福建省南平市建瓯市芝华中学2023-2024学年物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

福建省南平市建瓯市芝华中学2023-2024学年物理高一第二学期期末学业质量监测试题注意事项: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、如图所示，质量为m的小物块，沿半径为R的半圆形轨道滑下，当小物块通过最低点B时速度大小为v,则此时物块对轨道的压力大小为()A．mg+m B．mg-m C．mg D．m2、(本题9分)如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h．若以地面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是A．mgh，减少mg(H－h)B．mgh，增加mg(H＋h)C．0，增加mg(H－h)D．0，减少mg(H＋h)3、如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（）A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒B．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动D．槽将不会再次与墙接触4、如图所示，小杨用与水平方向成θ角的恒力F拖地，拖把沿水平方向移动了一段距离s.该过程中，力F对拖把做的功是A．Fs B．Fscosθ C．Fssinθ D．Fstanθ5、机器人大赛中，为研究机器人的运动建立平面直角坐标系某机器人在平面内由点(0，0)出发，沿直线运动到点(1，3)，紧接着又由点(1，3)沿直线运动到点(3，4)，所用总时间是10s。平面直角坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1m。则在整个过程中A．机器人的运动轨迹是一条直线B．机器人的路程为6mC．机器人的位移大小为7mD．机器人的平均速度大小为0.5m/s6、(本题9分)飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V7、(本题9分)如图所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自最高点到落台的过程中，下列说法正确的是()A．过网时球1的速度大于球2的速度B．球1的飞行时间等于球2的飞行时间C．球1的速度变化率等于球2的速度变化率D．落台时，球1的重力功率大于球2的重力功率8、(本题9分)如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮,一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h.开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°．现将A、B静止释放．则下列说法正确的是()A．物块A经过C点时的速度大小为2ghB．物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小C．物块A在杆上长为23D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量9、(本题9分)如图所示，由长为L的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内，其中两个端点分别固定质量均为m的小球A、B，系统可绕O点在竖直面内转动，初始位置OA水平．由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦及空气阻力．则（）A．系统在运动过程中机械能守恒B．B球运动至最低点时，系统重力势能最小C．A球运动至最低点过程中，动能一直在增大D．摆动过程中，小球B的最大动能为mgL10、把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，则离太阳越远的行星()A．周期越小 B．线速度越小 C．角速度越小 D．加速度越小11、(本题9分)一人站在商场的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上加速运动，则下列说法中正确的是A．人只受到重力和踏板对人的支持力两个力作用B．人对踏板的压力大小大于人所受到的重力大小C．踏板对人做的功等于人的机械能增加量D．人所受合力做的功等于人的机械能的增加量12、(本题9分)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，之间用轻质细线连接，且a，b之间的距离恰等于线长，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．b一定比a先开始滑动B．当ω=2kgC．当ω=2kgD．当ω=kg二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，某同学选择一条如图所示的纸带，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…，测出O到A、B、C…的距离分别为h1、h2、h3…，所用交流电源的频率为f.(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作不可行的是________．A．下落的重物选用铁质重锤B．安装打点计时器时，应使两限位孔在同一竖直线上C．释放纸带前，手应提住纸带上端并使纸带保持竖直D．重锤下落中，手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2)打B点时，重锤的速度vB＝________．(3)该同学用实验测得数据画出的v2-h图象如图所示．图线不过坐标原点的原因是__________________．14、（10分）(本题9分)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON，并多次重复．③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________(用②中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________(用②中测量的量表示)．④经测定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．相当于碰撞前的总动量数据为________g.cm，碰撞后的总动量数据为_______g.cm。在误差范围内碰撞前后动量是守恒的。⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件都不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大，请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm.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)如图所示，光滑水平地面上有一个物体，在水平恒力F的作用下运动了一段位移x，速度由增大到.运用牛顿定律推导；在这个过程中，力F所做的功W与该物体动能的该变量之间的关系。（若需要用到其他物理量，自己设定）16、（12分）(本题9分)如图所示的结构装置可绕竖直的轴转动，假如绳长l=0.1m，水平杆长，小球的质量m=0.3kg.重力加速度g=l0m/s1．(1)使绳子与竖直方向夹角为60°角，该装置以多大的角速度转动才行？(1)此时的拉力多大？17、（12分）如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为80cm，一端开口、一端封闭，管内由一段25cm长的汞柱将一段空气柱封闭于管中，当玻璃管水平放置时，空气柱长为40cm，现在竖直平面内绕封闭端逆时针缓慢转动玻璃管，假设温度保持不变，外界大气压为76cmHg，则：（1）当玻璃管转到开口向上竖直放置时，管内空气柱的长为多少？（2）对于“当玻璃管转到开口向下竖直放置时，管内空气柱长为多少？”的问题某同学解法为：P1=76cmHgP2=76-25=51cmHg此过程为等温变化p1v1p2v2你认为他的解法是否正确？若正确，请说明理由；若错误，也请说明理由，并且解出正确的结果。

