福建省部分高中2023-2024学年高一下学期期末质量检测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2024学年第二学期福建省部分优质高中期末质量检测高中一年级物理试卷一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。1.下列说法正确的是（）A.月地检验结果证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律B.牛顿对引力常量G进行了准确测定，因此他被称为“第一个称出地球质量的人”C.小明在0.7c运行列车上，发现某物块的质量比静止在地面上时变小了D.开普勒行星运动定律是开普勒在哥白尼留下的观测记录的基础上整理和研究出来的〖答案〗A〖解析〗A．月地检验结果证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律。故A正确；B．卡文迪许对引力常量G进行了准确测定，因此他被称为“第一个称出地球质量的人”。故B错误；C．小明在0.7c运行的列车上，发现某物块的质量比静止在地面上时变大了。故C错误；D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的。故D错误。故选A。2.下列关于课本中相关案例的说法正确的是（）

A.图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动B.图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法C.图3所示的演示实验中，可以得出小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，水平分运动是匀速直线运动的结论D.图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比”〖答案〗B〖解析〗A．图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，磁体对玻璃球没有吸引作用，不会出现小球靠近磁体做曲线运动，故A错误；B．图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确；C．图3所示的演示实验中，改变装置的高度和敲击振片的力度，进行多次实验，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动。得不出水平分运动是匀速直线运动。故C错误；D．图4所示“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，只能说拉力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误。故选B。3.如图，质量为的小球a在真空中做自由落体运动，同样的小球b在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为的地方。在这个过程中（）A.小球a机械能增加 B.小球b动能增加C.两小球所受合外力做功相同 D.两小球的重力做功功率不同〖答案〗D〖解析〗A．小球a只受重力作用，机械能保持不变，故A错误；B．小球b在黏性较大的液体中下落，受到液体阻力的作用，可知合力小于重力，根据动能定理可得小球b动能增加量满足故B错误；C．小球a的合力为重力，小球b的合力小于重力，下落相同高度，则两小球所受合外力做功不相同，故C错误；D．根据由于两球下落过程的受力不同，加速度不同，所用时间不同，所以两小球的重力做功功率不同，故D正确。故选D。4.目前手机就能实现卫星通信功能，如图所示三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等B.三颗卫星的运行速度大于C.能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为D.其中一颗质量为m的通信卫星的动能为〖答案〗D〖解析〗A．根据万有引力的公式由于不知道三颗卫星的质量大小，因此不能确定三颗卫星所受地球万有引力大小的关系，A错误；BD．对于质量为m通信卫星，根据万有引力充当向心力有可得卫星线速度在地球表面则该卫星的动能对近地卫星可得求得比较可得，三颗卫星的运行速度小于，B错误，D正确；C．若恰能实现赤道全球通信时，此时这三颗卫星两两之间与地心连线的夹角为，每颗卫星与地心的连线和卫星与地表的切线以及地球与切点的连线恰好构成直角三角形，根据几何关系可知，此种情况下卫星到地心的距离为则卫星离地高度至少为C错误。故选D。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。5.发射一颗人造地球同步卫星，先将卫星发射至近地轨道Ⅰ，在近地轨道Ⅰ的Q点调整速度进入转移轨道Ⅱ，在转移轨道Ⅱ上的远地点P调整速度后进入目标轨道Ⅲ。下列说法中正确的是（）A.卫星在轨道Ⅱ上的P点需要加速才能进入轨道ⅢB.卫星在轨道Ⅱ上Q点的加速度大于轨道I上Q的加速度C.卫星在轨道Ⅱ上Q点的线速度小于轨道Ⅱ上P点的线速度D.