2024年吉林省长春市物理高一第二学期期末教学质量检测试题含解析

2024年吉林省长春市物理高一第二学期期末教学质量检测试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合1961年，美国《科学》杂志刊登了根据伽利略当年描述的实验装置所进行的一项重复性斜面实验，该实验的倾角为3.73°,使用水钟测量时间，其结果见下表S（英尺为单位）V（毫升水为单位）159013841072762552340123.5根据上面的信息，下列判断正确的是（）A．将自由落体运动改为沿斜面下滑的设计思想是为了方便测量位移B．水钟的流水体积与时间平方成正比C．物体下滑的距离与水钟记录体积的平方成正比，说明物体沿斜面的运动是匀变速运动D．在该实验中，如果采用质量更大些的小球自由滚下，会使实验现象更明显．2、光滑的水平面上，物体A、B的质量分别为m1和m2，且，它们用一根轻质弹簧相连接（栓接）。开始时，整个系统处于静止状态，弹簧处于自然长度。第一次给物体A一个沿弹簧轴线方向水平向右的初速度v，第二次给物体B一个沿弹簧轴线方向水平向左的等大的初速度v，如图所示。已知弹簧的形变未超出弹性限度，比较这两种情况，下列说法正确的是（）A．第二种情况下，弹簧最短时物体A的速度较小B．两种情况，弹簧最短时物体A的速度等大C．两种情况，弹簧的最大弹性势能相同D．第二种情况下，弹簧的最大弹性势能较大3、(本题9分)已知某船在静水中的速度为=4m/s，现让船以最短时间渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d=100m，水流速度为=3m/s，方向与河岸平行．则下列说法正确的是A．船渡河的最短时间是20s B．船渡河的最短时间是25sC．船渡河的实际速度为4m/s D．船渡河的位移为100m4、(本题9分)如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同速度水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远．不考虑大气阻力，以下说法正确的是（）A．以7.9km/s的速度抛出的物体可沿着轨道AB．以7.9km/s的速度抛出的物体可沿着圆轨道BC．以大于7.9km/s，小于11.2km/s的速度抛出的物体有可能沿着圆轨道D．以大于11.2km/s，小于16.7km/s的速度抛出的物体有可能沿着椭圆轨道5、(本题9分)如图所示，质量为m的汽车在平直公路上行驶，所受的阻力恒为车重的k倍．汽车以额定功率行驶，当它加速行驶的速度为v时，加速度为a．则以下分析正确的是（）A．汽车发动机的额定功率为kmgvB．汽车发动机的额定功率为mavC．汽车行驶的最大速度为D．当汽车加速度减小到时．速度增加到2v6、(本题9分)如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若电动机的额定输出功率为80W，在平直路面上行驶的最大速度为4m/s，则汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是（）A．16NB．20NC．40ND．80N7、(本题9分)下列说法正确的是A．匀速圆周运动是一种匀速运动B．匀速圆周运动是一种匀变速运动C．匀速圆周运动是一种变加速运动D．物体做匀速圆周运动时其向心力垂直于速度方向，不改变线速度的大小8、(本题9分)在下列几个实例中,物体机械能一定守恒的是()A．在平衡力作用下运动的物体B．在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C．如图甲所示物体沿固定光滑圆弧面下滑D．如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球9、(本题9分)水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如右图所示。以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是（ ）A．b、e两点的电场强度相同B．a点电势低于c点电势C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功10、(本题9分)有一项杂技表演的是骑摩托车沿圆锥面运动，其物理模型如图所示．现有两个质量相同的车手骑着质量相同的摩托车A和B紧贴圆锥的内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动(圆锥壁始终固定不动，不计一切摩擦)．则下列说法正确的是（）A．摩托车A对圆锥壁的压力大小等于摩托车B对圆锥壁的压力大小B．摩托车A的加速度大小等于摩托车B的加速度大小C．摩托车A的运动周期等于摩托车B的运动周期D．摩托车A的线速度大小等于摩托车B的线速度大小11、(本题9分)下列运动过程中机械能守恒的是A．雨滴在空中匀速下落B．小石块做平抛运动C．子弹射穿木块D．物块沿光滑斜面下滑12、如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为，带正电且电量均为。在它们连线的水平中垂线上固定一根长为、内壁光滑的绝缘细管（水平放置），有一带正电且电量为的小球以初速度从管口射入，则（）A．小球先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动B．小球的电势能始终不变C．小球受到的库仑力先做负功后做正功D．从入口到出口沿着细管电势先升高后降低二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图甲所示，是用电火花计时器验证机械能守恒定律的实验装置。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，电火花计时器所用电源频率为50Hz，重物质量为0.2kg.(1)下列操作中正确的是___________.A．电火花计时器应接6V交流电源B．应先释放纸带，后接通电源打点C．需使用秒表测出重物下落的时间D．测出纸带上两点间的距离，可知重物相应的下落高度(2)某同学按照正确的操作，得到一条符合实验要求的纸带，如图乙所示.如果打O点时重物速度为0，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，计算B点对应的速度时，甲同学用，乙同学用vB=，你赞成___________(选填“甲”或“乙”)同学的计算方法.(3)该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C的距离，并记录在图乙中(单位cm).打点计时器打B点时重物的动能为___________J，从O到B过程中重物重力势能的减少量为___________J(计算结果均保留3位有效数字).14、（10分）(本题9分)如图所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置．（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是_________（填写代号）A．重锤选用体积较大且质量较小的B．重锤选用体积较小且质量较大的C．打点计时器应固定在竖直平面内D．应先放手让重锤拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究，他舍去了这条纸带上前面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图所示的测量，已知当地的重力加速度为g，使用的交变电源周期为T，则要验证机械能守恒的表达式为_________（用x1、x2、x3、T、g表示）；（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，本实验中引起误差的主要原因是_____．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)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，如图甲所示，OAB是同一竖直平面上的滑行轨道，其中OA段是长27m的水平轨道，AB段是倾角θ＝37°足够长的斜直轨道，OA与AB在A点平滑连接．已知滑板及运动员总质量为60kg，运动员从水平轨道向左滑向斜直轨道，滑到O点开始计时，其后一段时间内的运动图象如图乙所示．将滑板及运动员视为质点，滑过拐角时速度大小不变，在水平和斜直轨道上滑板和接触面间的动摩擦因数相同．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，忽略空气阻力)求：(1)滑板与接触面间的动摩擦因数；(2)运动员到达坡底A点时速度大小；(3)运动员沿坡上滑的最大距离(保留三位有效数字)．16、（12分）甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统，已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证，有望在2015年全面应用于我国航天器．离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势．离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子．氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出．在加速氙离子的过程中飞船获得推力．已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q．（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验．求氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极B．推进器工作时飞船的总质量可视为不变．求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N．（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况．通过计算说明采取哪些措施可以增大S，并对增大S的实际意义说出你的看法．17、（12分）(本题9分)如图所示，两块水平放置的平行金属板相距为，组成一个电容为的平行板电容器，板接地，板正中央有一个小孔，从小孔正上方高处的点，一滴一滴地由静止滴下质量为、电荷量为的带电油滴，油滴穿过孔后落到板，把全部电荷量传给板，板也带上等量的异种电荷，不计空气阻力及板外电场的影响．求：（1）当某一滴油滴在板间恰好做匀速直线运动时，板间的电场强度大小和电容器所带的电荷量；（2）最终到达板的油滴不会超过多少滴．

