2024届山东省泰安市第四中学高一物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

2024届山东省泰安市第四中学高一物理第二学期期末学业质量监测试题注意事项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)把地球同步卫星、月球绕地球运行的轨道都视为圆，根据同步卫星和月球运动的周期之比可求A．同步卫星和月球绕地球运行的速率之比B．同步卫星和月球到地球的距离的三次方之比C．同步卫星和月球的质量之比D．月球和地球的质量之比2、如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，将电荷量为+q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点，其中AB⊥BC，AB=4d，BC=3d，则此过程中静电力所做的功为A．3qEd B．4qEdC．5qEd D．7qEd3、(本题9分)下列物体中，机械能守恒的是A．跳伞运动员匀速下落B．汽车刹车时减速运动C．物体做自由落体运动D．小孩从粗糙滑梯上下滑4、如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A．a一定比b先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．两物体相对圆盘未滑动时，向心加速度大小相等D．ω＝时，a所受摩擦力大小为5、(本题9分)如图所示，A、B两物体质量分别为mA、mB，且mA＞mB，置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将（）A．停止运动 B．向左运动 C．向右运动 D．运动方向不能确定6、(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行的3颗人造卫星，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．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大C．c加速可以追上同一轨道上的b，b减速可以等候同一轨道上的cD．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度7、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端可绕固定轴O转动，已知小球通过最高点P时速度为，不计一切阻力，则（）A．在最高点P轻杆受到小球对它的向下的弹力B．小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为C．小球在最低点Q和最高点P，轻杆中的弹力大小之差为5mgD．小球要到达最高点P点，最低点Q点最小的速度为8、(本题9分)如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率v1顺时针转动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2(v1>v2)滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。在上述过程中，下列判断正确的是A．滑块返回传送带右端的速率为v2B．此过程中电动机对传送带做功为2mv1v2C．此过程中传送带对滑块做功为mv－mvD．此过程中滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为m(v1－v2)29、(本题9分)把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。把几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若节动车加节拖车编成的动车组的最大速度为；现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为，则此动车组可能（）A．由节动车加节拖车编成的B．由节动车加节拖车编成的C．由节动车加节拖车编成的D．由节动车加节拖车编成的10、(本题9分)一个质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下,从最低点P缓慢地移到Q点,如图所示,则在此过程中()A．小球受到的合外力做功为mgL(1-cosθ)；B．拉力F做功为FLsinθ；C．小球的重力势能增加mgL(1-cosθ)；D．水平力F做功使小球的机械能增加mgL(1-cosθ)；11、(本题9分)下列物体中，机械能守恒的是()A．做平抛运动的物体；B．匀速下落的降落伞；C．光滑曲面上自由运动的物体；D．被吊车匀速吊起的集装箱；12、(本题9分)如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时（空气阻力不计）（

）A．A、B两物体重力做功的瞬时功率相同B．速度相同，动能相同C．A、B两物体在运动过程中A物体重力的平均功率大于B物体重力的平均功率D．B物体重力所做的功与A物体重力所做的功一样多二、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1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。(1)已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是_____（填字母代号）；A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示，图中O点为打点起始点，且速度为零，选取纸带上打出的连续点A、B、C作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分別为、、，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锺更力势能的减少量Ep=____，动能的增加量Ek=___（用题中所给字母表示）；(3)某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响，若重锤所受阻力为f，重锤质量为m，重力加速度为g，他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2—h图线，如图3所示，图像是一条直线，此直线斜率k=___（用题中字母表示）。14、（10分）为了验证碰撞中的动贵守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选収了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面连接在斜槽末端。③先不放小球m，让小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。④将小球放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽木端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式__________，则说明碰撞中动量守恒。(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_______，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。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)质量为m的汽车沿平直公路行驶，若发动机的输出功率恒为P。行驶过程中汽车所受的阻力恒定为f，求：（1）当汽车的速度为v时，加速度a的大小；（2）能否让汽车一直保持加速运动，使汽车速度无限增大？请说明理由。16、（12分）如图，位于竖直水平面内的光滑轨道四分之一圆弧轨道ab，半径R=0.25m，弧口b点处的切线水平，b离地面高度h=2m，质量m=0.1kg的小球从a点静止释放。（g取10m/s2）求：(1)小球运动到b点时，轨道对小球的支持力；(2)小球落地点c与b的水平距离s；(3)小球到达c点时速度的大小。17、（12分）设地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．若把一质量为m的物体放在地球表面的不同位置，由于地球自转，它对地面的压力会有所不同．（1）若把物体放在北极的地表，求该物体对地表压力的大小F1；（2）若把物体放在赤道的地表，求该物体对地表压力的大小F2；（3）假设要发射一颗卫星，要求卫星定位于第（2）问所述物体的上方，且与物体间距离始终不变，请说明该卫星的轨道特点并求出卫星距地面的高度h．

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、A【解析】

由万有引力提供向心力有：，可得：，，A.由周期之比，可得同步卫星的轨道半径与月球的轨道半径之比，从而也就得同步卫星与月球绕地球运行的速度之比，故A正确。

B.由周期之比，可求解同步卫星和月球到地心的距离的二分之三次方之比，选项B错误；C.由周期之比，不能求解同步卫星和月球的质量之比，选项C错误；D.由周期之比，不能求解月球和地球的质量之比，选项D错误.2、B【解析】

从A到B电场力对电荷做功为：WAB=Eq∙4d=4qEd；从B到C电场力的方向与位移方向垂直，可知电场力对电荷做功为零；则从A到C电场力对电荷做功为4qEd；A.3qEd与结论不相符；B.4qEd与结论相符；C.5qEd与结论不相符；D.7qEd与结论不相符；3、C【解析】

