吉林省长春市文曲星名校2023-2024学年物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

吉林省长春市文曲星名校2023-2024学年物理高一第二学期期末质量检测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图为明代《天工开物》一书中“牛力齿轮翻车”，记录了祖先的劳动智慧。图中三个齿轮A、B、C的半径依次减小。在牛拉转过程中A．A、B角速度大小相等B．A、B边缘向心加速度大小相等C．B、C的转动周期相等D．B、C边缘的线速度大小相等2、(本题9分)如图所示的电场中，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、c两点的电场强度大小分别为Ea和Ec，则A．Wa=Wb，Ea＜Ec B．Wa＞Wb，Ea=EbC．Wa=Wb，Ea＞Ec D．Wa＜Wb，Ea＞Ec3、自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，下列说法正确的是A．小球的动能逐渐渐少 B．小球的重力势能逐渐渐少C．小球的动能逐渐增加 D．小球的机械能守恒4、(本题9分)下列说法，正确的是（）A．电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势在数值上等于电源将正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大D．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大5、(本题9分)如图所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是（）A． B． C． D．6、(本题9分)有一个质量为m的小木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为R的圆弧，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则A．它的加速度为零B．它所受合力为零C．它所受的合外力大小一定、方向改变D．它的加速度大小恒定7、(本题9分)某宇航员的质量是71kg，他在地球上最多能举起100kg的物体，假定该字航员登上星表面。已知火星的半径是地球半径的一半，其质量是地球质量的19，地球表面重力加速度为10m/s1A．宇航员在火星上所受重力310NB．在地球与火星表面宇航员竖直跳起的最大高度一样C．地球与火星的第一宇宙速度之比为3：1D．宇航员在火星上最多能举起115kg的物体8、(本题9分)如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，则下列说法中正确的是()A．若小球以最小位移到达斜面，则B．若小球垂直击中斜面，则C．若小球能击中斜面中点，则D．无论小球怎样到达斜面，运动时间均为9、(本题9分)老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度10、(本题9分)如图，一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连，另一端可绕O点转动，现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动，测得小球的向心加速度大小为g（g为当地的重力加速度）。下列说法正确的是()A．小球的线速度大小为gLB．小球运动到最高点时处于完全失重状态C．当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球作用力的方向不可能指向圆心OD．轻杆在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为3mg二、实验题11、（4分）(本题9分)如图所示，在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=5.00cm，若小球在运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球做平抛的初速度__________m/s，小球在b点的速率__________（）．12、（10分）(本题9分)一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”，他们利用一些“小纸杯”作为研究对象，用频闪照相机等仪器测量“小纸杯”在空中竖直下落距离、速度随时间变化的规律。过程如下：A．如图甲所示，同学们首先测量单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时间的下落距离，将数据填入下表中。B．在相同的实验条件下，将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的v一t图线，如图乙中图线1、2、3、4所示。C．同学们对实验数据进行分析、归纳后，得出阻力大小与速度平方成正比的关系，即。其中k为常数。回答下列问题：(1)图乙中各条图线具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小______的加速运动（选填“不变”、“增大”或“减小”），最后达到匀速运动。(2)根据表格和图乙中的信息可知表中X处的理论值为____m。(3)根据上述实验结论，可知4个“小纸杯”叠在一起下落时，其最终的下落速率为____m/s。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)如图，为倾角的光滑斜面轨道，为竖直光滑圆弧轨道，圆心角为、半径，两轨道相切于点，、两点在同一竖直线上，轻弹资一端固定在点另一自由端在斜面上点处，现有一质量的小物块（可视为质点）在外力作用下将弹簧缓慢压缩到点后（不栓接）静止释放，恰能沿轨道到达点，已知、、，取．求：（1）物块经过点时的速度大小；（2）若，弹簧在点时的弹性势能；（3）为保证物块沿原轨道返回，的长度至少多大．14、（14分）如图所示，水平轨道AB与竖直半圆形轨道相切于B点，半圆轨道的最高点为C，半径为R。轻质弹簧左端固定在A点，沿AB方向放置，质量为m的小球与被压缩的弹簧紧挨着、不拴接。现释放小球，离开弹簧后到达B点，滑向圆轨道，恰好能通过最高点C后水平飞出，落在水平轨道上的D点(图中未标出)，不计球与轨道间的摩擦、空气阻力，重力加速度为g，求:(1)小球经C点时的速度大小(2)B、D两点间距离(3)小球释放前弹簧的弹性势能15、（13分）(本题9分)如图所示，某部队官兵在倾角为30°山坡上进行投掷手榴弹训练，若从A点以某一初速度v0沿水平方向投出手榴弹，正好落在B点，测得AB＝90m．（空气阻力不计），如果手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间，若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问：战士从拉动弹弦到投出所用时间是多少？手榴弹抛出的初速度是多少？（g＝10m/s2）

