2023-2024学年新疆石河子市第二中学高一物理第二学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年新疆石河子市第二中学高一物理第二学期期末质量检测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图，A、B为地球的两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径满足。v、a、T、分别表示它们的环绕速度大小，向心加速度大小、周期和动能，下列判断正确的是A． B．C． D．2、铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（）A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于D．这时铁轨对火车的支持力大于3、(本题9分)两块完全相同的木块A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑水平桌面上．两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹的速度分别为vA、vB，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热分别为QA、QB，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则()A．vA＞vB，QA＞QB；B．vA＜vB，QA＝QB；C．vA＝vB，QA＜QB；D．vA＞vB，QA＝QB；4、(本题9分)若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常数为G，那么该行星的平均密度为（）A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示，在竖直平面内的圆周轨道半径为r，质量为m的小物块以速度v通过轨道的最高点P．已知重力加速度为g，则小物块在P点受到轨道对它的压力大小为A．m B．m－mg C．mg－m D．m+mg6、(本题9分)如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA=2RB．当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上．若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为()A．RB/2 B．RB/4 C．RB/3 D．RB7、如图所示，一光滑球体静止于夹角为θ的支架ABC内，AB、BC与水平面的夹角都为α，现以B为旋转中心，在平行于纸面的平面内，让BC缓慢沿顺时针旋转，直至水平（AB不动），设BC对球体的作用力大小为F1，AB对球体的作用力大小为FA．F1可能一直增大 B．FC．F1可能先减小后增大 D．F8、(本题9分)在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，再放开右手后，在弹簧伸缩的过程中，动量不守恒C．先放开左手，再放开右手后，在弹簧伸缩的过程中，动量守恒且总动量向右D．无论何时放手，两手放开以后，在弹簧伸缩的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零9、如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R．轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方．A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环．两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量．现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升．则（

）A．力F做的功等于系统机械能的增加量B．在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量C．当B环到达最高点时，其动能为零D．B环被拉到与A环速度大小相等时，sin∠OPB＝R/h10、(本题9分)地球半径为R，地面上重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其线速度的大小可能是()A． B． C． D．11、如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，取地面为零势能面，则（）A．重力对两物体做功相同B．重力的平均功率PA<PBC．到达底端时重力的瞬时功率相同D．到达底端时两物体的机械能不相同12、(本题9分)据国家航天局计划,2006年已启动的"嫦娥奔月"工程,发射了一艘绕月球飞行的飞船.设另有一艘绕地球飞行的飞船,它们都沿圆形轨道运行并且质量相等,绕月球飞行的飞船的轨道半径是绕地球飞行的飞船轨道半径的,已知地球质量是月球质量的倍,则绕地球飞行的飞船与绕月球飞行的飞船相比较(

)A．向心加速度之比为6:1B．线速度之比为C．周期之比为D．动能之比为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)（1）利用下图装置可以做力学中的若干实验，以下说法正确的是____．A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B．在用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量C．用此装置“探究加速度a与力F的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量后，不需要重新平衡摩擦力D．用此装置探究“探究功与速度变化的关系”实验时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响．（2）在用此装置做“探究加速度与力、质量的关系”时，下列说法正确的是_______A．先释放纸带再接通电源B．拉小车的细线应尽可能与长木板平行C．纸带与小车相连端的点迹较密D．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡（3）如图所示是实验时打出的一条纸带，ABCD……为每隔2个打点取一计数点，据此纸带可知小车在E点速度大小为_____m/s．14、（10分）(本题9分)某同学要将一满偏电流为3mA的毫安表G改装为量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的电阻，然后对表进行改装，最后再利用一标准毫安表，对改装后的电流表进行检测具体实验步骤如下：①按电路原理图a连接线路②将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度③闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置④记下R2的阻值回答下列问题：（1）如果按正确操作步骤测得R2的阻值为90Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg=___Ω，与毫安表内阻的真实值相比，Rg____（填“>”、“＝”或“<”）（2）若忽略实验的误差，将上述毫安表G改装成量程为30mA的电流表，则需要并联一个阻值R=___Ω的电阻（3）根据图b所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的量程是__mA（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=____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)如图甲所示，半径R=0.9m的光滑半圆形轨道BC固定于竖直平面内，最低点B与水平面相切。水平面上有一质量为m=2kg的物块从A点以某一初速度向右运动，并恰能通过圆弧轨道的最高点C，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，且μ随离A点的距离L按图乙所示规律变化，A、B两点间距离L=1.9m，g取10m/s2。求：（1）物块经过最高点C时速度大小；（2）物块经过圆弧轨道最低点B时对轨道压力的大小；（3）物块在A点时的初速度。16、（12分）(本题9分)一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流大小是0.2A，用此电动机提升重力为4N的物体时，在30s内可使该物体匀速提升3m．若不计除电动机线圈发热以外的其他能量损失，求在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量．17、（12分）(本题9分)如图所示，高h=0.8m的光滑斜面固定在水平面上，一可视为质点的物块质量m=1kg，从斜面顶端由静止开始自由下滑到底端．已知斜面的倾角θ=30°，取g=10m/s2，求：（1）物块滑到斜面底端的过程中重力做的功W；（2）物块滑到斜面底端时的速度大小v；（3）物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率P．

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、C【解析】

设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：；解得：，，，，则根据题意有：rA＜rB可得：A.由，可得，vA＞vB，故A错误。B.由，可得，aA＞aB，故B错误。C.由，可得，TA＜TB，故C正确。D.由于二者的质量关系是未知的，则不能比较它们的动能大小，故D错误。2、A【解析】

