2023-2024学年云南省新平一中高一物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

2023-2024学年云南省新平一中高一物理第二学期期末学业质量监测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)把质量是m=0.5kg的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示.迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知B、A之间的高度差为h1=0.1m,C、B之间的高度差为h2=0.2m,弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g=10m/s2.下面说法中正确的是A．由状态甲至状态乙，弹簧的弹性势能转化为小球的动能B．状态乙时，小球的动能最大C．状态甲中弹簧的弹性势能是1.5JD．状态乙中小球的动能是1.5J2、(本题9分)如图所示，物块a、b通过绕过定滑轮的轻绳连接，b可沿粗糙水平地面滑行，当物块a竖直下降时，以下说法正确的是（）A．物块a、b速度大小相等B．物块a、b加速度大小相等C．物块a、b的总机械能保持不变D．轻绳对a、b做功功率相等3、(本题9分)如图所示，带正电q、质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且qE<mg.以下判断正确的是（）A．物体将沿斜面减速下滑B．物体将沿斜面加速下滑C．物体仍保持匀速下滑D．仅当qE＝mg时，物体加速下滑4、用完全相同的电阻组成甲、乙两个电路，电阻阻值R不随电压变化，R的额定电压为U1，额定电流为I1．现将甲、乙电路分别接入各自能承受的最大电压，则（）A．甲电路的电压较大 B．乙电路的电压较大C．甲电路的电功率较大 D．乙电路的电阻较大5、如图所示，半径为R的大圆环通过细轻杆固定在竖直平面内，质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，从大环的最高处由静止滑下，不计一切摩擦，以大环底所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则小环（）A．在任何位置的机械能为mgRB．在任一直径两端的机械能之和为5mgRC．在任一直径两端的势能之和为3mgRD．在任一直径两端的动能之和为2mgR6、(本题9分)如图所示，一条小船过河，河水流速为v1，船在静水中速度为v2，船头方向与河岸垂直，关于小船的运动，以下说法正确的是（）A．小船做匀加速直线运动B．小船做匀速直线运动C．小船做匀加速曲线运动D．小船做变加速曲线运动7、如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．物体到海平面时的重力势能为B．重力对物体做的功为C．物体在海平面上的动能为D．物体在海平面上的机械能为8、(本题9分)当船速大于水速时，下列关于渡船的说法中正确的是A．船头方向斜向上游，渡河时间最短 B．船头方向垂直河岸，渡河时间最短C．当水速度变化时，渡河的最短时间不变 D．当水速度变大时，渡河的最短时间变长9、(本题9分)如图甲所示小物块静止在倾角θ=37°的粗糙斜面上．现对物块施加一个沿斜面向下的推力F，力F的大小随时间t的变化情况如图乙所示，物块的速率v随时间t的变化规律如图丙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s，下列说法正确的是A．物块的质量为1kgB．物块与斜面间的动摩擦因数为0.7C．0～3s时间内力F做功的平均功率为0.32WD．0～3s时间内物块克服摩擦力做的功为5.12J10、(本题9分)如图（a）,一长木板静止于光滑水平桌面上，时，小物块以速度滑到长木板上，时刻小物块恰好滑至长木板最右端。图（b）为物块与木板运动的图像，已知图中、、，重力加速度大小为g。下列说法正确的是A．木板的长度为B．物块与木板的质量之比为C．物块与木板之间的动摩擦因数为D．t1时刻，小物块和木板动能之比为11、如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，在引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h。已知地球半径为R，地球质量为m，引力常量为G，设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为T0，不计空气阻力。下列结论正确的是()A．地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点B．导弹在C点的速度大于C．导弹在C点的加速度等于D．导弹从A点运动到B点的时间一定小于T012、(本题9分)质量为的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用．力的大小与时间的关系如图所示，力的方向保持不变，则A．时刻的瞬时功率为B．时刻的瞬时功率为C．在到这段时间内，水平力的平均功率为D．在到这段时间内，水平力的平均功率为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）验证机械能守恒定律的方法很多，落体法验证机械能守恒定律就是其中的一种，图示是利用透明直尺自由下落和光电计时器来验证机械能守恒定律的简易示意图．当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01ms．将挡光效果好、宽度d=3.8×10﹣3m的黑色磁带贴在透明直尺上，现将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．一同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi，并将部分数据进行了处理，结果如图所示．（取g=9.8m/s2，表格中M=0.1kg为直尺的质量）△ti（×10﹣3s）vi=（m/s）△Eki=Mvi2-Mv12（J）△hi（m）Mghi（J）11.213.14﹣﹣﹣21.153.300.0520.060.05931.003.800.2290.240.23540.954.000.3070.320.31450.90①②0.41③（1）从表格中的数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi=求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：_____．（2）表格中的数据①、②、③分别为_____、_____、_____．（3）通过实验得出的结论是：_____．（4）根据该实验，请你判断下列△Ek﹣△h图象中正确的是_____．14、（10分）如图所示，利用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上的固定挡板处由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从挡板位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。（1）实验中，除了斜槽轨道、重锤、两个小球、白纸、复写纸、刻度尺之外，下列器材中还必须使用的两种器材是__________.A．秒表B．天平C．圆规D．打点计时器（2）实验中，为了减小误差，入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应满足m1________m2（选填“>”或“<”）。实验中通过测量小球运动的水平射程来“替代”小球碰撞前后的速度，为了进行这样“替代”，在安装斜槽时必须保证__________.（3）实验中A球的水平射程OP与球A的质量__________（选填“无关”或“有关”），实验中若需要减小OP的距离，可以进行的操作是____________________.（4）若入射小球和被碰小球的质量分别为m1和m2，测出OM、OP、ON的距离，在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；若还满足关系式__________，则碰撞是弹性碰撞.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)一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5s后警车发动起来，并以2m/s2的加速度做匀加速运动，并尽快追上货车，但警车的行驶速度必须控制在108km/h以内．问：（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？（2）求出警车发动后至少要多长时间才能追上货车？16、（12分）如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为R，一个小球（大小可忽略），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：（1）为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，h应在什么取值范围？（2）若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时h是多大？17、（12分）(本题9分)如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为＋q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v．已知点电荷＋Q产生的电场在A点的电势为φ（取无穷远处电势为零），PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：（1）物块在A点时受到轨道支持力的大小；（2）点电荷＋Q产生的电场在B点的电势．

