2023-2024學(xué)年甘肅省武威市第五中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測模擬試題含解析

2023-2024學(xué)年甘肅省武威市第五中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測模擬試題請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1、(本題9分)天文興趣小組查找資料得知：某天體的質(zhì)量為地球質(zhì)量的a倍，其半徑為地球半徑的b倍，表面無大氣層，地球的第一宇宙速度為v．則該天體的第一宇宙速度為（）A． B． C． D．2、如圖所示，某人在山上將一質(zhì)量為m的石塊以初速度拋出，拋出時(shí)石塊距地面的高度為H，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)距地面的高度為h（H>h）不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則石塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為A．B．C．D．3、(本題9分)如圖所示是兩種不同的過山車過最高點(diǎn)時(shí)的情形，圖甲情形中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)頭朝上，圖乙情形中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)頭朝下，假設(shè)兩種圓軌道的半徑均為，下列說法正確的是（）A．圖甲中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)，若，座椅對(duì)乘客的作用力方向豎直向下B．圖甲中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)，若，座椅對(duì)乘客的作用力方向豎直向上C．圖乙中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)，若，座椅對(duì)乘客的作用力方向豎直向下D．圖乙中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)，若，座椅對(duì)乘客的作用力方向豎直向上4、(本題9分)如圖所示為通過彈射器研究彈性勢能的實(shí)驗(yàn)裝置．光滑圓形軌道豎直固定于光滑水平面上，半徑為R．彈射櫸固定于A處．某實(shí)驗(yàn)過程中彈射器射出一質(zhì)量為m的小球，恰能沿圓軌道內(nèi)側(cè)到達(dá)最髙點(diǎn)C，然后從軌道D處（D與圓心等高）下落至水平面．取重力加速度為g下列說法正確的是（）A．小球從D處下落至水平面的時(shí)間為B．小球至最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道壓力為5mgC．小球落至水平面時(shí)的動(dòng)能為2mgRD．釋放小球前彈射器的彈性勢能為5、(本題9分)某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又降下0.5m，在著地過程中地面對(duì)他雙腳的平均作用力為自身重力的（）A．8倍 B．10倍 C．2倍 D．5倍6、(本題9分)如圖甲所示，豎直電梯中質(zhì)量為m的物體置于壓力傳感器P上，電腦可描繪出物體對(duì)P的壓力F隨時(shí)間的變化圖線；圖乙中K、L、M、N四條圖線是電梯在四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下由電腦獲得的Ft圖線，由圖線分析電梯的運(yùn)動(dòng)情況，下列結(jié)論中正確的是()A．由圖線K可知，此時(shí)電梯一定處于勻加速上升狀態(tài)B．由圖線L可知，此時(shí)電梯的加速度大小一定等于gC．由圖線M可知，此時(shí)電梯一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D．由圖線N可知，此時(shí)電梯加速度的方向一定先向上后向下7、(本題9分)如右圖所示，P、Q為兩個(gè)等量的異種電荷，以靠近P點(diǎn)的O點(diǎn)為原點(diǎn)，沿兩電荷的連線建立x軸，沿直線向右為x軸正方向，一帶正電的粒子從O點(diǎn)由靜止開始在電場力作用下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，已知A點(diǎn)與O點(diǎn)關(guān)于PQ兩電荷連線的中點(diǎn)對(duì)稱，粒子的重力忽略不計(jì)，在從O到A的運(yùn)動(dòng)過程中，下列關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)速度v和加速度a隨時(shí)間t的變化，粒子的動(dòng)能Ek和運(yùn)動(dòng)徑跡上電勢φ隨位移x的變化圖線肯定錯(cuò)誤的是（）A．A B．B C．C D．D8、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，它們與盤面之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，此時(shí)兩物體剛好就要發(fā)生滑動(dòng)，則（）A．細(xì)線中的拉力大于B受到的最大靜摩擦力B．細(xì)線中的拉力小于A受到的最大靜摩擦力C．燒斷細(xì)線，只有物體B相對(duì)圓盤發(fā)生滑動(dòng)D．燒斷細(xì)線，兩物體都會(huì)相對(duì)圓盤發(fā)生滑動(dòng)9、(本題9分)如圖所示，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)，從大環(huán)的最高處由靜止滑下，滑到大環(huán)的最低點(diǎn)的過程中，(重力加速度大小為g)()A．小環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)B．小環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)C．此過程中小環(huán)的機(jī)械能守恒D．小環(huán)滑到大環(huán)最低點(diǎn)時(shí)，大圓環(huán)對(duì)桿的拉力大于(m＋M)g10、關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是A．