福建省莆田市仙游县枫亭中学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

福建省莆田市仙游县枫亭中学2023-2024学年物理高一第二学期期末学业质量监测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量为2m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则()A．小球将做自由落体运动B．小球将向左做平抛运动C．小车此过程中先向左运动后向右运动D．小球在弧形槽内上升的最大高度为2、(本题9分)已知地球半径为R，静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度大小为a0，引力常量为G，以下结论正确的是(A．地球质量M=a0C．向心加速度之比aa03、(本题9分)下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子获得的动能最大A．质子B．氘原子核C．氚原子核D．氦原子核4、(本题9分)汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间内保持匀加速直线运动，则A．不断增大牵引力和牵引力的功率B．不断减小牵引力和牵引力的功率C．保持牵引力不变，不断增大牵引力功率D．不能判断牵引力功率怎样变化5、(本题9分)光滑绝缘水平面上固定一半径为R、带正电的球体A（可认为电荷量全部在球心），另一带正电的小球B以一定的初速度冲向球体A，用r表示两球心间的距离，F表示B小球受到的库仑斥力，在r＞R的区域内，下列描述F随r变化关系的图象中可能正确的是（）A． B．C． D．6、如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d。m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中()A．m1的最小速度可能是0B．m1的最小速度可能是m1-C．m2的最大速度可能是v1D．m2的最大速度可能是m1m7、(本题9分)我国的火星探测计划在2018年展开，在火星发射轨道探测器和火星巡视器。已知火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约为地球半径的1A．火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度B．火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三字宙速度C．火星表面与地球表面的重力加速度之比为4:9D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的638、(本题9分)小娟、小明两人共提一桶水，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是（）A．当θ为120°时，F=GB．不管θ为何值，F=G/2C．当θ=0°时，F=G/2D．θ越大时F越小9、(本题9分)一根长为L的细线上端系在天花板上P点，下端系一质量为m的小球，将小球拉离竖直位置，给小球一个与悬线垂直的水平初速度使小球在水平面内做匀速圆周运动，悬线与竖直方向的夹角为θ，悬线旋转形成一个圆锥面，这就是常见的圆锥摆模型，如右图所示。关于圆锥摆，下面说法正确的是（已知重力加速度为g）A．圆锥摆的周期T与小球质量无关B．小球做圆周运动的向心力由绳子的拉力和重力的合力提供C．圆锥摆的周期D．小球做匀速圆周运动向心加速度为10、(本题9分)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，其变化量的绝对值分别为ΔU1和ΔU2；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为ΔI．在滑动变阻器的触片从右端滑到左端的过程中(灯泡电阻不变化)()A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．ΔU1＞ΔU2C．ΔU1/ΔI增大D．ΔU2/ΔI不变二、实验题11、（4分）(本题9分)在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）（1）这五个数据中不符合读数要求的是哪一段_______．（填OA、OB、OC、OD或OE）（2）从下列器材中选出实验所必须的器材，其编号为________．（多选、漏选均不得分）A．打点计时器（包括纸带）；B．重锤；C．天平；D．毫米刻度尺；E．秒表；F．运动小车（3）实验中纸带的_______端与重物相连(填“O”或“E”)．（4）某同学用重锤在OD段的运动来验证机械能守恒，OD距离用h来表示，他用vD=计算与D点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法_______．（填“对”或“不对”）（5）在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是一条直线能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示_______________．（6）若重锤质量m=200g，重力加速度g=9.80m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_____J，而动能的增加量为______J（均保留三位有效数字）．（7）实验中，动能的增加量小于重力势能的减少量，其主要原因是___________．12、（10分）(本题9分)在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,细绳的悬点刚好与一竖直放置的刻度尺零刻度线对齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心.用手带动钢球,调整白纸的位置,设法使球刚好沿纸上某个半径为r的圆做圆周运动,钢球的质量为m,重力加速度为g.(1).用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么小球做圆周运动需要的向心力表达式为Fn=__________.(2).通过刻度尺测得小球运动轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为F=__________;(3).改变小球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图象为一直线时,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式为k=__________.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）一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面h高处让小球以某一初速度水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x和落地时间t，又已知该星球的半径为R，己知万有引力常量为G，求：（1）小球抛出的初速度vo（2）该星球表面的重力加速度g（3）该星球的质量M（4）该星球的第一宇宙速度v（最后结果必须用题中己知物理量表示）14、（14分）(本题9分)第11届本田中国节能竞技大赛年月在广东国际赛车场举行，某公司研制开发的某型号小汽车质量，额定功率，当这辆车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的倍，取．求：(1)若这辆小汽车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(2)若这辆小汽车从静止开始，保持额定功率做加速运动，后达到最大速度，最大速度是多少？此过程中汽车发生的位移是多少？15、（13分）设想若干年后宇航员登上了火星，他在火星表面将质量为m的物体挂在竖直的轻质弹簧下端，静止时弹簧的伸长量为x，已知弹簧的劲度系数为k，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响。（1）求火星表面的重力加速度和火星的质量；（2）如果在火星上发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期。