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、B【解析】

A.在伽利略时代，将自由落体运动改为斜面是为了便于测量时间，故A错误；B.伽利略在进行试验时利用水钟记录时间，水钟的流水体积与时间成正比，选项B错误；C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上中位移与时间的平方成正比，说明了物体沿斜面的运动是匀变速运动，故C正确；D.小球在斜面上的运动规律与其质量无关，故D错误；2、C【解析】

弹簧最短时，两者速度相等，弹性势能最大第一种情况：由动量守恒定律得：，解得弹簧最短时物体A的速度，最大弹性势能第二种情况：由动量守恒定律得：，解得弹簧最短时物体A的速度，最大弹性势能因为，所以，也就是第二种情况下，弹簧最短时物体A的速度较大；因为，所以两种情况，弹簧的最大弹性势能相同。AB.由上面分析可知，第二种情况下，弹簧最短时物体A的速度较大，故AB错误；CD.由上面分析可知，两种情况，弹簧的最大弹性势能相同，故C正确，D错误。3、B【解析】

船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短．由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小．【详解】当船头垂直对岸行到对岸时，所需要的时间最短，最短时间为：．故A错误，B正确；船实际的运动是由两个相互垂直的分运动组成，所以合速度：．故C错误；船沿着水流方向的位移大小：；船发生的位移是：；故D错误；故选B．【点睛】小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度．4、B【解析】当v1=7.9km/s时，为地球的第一宇宙速度；当v5、C【解析】

A、B项：设汽车的额定功率为P．汽车的速度v时，根据牛顿第二定律知：，所以P=kmgv+mav，故AB错误；C项：汽车匀速时，牵引力等于阻力，速度最大，故有：，故C正确；D项：加速度为时，此时牵引力为F，则，解得：，此时速度为：，故D错误．6、B【解析】