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、C【解析】

A项：小球由状态甲至状态乙的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能；故A错误；B项：由状态甲至状态乙的过程，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，则小球先加速后减速，动能先增大后减小，当弹力等于重力时动能最大，此时弹簧处于压缩状态，位置在甲、乙之间，故B错误；C项：小球由状态甲至状态丙的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球在图甲中弹簧的弹性势能等于小球由A到C位置时增加的重力势能：Ep=mg（h1+h2）=0.5×10×0.3=1.5J；故C正确；D项：球由状态乙至状态丙的过程中，小球机械能守恒，则状态乙中小球的动能Ek乙=mgh2=0.5×10×0.2=1.0J；故D错误。2、D【解析】

A.物块b沿绳子方向的速度大小等于物块a的速度大小，设绳子与水平方向的夹角为，根据平行四边形定则，物块a的速度，所以物块a、b速度大小不相等，故A错误；B.由A分析可知，在某时刻a、b的速度为，经过ts后a、b的速度为，则有：，由此可知，由，得物块a、b加速度大小不相等，故B错误；C.b沿粗糙水平地面滑行，所以除重力之外还有摩擦力对这个系统做负功，所以物块a、b的总机械能减少，故C错误；D.根据，可知轻绳对两个物块的拉力大小相等，两个物块沿绳方向的速度大小相等，所以轻绳对a、b做功功率相等，故D正确。3、C【解析】设斜面倾角为θ，摩擦因数为μ．质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，则有mgsinθ=μmgcosθ，即有sinθ=μcosθ；当加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且qE≤mg，此时物体合力应为：F=（mg-Eq）sinθ-μ（mg-Eq）cosθ=0，所以物体仍保持匀速下滑，故ABD错误，C正确．故选C.点睛：当加一竖直向上的匀强电场时，相当于减小了物体的重力，在摩擦因数不变的情况下，物体仍保持匀速下滑．注意这种等效观点的应用．4、A【解析】

AB．因为串联电路总电压为各用电器电压之和，并联电路总电压等于各之路电压，所以甲电路的电压为2U1，乙电路的电压为U1，甲电路电压大，故A正确，B错误；C．因为功率为标量，电路中的总功率等于各用电器功率之和，故甲乙的电功率都为2U1I1，故C错误；D．甲电路的总电阻为R甲=2，乙电路的总电阻为R乙=，所以甲电路的电阻较大，故D错误；5、D【解析】

质量为m的小环从大环的最高处由静止滑下过程中，以大环底所在的水平面为参考平面，小环在任何位置机械能守恒为2mgR，在任一直径两端的机械能之和为4mgR，在任一直径两端的势能之和为2mgR，在任一直径两端的动能之和为2mgR，故ABC错误，D正确。6、B【解析】