卫星在轨道Ⅱ上从Q到P运行的时间小于卫星在轨道Ⅲ上绕行的半周期〖答案〗AD〖解析〗A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，所以卫星在轨道Ⅱ上的P点需要加速才能进入轨道Ⅲ，故A正确；B．根据牛顿第二定律可得可得可知卫星在轨道Ⅱ上Q点的加速度等于轨道I上Q的加速度，故B错误；C．根据开普勒第二定律可知，卫星在近地点的速度大于远地点的速度，则卫星在轨道Ⅱ上Q点的线速度大于轨道Ⅱ上P点的线速度，故C错误；D．根据开普勒第三定律由于轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，所以卫星在轨道Ⅱ上从Q到P运行的时间小于卫星在轨道Ⅲ上绕行的半周期，故D正确。故选AD。6.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动至时刻达到最大速度，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值，取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.在前内汽车的牵引力大小为B.汽车的额定功率为C.汽车的最大速度为D.汽车加速过程的位移大小与时间的关系式为〖答案〗AC〖解析〗A．由题意可知由题图可知前内汽车的加速度大小由解得汽车的牵引力大小故A正确；B．汽车的额定功率为故B错误；C．汽车的最大速度为故C正确；D．内汽车的位移大小为汽车变加速过程由动能定理有，，解得故D错误。故选AC。7.第24届冬奥会于2022年2月在北京和张家口成功举行，高山滑雪是冬奥会运动项目之一，训练轨道可简化为由弧形轨道AO和倾斜直轨道OB组成，如图，某运动员（可视为质点）从弧形轨道A点由静止滑下，从O点沿水平方向飞出，并落到轨道OB上。运动员到O点以20m/s的速度水平飞出，轨道OB的倾角，取，不计一切摩擦和空气阻力，，，则下列说法正确的是（）A.运动员从O点到落在斜面上的时间为3sB.运动员的落点与O点的距离为45mC.运动员落在斜面上瞬间的速度大小为D.运动员从A点下滑的高度越高，落在OB斜面上时其速度方向与斜面的夹角越大〖答案〗AC〖解析〗AB．设落点与O点的距离为L，设O点速度，由平抛运动可得，解得，故A正确，B错误；C．设运动员落在斜面上瞬间的速度大小为v，运动员落在斜面上瞬间竖直向下的分速度大小为，结合上述有解得则运动员落在斜面上瞬间的速度大小故C正确；D．若落到斜面上的速度与水平方向夹角为，则有可知运动员落到斜面上的速度与斜面夹角不变，故D错误。故选AC。8.如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴转动。三个物体与圆盘的动摩擦因数均为，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。若圆盘从静止开始转动，角速度ω极其缓慢地增大，已知重力加速度为，则对于这个过程，下列说法正确的是（）A.A的摩擦力先增加再减小后不变B.B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变C.当时整体会发生滑动D.当时，在ω增大的过程中B、C间的拉力不断增大〖答案〗BC〖解析〗ABC．当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力。三个物体的角速度相等，由可知，因为C的半径最大，质量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先达到最大静摩擦力，此时计算得出当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，BC间绳子开始提供拉力，B的摩擦力增大，达最大静摩擦力后，AB之间绳子开始有力的作用，随着角速度增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A与B的摩擦力也达到最大时，且BC的拉力大于AB整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动，此时A与B还受到绳的拉力，对C可得对A、B整体可得计算得出当时整体会发生滑动，故A错误，BC正确；D．在时，B、C间的拉力为零，当时，在增大的过程中B、C间的拉力逐渐增大，故D错误。故选BC。三、非选择题：共60分。其中9、10小题为填空题，11、12小题为实验题，13-15小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择题答题区域内作答。9.如图甲，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示，C为大盘上的一点，A、B为大小两盘边缘上的两点，已知2rC=rA，rC=rB。工作时B和C点的角速度之比ωB:ωC=__________。向心加速度之比aA:aB=__________〖答案〗2:11:2〖解析〗因为A、B两点都在齿轮边缘，相互咬合传动，故线速度大小相等，即根据公式可得因为A、C在同一齿轮上，角速度相同，故根据可得10.