∶ωB＝rB∶rA＝1∶2故选项A正确；B．又因为：a＝vω所以：aA∶aB＝1∶2故选项B正确；CD．根据图示装置结构可知，A、B两轮边缘上的点的线速度大小相等，即vA＝vB，故选项C错误，选项D正确。故选ABD。考点：本题主要考查了描述圆周运动的参量间关系、传动装置中的特征问题，属于中档偏低题．9、CD【解析】

由于r＜R0+R，根据推论：外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大，可知，当滑动变阻器阻值调至0Ω时，电源输出功率最大，故A错误．当滑动变阻器阻值调至0Ω时，电路中电流最大，灯泡最亮，故B错误．由于r＜R0+R，当滑动变阻器阻值逐渐减小时，内外电阻逐渐接近，电源输出功率逐渐增大，故C正确．将灯泡看成电源的内阻，当R=r+R0=0.5+2=2.5Ω时，等效电源的输出功率最大，即滑动变阻器的电功率最大，故D正确．故选CD.10、BC【解析】

卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，所以，解得：A.由可知b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误；B.由可知，b、c的环绕周期相等，且大于a的环绕周期，故B正确；C.由可知，b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C正确；D.当c加速后，所需要的向心力大于提供的向心力，将做离心运动，所以不可能追上同一轨道上的b，b减速后，所需要的向心力小于提供的向心力，将做近心运动，所以不可能等候同一轨道上的c，故D错误．二、实验题11、CBD【解析】

(1)[1]ABC．实验中两次拉伸橡皮条时，橡皮条的伸长要完全一致，即将橡皮条沿相同方向拉伸相同长度或将橡皮条和绳的结点拉到相同位置。故AB项错误，C项正确。D．拉伸橡皮条时，弹簧秤的读数一般不同。故D项错误。(2)[2]AD．实验时，会沿橡皮条的细绳标记两点来记录拉力的方向；为减小实验误差，拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，两绳可不等长，故A项错误，D项正确。B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，这样所有力均在一平面内，有利于减小实验误差。故B项正确。C．用两弹簧秤同时拉细绳时，两弹簧秤示数适当大一些，不要求两弹簧秤示数之差大。故C项错误。12、BABmgx2质量A【解析】

(1)[1]打点计时器均使用交流电源；A.直流电源与分析不符，故A错误；B.交流电源与分析相符，故B正确；(2)[2]平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡；A.与分析相符，故A正确；B.与分析不符，故B错误；(3)[3]平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动；A.与分析不符，故A错误；B.与分析相符，故B正确；(4)[4]小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此拉力对小车做的功：[5]小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则有：(5)[6]由图示图线可知：纵截距为：则随变化的表达式为：[7]功是能量转化的量度，所以功和