AB．当火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，有可得火车的速度为，当火车转弯的速度小于时，火车所需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于所需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的侧压力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，则有由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故CD错误。故选A。3、D【解析】设木块的厚度为d，对子弹的阻力为f，若木块固定，则射穿木块的过程中的位移是d，满足：①

产生的热量与二者的相对位移成正比，即：QA=fd②

若木块不固定，则射穿木块的过程中木块也会有一段位移，设为x，则子弹的位移是d+x：满足：③

产生的热量与二者的相对位移成正比，即：QB=fd④

比较①③可得，vA＞vB，比较②④可得，QA=QB；故选D.点睛：题目重点考查学生对运动过程的分析和对功能关系的应用，这两块知识是高中物理的两大基础，而学生往往就是受力和运动掌握不好，尤其是功能关系，需要一直练，一直练．另外运动分析也要不断练习才熟能生巧．4、B【解析】

根据万有引力等于向心力，可以列式求解出行星的质量，进一步求出密度．【详解】飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：解得：根据，联立可得：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；故选B．【点睛】本题主要考查了环绕行星表面做圆周运动的卫星，其公转周期平方与行星平均密度的乘积是一个定值．5、B【解析】

在P点由牛顿第二定律可知：mg+F=m，解得F=m－mg；A.m，与结论不相符，选项A错误；B.m－mg，与结论相符，选项B正确；C.mg－m，与结论不相符，选项C错误；D.m+mg，与结论不相符，选项D错误；6、A【解析】

A和B用相同材料制成的靠摩擦传动，边缘线速度相同，则ωARA=ωBRB；而RA=2RB．所以；对于在A边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即mωA2RA=fmax；当在B轮上恰要滑动时，设此时半径为R，则mωB2R=fmax；解得R=RB，故选A．7、AC【解析】

以小球为研究对象进行受力分析如图所示，通过重力的末端向F2【详解】以小球为研究对象进行受力分析如图所示，通过重力的末端向F2的反向延长线上做矢量三角形，根据图中各力的变化情况可知：F1可能一直增大、也先减小后增大（初状态α角大小未知，所以是可能）、A.F1B.F2C.F1D.F2【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答，本题是采用图象法进行解答的。8、AD【解析】

A.两手同时放开，两车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；B.先放开左手，再放开右手，在放开两手的过程中，两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒；放开两手后，两车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故B错误；C.先放开左手，再放开右手，放开左手后系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，故C错误；D.无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒；但若是两手不是同时放开，则系统受合外力不为零，则系统的总动量不为零，故D正确；9、AD【解析】因为恒力F做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F所做的功等于系统机械能的增加量，故A正确；由于恒力F做正功，A、B组成的系统机械能增加，则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量，故B错误．当B环到达最高点时，A环的速度为零，动能为零，而B环的速度不为零，则动能不为零，故C错误．当PB线与圆轨道相切时，速度关系为：vB=vA，根据数学知识，故D正确。所以AD正确，BC错误。10、BC【解析】

第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，也是近地轨道上圆周运动的速度，故在近地轨道上卫星的半径为R，所受万有引力与重力相等，则有：可得第一宇宙速度大小为，又因为第一宇宙速度是围绕地球做圆周运动的最大线速度，故在高空运行的人造地球卫星的线速度均小于．A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；11、AB【解析】

A.两物体下落的高度，重力做功为：W=mgh，由于m、g、h都相同，则重力做功相同，故A正确；B.A沿斜面向下做匀加速直线运动，B做自由落体运动，A的运动时间大于B的运动时间，重力做功相同，由可知，PA<PB，故B正确；C.由机械能守恒定律可知，mgh=mv2，得，则知到达底端时两物体的速度大小相等，到达底端时A重力的瞬时功率PA=mgvsinθ。B重力的瞬时功率PB=mgv，所以PA＜PB．故C错误。D.两物体运动过程中只有重力做功，机械能守恒，两物体初态机械能相同，则到达底端时两物体的机械能相同，故D错误；12、BCD【解析】

A．研究飞船做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：向心加速度之比为81:16，故A错误；BD．根据万有引力提供向心力得：线速度之比为9:2，动能之比为81:4，故B正确，D正确；C．根据，得周期之比为8:9，故C正确．故选BCD.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCBCD0.40±0.01m/s【解析】（1）用此装置“研究匀变速直线运动”时，只要小车匀加速运动即可，没必要消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，选项A错误；在用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，这样才近似认为盘及盘内砝码的重力近似等于小车的牵引力，选项B正确；因平衡摩擦力时满足mgsinθ=μmgcosθ，两边消去了m，则用此装置“探究加速度a与力F的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量后，不需要重新平衡摩擦力，选项C正确；用此装置探究“探究功与速度变化的关系”实验时，需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响，这样才能认为砝码的拉力功等于合外力的功，选项D错误；故选BC.（2）实验中要先接通电源再释放纸带，选项A错误；拉小车的细线应尽可能与长木板平行，以减小实验的误差，选项B正确；纸带与小车相连端是运动刚开始时打出的点，则点迹较密，选项C正确；轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡，选项D正确；故选BCD.（3）由题意T=0.06s求得14、180<20)32【解析】

（1）[1]由于指针指在三分之一的位置，说明R2分得电流为电流计电流的两倍，所以电流计电阻是R2的两倍，为180Ω。闭合S2后，R2与Rg的并联值R并<Rg，所以I总>Ig，而此时