当牵引力等于阻力时，加速度为零，汽车速度最大，根据代入数据解得故B正确。7、CD【解析】匀速圆周运动中的匀速是指物体速度的大小不变，速度的方向是时刻在变化的，所以A错误；做匀速圆周运动的物体受到的合力的方向始终指向圆心，所以受到的合力是变化的，由牛顿第二定律可知，加速度也必定是变化的，所以匀速圆周运动是变加速运动，B错，C正确；物体做圆周运动时其向心力时刻指向圆心，速度方向与轨迹相切，所以二者相互垂直，所以不改变速度的大小，只改变速度的方向，故选CD.思路分析：做匀速圆周运动的物体，要受到始终指向圆心的力的作用来做为向心力，力的大小不变，但方向时刻在变，所以向心加速度也是变化的试题点评：匀速圆周运动要注意，其中的匀速只是指速度的大小不变，合力作为向心力始终指向圆心，合力的方向也是时刻在变化的8、BC【解析】

A.在平衡力作用下的物体不一定守恒，如物体在竖直方向上做匀速直线运动；故A错误；B.在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球，动能和重力势能均不变，机械能一定守恒，故B正确；C.物体沿固定光滑圆弧面下滑时，只有重力做功机械能守恒，故C正确；D.在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，由于受弹簧弹力作用，小球的机械能部分转移为弹簧的机械能，故小球的机械能不守恒，故D错误。9、BC【解析】

电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时两点的电场强度才相同；电势根据顺着电场线方向电势降低进行判断；根据对称性分析b、c两点间电势差与b、e间电势差的关系．根据电势高低，判断电场力对电子做功的正负．【详解】由图看出，b、e两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以b、e两点的电场强度不同，A错误；根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越低，故a点电势低于c点电势，B正确；根据对称性可知，b、e两点电势相等，d、c两点电势相等，故其电势差相等，C正确；d点的电势高于b点的电势，由，则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能，根据功能关系可知，电子沿圆周由d到b，电场力做负功，故D错误．10、AB【解析】A、任取一摩托车,设圆锥壁和水平面的夹角为,圆锥壁对摩托车的支持力为F,摩托车的运行轨道半径为r,则在竖直方向上有,计算得出由于两摩托车质量相等，所以力F也相等，故A对B、根据水平方向上有:，角度和力F都相等，所以两摩托车运动的加速度也是相等的,故B对；C、根据由于运动的半径不相等，所以运动的周期也不相等，故C错；D、根据，则半径大的速度也大，所以摩托车A的线速度大小大于摩托车B的线速度大小故D错；故选AB点睛：摩托车靠重力和支持力的合力提供向心力,结合平行四边形定则求出支持力,从而比较大小.根据牛顿第二定律得出线速度、角速度、周期的表达式,从而比较大小.11、BD【解析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，或者看有没有机械能转化为其它形式的能，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．【详解】A、雨滴落地前在空中匀速下落的过程，说明雨滴动能不变，重力势能减小，所以机械能不守恒;故A错误.B、小石块做平抛运动只受重力作用，所以机械能守恒;故B正确.C、子弹射穿过木块的运动中，要受到阻力的作用，阻力对物体做负功，所以机械能不守恒;故C错误.D、物体沿光滑曲面下滑，没有摩擦力的作用，同时物体受到支持力对物体也不做功，所以只有物体的重力做功，机械能守恒;故D正确.故选BD。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件，知道各种运动的特点即可.12、CD【解析】

A．根据等量同种正电荷的电场线分布情况，电荷量为+q

的小球以初速度v0

从管口射入的过程，由于电场线不均匀，所以电场力是变力，加速度变化，不是匀变速运动，故A错误；BC．电场力先做负功，后做正功，所以电势能先增大后减小，故B错误，C正确；D．沿电场线方向电势降低，所以沿着细管电势先升高后降低，故D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乙0.3690.376【解析】

第一空.A.打点计时器应接交流电源，故A错误；B.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；C.我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误；D.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确.故填D.第二空.计算B点瞬时速度时，若按甲同学的方法用，即认为纸带下落的加速度为g，则不需要计算速度vB的值也会有：，故甲的数据处理方法错误，应该选用乙同学的：某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，，故乙同学正确.第三空.B点的瞬时速度为：，那么此时重物的动能.第四空.从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.192J≈0.376J.14、BC；存在空气阻力和摩擦阻力【解析】

(1)A项：如果体积较大而质量较小，空气阻力较大，实验误差大，故A错误；B项：实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少阻力的影响，故B正确；C项：当打点计时器固定在竖直平面内时，纸带才能被重物带着竖直下落，减小摩擦，故C正确；D项：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．(2)2点的瞬间速度，5点的瞬时速度，，重力势能的减小量为，要验证机械能守恒的表达式为；(3)由于纸带通过限位孔时不可避免的受到阻力作用，以及重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量大于动能的增加量，因此为：重锤下落过程中存在着阻力作用．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)0.2(2)6m/s(3)2.37m【解析】试题分析