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】

当小物块通过最低点B时，由向心力公式得解得：A.mg+m与上述计算结果相符，故A正确；B.mg-m与上述计算结果不相符，故B错误；C.mg与上述计算结果不相符，故C错误；D.m与上述计算结果不相符，故D错误。2、D【解析】

以地面为零势能参考平面，则小球落地时的重力势能为：Ep1=0整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为：ABC.由上分析可知，ABC错误；D.由上分析可知，D正确。3、D【解析】小球从AB的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，在小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，选项AB错误；当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，C错误；因为全过程中，整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量，最终槽将与墙不会再次接触，D正确．【点睛】判断系统动量是否守恒关键是明确系统是否受到外力的作用，故在应用动量守恒定律时一定要明确是哪一系统动量守恒．4、B【解析】

由图可知，力和位移的夹角为θ，故推力的功为：W=Fscosθ；A.Fs，与结论不相符，选项A错误；B.Fscosθ，与结论相符，选项B正确；C.Fssinθ，与结论不相符，选项C错误；D.Fstanθ，与结论不相符，选项D错误；5、D【解析】

A.画出机器人运动的轨迹如图所示：可知机器人的轨迹不是直线；故A错误.B.机器人的轨迹为两段直线，前一段长度：s1=32+C.机器人的位移：x=3D.平均速度：v=6、D【解析】

设电池板的内阻为r，其开路电压等于它的电动势，依题意有：E=800mV；I短=E/r，解得电源内阻：，电池板连上20Ω阻值后，流过电阻的电流大小为：；此时的路端电压为：U=IR=20×20mV=400mV=0.4V；故D正确，ABC错误．7、ABC【解析】

AB．球1和球2平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速度，故AB正确。C．因为平抛运动的加速度不变，都为g，可知球1和球2的速度变化率相等，故C正确。D．落台时，由于时间相等，则竖直分速度相等，根据P=mgvy知，重力的瞬时功率相等，故D错误。8、AC【解析】

A、设物块A经过C点时的速度大小为v,此时B的速度为0.

根据系统的机械能守恒得mg(hsin30B、物块A由P点出发第一次到达C点过程中,绳子拉力对A做正功,其他力不做功,由动能定理可以知道物块A的动能不断增大,则速度不断增大故B错误；C、由几何知识可得AC=3h,因为AB组成的系统机械能守恒,由对称性可得物块A在杆上长为D、物块A到C点时物块B的速度为零.根据功能关系可以知道,在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量,故D错误.

综上所述本题答案是：AC9、AD【解析】系统在整个运动的过程中，只有重力做功，所以系统在运动过程中机械能守恒，故A正确；A、B两球组成的系统的重心在AB两球连线的中点，所以当AB杆水平时，重心最低，此时重力势能最小，故B错误；由系统能量守恒可知A球运动至最低点过程中，动能先增大后减小，故C错误；当A、B水平时B的动能最大，根据动能定理可得：，解得：，故D正确．所以AD正确，BC错误．10、BCD【解析】设行星的质量为m，公转半径为r，太阳的质量为M，根据万有引力提供向心力得：，解得：T=2π，r越大，T越大．故A错误．v=，r越大，v越小．故B正确．ω=，可知，r越大，ω越小．故C正确．a=，r越大，a越小．故D正确．故选BCD．11、CD【解析】人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosθ，水平向右，竖直方向受重力和支持力，FN-mg=masinθ，所以FN＞mg，故AB错误；除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，所以踏板对人做的功等于人的机械能增加量，故C正确；由动能定理可知，人所受合力做的功等于人的动能的增加量，故D正确；故选CD．点睛：解决本题时可以把加速度进行分解，结合牛顿第二定律求解，难度适中．同时学会由运动去受力分析，并掌握功与能的关系．注意重力做功必导致重力势能变化；除重力之外的力做功，必导致系统机械能变化；合力做功必导致动能变化．12、CD【解析】两个物体用细线相连，一定是同时开始滑动，故A错误；对于单个木块，静摩擦力提供向心力，恰好不滑动时，有：kmg=mω2r，故ω=kgr；故如果没有细线相连，a、b恰好不滑动的临界角速度分别为：kgL、kg2L；若ω=2kg3L时，细线突然断开，由于2kg3L＜kgL，故a不会做离心运动，故B错误；角速度逐渐增加的过程中，是b物体的静摩擦力先达到最大，临界角速度为kg点睛：本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：单个静摩擦力达到最大、两个物体的静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D(h3-【解析】（1）为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故A可行；为了减小阻力的影响，安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，故BC可行；重物下落过程中，不能用手提着纸带，故D不可行。所以D正确，ABC错误。（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出某点的速度，B点的瞬时速度为：vB（3）该同学用实验测得数据画出v2-h图象图线不过坐标原点，即h=0时，速度不为零，可知打下O点时重锤速度不为零。14、Cm1OM＋m2·ON＝m1·OPm1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP220162001.676.8【解析】

①[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，