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、B【解析】

AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：2mv0=2mv1+mv2…①，

由动能守恒定律得：∙2mv02=∙2mv12+mv22…②，

由立①②解得：v1=v0，v2=v0，

所以小球与小车分离后将向左做平抛运动，故A错误，B正确．

C．此过程中小球对小车一直有斜向左下方的作用力，则小车一直向左加速运动，选项C错误；D．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：2mv0=3m•v；由机械能守恒定律得；∙2mv02=•3mv2+mgh，解得：h=，故D错误．2、A【解析】A、地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：GMmr2=ma0,解得地球质量M=a0r2G，故选A正确。B、地球赤道上的物体随地球自转时有：【点睛】解决本题的关键知道同步卫星的特点，知道卫星由万有引力提供向心力，特别注意在地球上随地球一起自转的物体，不是万有引力提供向心力。3、D【解析】设加速电场的电压为U，粒子的质量和电量分别为m和q，由动能定理得：qU=12m4、C【解析】

汽车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有：F-f=ma，阻力不变，则牵引力不变，根据P=Fv知，牵引力功率增大，故C正确，ABD错误．故选C．【点睛】本题考查了机车的启动问题，知道发动机功率与牵引力、速度的关系，注意匀加速直线运动中牵引力保持不变．5、C【解析】

根据库仑定律可知，两球之间的库仑力满足，即随r增加，F非线性减小。故选C。6、ABC【解析】

从小球m1到达最近位置后继续前进，此后拉到m2前进，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2加速，当两球再次相距最近时，m1达到最小速度，m2达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：m1v1=m1v1′+m2v212m1v12=12m1v1′2+12m2v解得：v1′=m1-m2m1+m2故m2的最大速度为2m1m1+m2v1，此时由于m1＜m2，可知当m2的速度最大时，m1的速度小于1，即m1的速度方向为向左，所以m1的最小速度等于1．A.A项与上述分析结论相符，故A符合题意；B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意；D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意。7、BC【解析】AB、火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，还在太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度，故A错误，B正确；CD、由GMmR2=mv2R=mg故选BC。8、AC【解析】

当两人手臂上的拉力夹角为0°时，2F=G，F=G/2，选项C正确；当两人手臂上的拉力夹角为120°时，由平行四边形定则，F=G，A正确；由平行四边形定则，合力一定，当两个力夹角越大，分力也就越大，故BD错误。9、ABC【解析】

AC.由牛顿第二定律得，，解得，周期与摆球质量无关，A、C正确；B.小球做圆周运动的向心力由拉力和重力的合力提供，B正确；D.由牛顿第二定律得，小球的向心加速度，D错误。10、BD【解析】

A．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则L1变亮．变阻器的电阻减小，并联部分的电阻减小，则并联部分的电压减小，则L3变暗．总电流增大，而L3的电流减小，则L1的电流增大，则L1变亮．故A错误；B．由上分析可知，电压表V1的示数减小，电压表V1的示数增大，由于路端电压减小，即两电压表示数之和减小，所以△U1＞△U1．故B正确；C．由U1=E-I（RL1+r）得：，不变，故C错误；D．=R1，不变，D正确．【点睛】本题是电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”思路进行分析．运用总量法分析两电压表读数变化量的大小．运用欧姆定律定量分析电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变化，这是常用的方法．二、实验题11、（1）OB（2）ABD（3）O（4）不对；（5）g（6）0.380J；0.376J；（7）物体在下落过程中克服摩擦阻力做功【解析】

第一空.毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OB读数．第二空.实验中必须要用的器材有：A.打点计时器（包括纸带）；B.重锤；D.毫米刻度尺；不需要C.天平；E.秒表以及F.运动小车；故选ABD.第三空.由纸带上的点迹分布可知，从O点到E点做匀加速运动，因此实验中纸带的O端与重物相连．第四空.不对；在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度，所以不应当用重力加速度g来表示某位置的速度，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小；即．第五空.由机械能守恒定律可知：mgh=mv2；变形可知：gh=，则根据实验数据绘出的图象应是一条直线，图线的斜率表示重力加速度g；第六空.从O到打下D点，重锤重力势能的减少量△EP=mgh=0.2×9.8×0.1941J=0.380J；第七空.利用匀变速直线运动的推论；则EkD=mvD2=×0.2×1.942J=0.376J；则动能的增加量△Ek=0.376J；第八空.通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．12、【解析】

（1）根据向心力公式：而得：Fn=；

（2）如图由几何关系可得：；（3）由上面分析得：整理得：故斜率表达式为：；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