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、C【解析】

A.齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，故vA：vB=1：1，根据公式v=ωr可知，齿轮A的半径大于齿轮B，则齿轮A的角速度小于齿轮B，故A错误；B.根据可知，vA：vB=1：1，齿轮A的半径大于齿轮B的半径，故A、B边缘向心加速度大小不相等，故B错误；C.B、C属于同轴转动，故BC的转动周期相等，故C正确；D.根据v=rω，BC的角速度相等，半径不相等，故线速度大小不相等，故D错误；2、C【解析】

图中a、b两点在一个等势面上电势相等，则ac间的电势差等于bc间的电势差，即Uac=Ubc，根据W=qU，有Wa=Wb；a位置的电场线较密集，c位置电场线较疏，故Ea＞Ec；故选C。3、B【解析】

当弹力等于重力时速度最大，所以动能先增大后减小，A错；重力一直做正功，重力势能一直减小，B对；小球要克服弹力做功，机械能减小，CD错；4、C【解析】

根据电动势的定义式E=W/q，可知电源移动单位正电荷时向外电路提供的电能越多，电动势越大，电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功，故AB错误；电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，选项C正确；电源的电动势与外电路无关，选项D错误.5、A【解析】

两球之间的相互吸引力，则两球带等量异种电荷；假设A带电量为Q，B带电量为﹣Q，两球之间的相互吸引力的大小是：第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为：C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为：这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：。A.与运算结果相符，A正确。B.与运算结果不符，B错误。C.与运算结果不符，C错误。D.与运算结果不符，D错误。6、CD【解析】A、物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．故AB错误；

C、物块所受合外力提供向心力，合外力的大小不变，向心加速度大小不变，但方向指向圆心，故CD正确．点睛：物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．合外力提供向心力，大小不变，向心加速度大小不变，方向指向圆心，随时间变化．7、AD【解析】

A.设火星半径为R质量为M，表面的重力加速度为g火，则地球的半径为1R，质量为9M，依题意质量为m的物体在火星表面有：GMm质量为m的物体在地球表面有：G9Mm解得：g所以质量为71kg的宇航员在火星的重量为：mg火＝310N故选项A符合题意.B．火星和地球表面的重力加速度不等，竖直起跳高度h=可知最大高度不等.故选项B不符合题意.C.星球第一宇宙速度v=则地球与火星第一宇宙速度之比为3：2.故选项C不符合题意.D.设他在火星上最多能举起质量为mz的物体，则有：100×g＝mz×g火解得：mz＝115kg故选项D符合题意.8、AB【解析】A、设斜面的长度为L，若小球能击中斜面中点如图所示：由平抛知识得：解得：，故A错；B、若小球垂直击中斜面时速度与竖直方向的夹角为,则,得:.故B对；.C、当小球落在斜面上的D点时,位移最小,设运动的时间为t,则

由平抛运动知：计算得出故C对；D错；点睛：由数学知识得:从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线.设经过时间t到达斜面上,根据平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,表示出水平和竖直方向上的位移,再根据几何关系即可求解时间.9、AB【解析】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。10、BC【解析】A：小球的向心加速度大小为g，则a=v2RB：小球运动到最高点时，加速度方向竖直向下，加速度大小为g，处于完全失重状态。故B项正确。C：当轻杆转到水平位置时，向心加速度方向水平，对小球受力分析可得，轻杆对小球作用力的水平分量提供向心力，轻杆对小球作用力的竖直分量与重力抵消；则轻杆对小球作用力的方向不可能指向圆心O。故C项正确。D：轻杆在匀速转动到最低点时，轻杆对小球作用力最大；则Fm-mg=mv二、实验题11、2.02.8【解析】

设相邻两点间的时间间隔为T，竖直方向：，得到；水平方向：b点竖直方向分速度；b点的速率12、减小1.7502.0【解析】

（1）图乙中各条图线的斜率先减小后不变，则都具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小减小的加速运动，最后达到匀速运动。（2）因0.8s后纸杯已经匀速下落，由表格可知在0.4s内纸杯下降的距离为0.4m，可知X=1.750m；

（3）一个纸杯时，最终速度为v1=1m/s；由；可得：v2=2m/s。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）1m/s(1)31.8J(3)1.0m【解析】

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