小船实际的速度是水流速度与静水的合速度，因两方向均是匀速直线运动，根据平行四边形定则，则小船实际的运动是匀速直线A.小船做匀加速直线运动与分析不符，故A项与题意不相符；B.小船做匀速直线运动与分析相符，故B项与题意相符；C.小船做匀加速曲线运动与分析不符，故C项与题意不相符；D.小船做变加速曲线运动与分析不符，故D项与题意不相符。7、BCD【解析】

A.以海平面为零势能平面，则物体到海平面时的重力势能为零，故A错误。B.重力对物体做功W=mgh故B正确。C.根据机械能守恒有：可知物体在海平面时的动能为故C正确。D.物体在运动的过程中机械能守恒，以地面为零势能面,物体在海平面的重力势能Ep=-mgh则物体在海平面上的机械能故D正确。8、BC【解析】当静水速（船头指向）与河岸垂直，在垂直于河岸方向上的速度最大，则渡河时间最短，当水流速度增大，不影响垂直于河岸方向上的分速度，则渡河时间不变．故BC正确，AD错误．故选BC．点睛：解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰．9、AD【解析】试题分析：对物块受力分析，如图所示．由图2、图3可知，当力F1=1．8N时，物块加速下滑，加速度，当力F2=1．4N时，物块匀速下滑，根据牛顿第二定律有：，，解得物块质量m=1kg，摩擦力f=2．4N，故A正确；摩擦力，动摩擦因数，故B错误；由图3图象与横轴形成的面积可知，1-3s时间内物块位移x=1．8m，速度从1增加到，物体克服摩擦力做功，故D正确；根据动能定理有：，力F做功，平均功率，故C错误．考点：牛顿第二定律，动能定理，平均功率．10、ACD【解析】

A.时刻小物块恰好滑至长木板最右端，所以相对位移就是板长，根据图b知，相对位移为图像面积差：，A正确。B.相对运动过程中，相互间的摩擦力设为f，木块的加速度，木板加速度，所以质量之比为，B错误。C.木块的加速度，摩擦力，所以动摩擦因数为，C正确。D.动能，t1时刻，速度相同，所以动能比等于质量比，D正确。11、ACD【解析】

A.根据开普勒定律分析知道，地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点。故A正确。B.设距地面高度为h的圆轨道上卫星的速度为v，则由牛顿第二定律得：，得到．导弹在C点只有加速才能进入卫星的轨道，所以导弹在C点的速度小于．故B错误。C.由牛顿第二定律得：，得导弹在C点的加速度为．故C正确。D.设导弹运动的周期为T，由于导弹的半长轴小于卫星的轨道半径R+h，根据开普勒第三定律知道：导弹运动的周期T＜T1，则导弹从A点运动到B点的时间一定小于T1．故D正确。12、BD【解析】在0-2t0时间内，物体的加速度a=，则2t0时刻的瞬时速度v1=a•2t0=2at0，在2t0-3t0时间内，a′=，则3t0时刻的瞬时速度v=v1+a′t0=．所以3t0时刻的瞬时功率P=3F0v=．故A错误，B正确．在t=0到3t0这段时间内，根据动能定理得：水平力做的功W=mv2-0=m（）2=，则平均功率．故C错误，D正确．故选BD．点睛：解决本题的关键掌握瞬时功率的公式P=Fvcosθ，以及平均功率的公式．要注意平均功率和瞬时功率的区别，不能搞混．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用vi=求出．（2）4.22m/s，0.397J，0.402J，（3）在实验误差允许的范围内，机械能守恒（4）C．【解析】（1）根据平均速度的定义可知，当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用vi=求出．

（2）根据题意可知：，则动能的增加量△Ek5＝Mv52−Mv12=×0.1×(4.222−3.142)J=0.397J，重力势能的减小量△Ep=Mg△h5=0.1×9.8×0.41J=0.402J．

（3）可知在实验误差允许的范围内，机械能守恒．

（4）根据机械能守恒得，△Ek=mg△h，可知△Ek-△h图线为过原点的倾斜直线，故选C．点睛：本题考查了实验“验证机械能守恒定律”中的数据处理，以及利用图象来处理实验数据的能力，注意物理基本规律在实验中的应用．14、BC>斜槽末端水平无关减小斜槽高度或降低挡板高度m1OP=m1OM+m2ONm1OP2=m1OM2+m2ON2(或OP+OM=ON)【解析】

(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，确定落点的平均