如图所示，小球质量为m，在竖直放置的半径为r光滑圆形轨道内做圆周运动，当地重力加速度为g，则小球通过最高点的最小速度是___________，小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管道壁对小球___________（填“一定有”或“可能有”或“一定没有”）弹力的作用。〖答案〗0一定有〖解析〗因为内壁有支撑，所以小球通过最高点的最小速度是0；小球在水平线ab以下管道中运动时，小球做圆周运动，外侧管道壁对小球一定有弹力。11.如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和，如图乙所示。（1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是________。（2）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；（3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。〖答案〗（1）控制变量法（2）一（3）1:4〖解析〗【小问1详析】本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。【小问2详析】根据可知，探究向心力的大小与半径的关系时，需要保证小球质量和角速度不变，根据可知将传动皮带调至第一层塔轮时两塔轮边缘处线速度相同，半径相同，则它们的角速度也相同。【小问3详析】依题意，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，两塔轮的角速度关系为根据可得即左右两标尺露出的格子数之比约为1:4。12.某实验小组做“探究平抛运动的特点”实验。（1）改变图甲整个装置高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。你认为“改变整个装置的高度H做同样的实验”这一步骤的物理意义在于________。A.通过多次实验以减小实验误差B.必要的步骤，否则不能得到相关的实验结论C.此步骤可有可无，前面的过程已经能验证有关的实验结论D.必要的步骤，更多的步骤可得到更多的结论（2）某同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球A做平抛运动的照片，如图乙所示，图中每个小方格的边长为L，分析可知，位置a________（选填“是”或“不是”）平抛运动的起点，小球运动到b点时的速度________（用含有L和g的式子表示）。（3）小明同学想利用小球继续进行探究验证机械能守恒定律，以下哪些装置是必须的________。A6V交流电源B.220V交流电源C.电磁打点计时器（全套装置，包含纸带等）D.刻度尺E.秒表F.托盘天平〖答案〗（1）B（2）是（3）ACD〖解析〗【小问1详析】改变图甲的整个装置高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，说明平抛运动竖直方向的运动规律与自由落体运动的运动规律相同，“改变整个装置的高度H做同样的实验”这一步骤是必要的步骤，否则不能得到相关的实验结论。故选B。【小问2详析】竖直方向根据可得根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知小球运动到b点时的竖直分速度为则小球运动到a点时的竖直分速度为可知位置a是平抛运动的起点；小球的水平速度为则小球运动到b点时的速度为【小问3详析】电磁打点计时器用来记录时间和位置；电磁打点计时器用是低压交流电；位移需要用刻度尺测量；质量在表达式里会消掉，不需要测量。故选ACD。13.2024年6月4日，嫦娥六号采样之后，月背呈现一个“中”字。若未来我国航天员登陆月球，并在月球上进行平抛实验，将一块石块（视为质点）从距月面高度为h处以大小为v0的速度水平抛出，测得石块的抛出点到落到月面上的点间的水平距离为x，已知月球的半径为r，引力常量为G。（1）求月球的质量M；（2）若宇宙飞船在月球表面附近做匀速圆周运动，求此时飞船运行的周期T。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）根据平抛运动得解得根据黄金代换解得（2）根据牛顿第二定律得解得14.如图，在光滑水平桌面上，一质量为的小物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能。若打开锁扣K，弹性势能完全释放，小物块将以一定的水平初速度从A点沿水平桌面飞出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的BC段光滑，CD段粗糙。其中C为圆弧轨道的最低点，D为最高点且与水平桌面等高，圆弧BC对应的圆心角为，圆弧轨道的半径为，，，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：（1）小物块从A点飞出的初速度的大小；（2）当小物块运动到圆弧轨道C点时，对圆弧轨道的压力大小；（3）若小物块恰好能通过最高点D，求圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）小物块从A点到B点的过程，做平抛运动：竖直方向有在B点分解速度可得联立解得（2）小物