A、跳伞运动员在空中匀速下降，空气阻力对他做功，其机械能不守恒，故A错误；B、汽车刹车时减速运动，摩擦力做负功，其动能减小，机械能减小，故B错误；C、做自由落体运动的物体，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D、小孩从粗糙滑梯上下滑，摩擦力做负功，机械能减小，故D错误；故选C．【点睛】机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒．4、D【解析】

A.根据kmg=mrω2知，小木块发生相对滑动的临界角速度，b转动的半径较大，则临界角速度较小，可知b一定比a先开始滑动，故A错误。B.根据f=mrω2知，a、b的角速度相等，转动的半径不等，质量相等，可知a、b所受的摩擦力不等，故B错误。C.两物体相对圆盘未滑动时，向心加速度a=ω2r可知，转动的半径不等，向心加速度大小不相等，选项C错误；D.当ω=时，a所受的摩擦力f=mlω2=kmg，故D正确。5、C【解析】

由动能定理：，可知撤去力时二者有相同的动能，两物体发生碰撞前的动量，可得动量，碰撞后（取向右为正方向）由动量守恒定律：，则方向向右．故C正确，ABD错误．故选C．6、B【解析】

A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有GmMr2=mv解得卫星线速度v=GM由图可知，ra＜rb=rc，则b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故选项A不合题意；B.由v=GMr知，aC.c加速要做离心运动，不可以追上同一轨道上的b；b减速要做向心运动，不可以等候同一轨道上的c，故选项C不合题意；

D.由向心加速度a=GMr2知，b、c的向心加速度大小相等，且小于7、AC【解析】

A.向心力，由于向心力小于小球重力mg，所以小球在最高点P受到向上的弹力，根据牛顿第三定律：轻杆受到小球对它的向下的弹力，故A正确。B.小球从P到Q的过程，根据动能定理得：，解得：，则小球在Q点向心力为，对于Q点的小球：解得：。所以：小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为，故B错误。C.在P点：，解得：，所以小球在最低点Q和最高点P，轻杆中的弹力大小之差为5mg，故C正确。D.小球要恰好到达最高点P点速度为零，根据动能定理得：，解得：，故D错误。8、AB【解析】

A.由于传送带足够长，滑块受向右的摩擦力，减速向左滑行，至速度为0，之后，再加速向右滑行，由于v1>v2，物体会在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于v2时，物体回到原出发点，即滑块返回传送带右端的速率为v2，故A正确；

B.设滑块向左运动的时间t1，位移为x1，则：摩擦力对滑块做功：W1=fx1=①

又摩擦力做功等于滑块动能的减小，即：W1=mv22

②

该过程中传送带的位移：x2=v1t1

摩擦力对传送带做功：

③

将①②代入③得：W2=mv1v2

同理可计算，滑块返回到出发点时摩擦力对传送带做功为W2=mv1v2

则此过程中电动机对传送带做功为W=W2+=2mv1v2，选项B正确；C.此过程中只有传送带对滑块做功根据动能定理W′=△EK得：W=△EK=mv22-mv22=0，故C错误；

D.物块向左减速运动时，物块相对传送带的位移为：物块向右加速运动时，物块相对传送带的位移为：则此过程中滑块与传送带问因摩擦产生的热量为，故D错误。9、AD【解析】

设每节车的质量为m，所受阻力为kmg，每节动车的功率为P，1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为，可得：设最大速度为的动车组由x节动车加y节拖车编成的，则有：联立解得：对照各个选项，选项AD正确，BC错误。10、CD【解析】

（1）在小球缓慢上升的过程中，始终处于平衡态，合力为零，故合力做功为零，A错误；（2）分析可知，拉力F为变力，故无法使用功的表达式来计算功；根据动能定理得：，则拉力F做的功为，故B错误；（3）重力势能的增加量为：，C正确；（4）由题意可知，小球缓慢上升过程中，动能不变，重力势能增加，故系统机械能增加，由能量守恒定律可知，增加的机械能等于除重力以外，水平力F做的功．即水平力F做功，使得系统的机械能增加了，D正确．故本题选CD．11、AC【解析】

（1）物体做平抛运动的过程中，只有重力做功，故机械能守恒，A正确；（2）匀速下落的降落伞动能不变，重力势能逐渐减小，故机械能减小，B错误；（3）在光滑曲面上自由运动的物体，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，C正确；（4）被吊车匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能逐渐增大，机械能增加，D错误。故本题选AC。12、CD【解析】BD、斜面光滑，B运动的过程中只有重力做功，所以AB的机械能都守恒，由于AB的初速度都是零，高度也相同，所以到达地面时，重力做功相同；故它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，即速率相同、速度不同，B错误；D正确；A、落地时刻的速度相等，重力沿着速度方向的分力是A物体的大，根据（θ为斜面的坡角），故A物体重力的瞬时功率大于B物体重力的瞬时功率，A错误；C、由于重力做功相同，B物体运动时间长，根据，A、B两物体在运动过程中A物体重力的平均功率大于B物体重力的平均功率，C正确；故选CD．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D【解析】

(1)打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度。纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表。重锤的质量可以不测。故选D。

(2)从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力热能的减少量△EP=mgh2.F点的瞬时速度：，则动能的增加量为：△Ek=。

重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2，

(3)若考虑阻力f，则由能量关系：mgh=mv2+fh得：v2=(）h，可知v²-h图线的斜率等于k=。

点睛：明确各种实验仪器的使用方法和实验的实验原理是解决实验问题的关键，注意实验过程中尽量减小摩擦阻力的影响，同时掌握瞬时速度通过实验数据算出，而不是理论推算；能用函数图像来分析实验的数据。14、DFm1LE【解析】

(1)[1][2]小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，