是加速度不變的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)C．是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)D．是速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)二、實(shí)驗(yàn)題11、（4分）如圖1所示，小章同學(xué)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，他利用此裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)現(xiàn)有的器材：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶夾子的重物、導(dǎo)線若干。為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要___________。(填選項(xiàng)前的字母)A．刻度尺B．秒表C．220V交流電源D．低壓交流電源(2)下列最適合作為實(shí)驗(yàn)中所用重物的是___________。A．400g的皮球B．400g的塑料塊C．400g的鉛塊D．400g的木塊(3)實(shí)驗(yàn)中，小章利用(2)中所選的物體作為重物，經(jīng)正確操作后得到一條清晰的紙帶(局部)如圖2所示，A、B、C為連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)，測得：xAB=4.15cm，xAC=4.53cm，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為0.02s，則打下B點(diǎn)時(shí)，重物的動(dòng)能為___________J(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。12、（10分）某實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證“合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置。(已知圖中力傳感器能顯示該處所受拉力大小)。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法近確的是____________A該實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力B．準(zhǔn)備器材時(shí)，可不滿足砂和小砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使細(xì)線與長木板平行(2)讓小砂桶帶動(dòng)滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和打這兩點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小v1與v2(v1<v2)。細(xì)線的拉力F由安裝在滑塊上的力傳感器測出，為了驗(yàn)證合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，還需測量的物理量為_________；則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_________________(用題中所給的字母和需測量的物理量的字母表示)。三、計(jì)算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（9分）如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺(tái)左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個(gè)質(zhì)量，電量的帶負(fù)電小物塊與彈簧接觸但不栓接，彈簧的彈性勢能為。某一瞬間釋放彈簧彈出小物塊，小物塊從水平臺(tái)右端點(diǎn)飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高點(diǎn)，并沿軌道滑下，運(yùn)動(dòng)到光滑水平軌道，從點(diǎn)進(jìn)入到光滑豎直圓內(nèi)側(cè)軌道。已知傾斜軌道與水平方向夾角為，傾斜軌道長為，帶電小物塊與傾斜軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。小物塊在點(diǎn)沒有能量損失，所有軌道都是絕緣的，運(yùn)動(dòng)過程中小物塊的電量保持不變，可視為質(zhì)點(diǎn)。只有光滑豎直圓軌道處存在范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)。已知，，取，求：（1）小物塊運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）小物塊運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大??；（3）要使小物塊不離開圓軌道，圓軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件？14、（14分）(本題9分)“場”是除實(shí)物以外物質(zhì)存在的另一種形式，是物質(zhì)的一種形態(tài)．可以從力的角度和能量的角度來描述場．反映場力性質(zhì)的物理量是場強(qiáng)．（1）真空中一個(gè)孤立的點(diǎn)電荷，電荷量為+Q，靜電力常量為k，推導(dǎo)距離點(diǎn)電荷r處的電場強(qiáng)度E的表達(dá)式．（2）地球周圍存在引力場，假設(shè)地球是一個(gè)密度均勻的球體，質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G．a(chǎn)．請(qǐng)參考電場強(qiáng)度的定義，推導(dǎo)距離地心r處（其中r≥R）的引力場強(qiáng)度E引的表達(dá)式．b．理論上已經(jīng)證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零．推導(dǎo)距離地心r處（其中r＜R）的引力場強(qiáng)度E引的表達(dá)式．15、（13分）(本題9分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的半徑為R的光滑圓形軌道，其內(nèi)側(cè)有兩個(gè)光滑的小球a、b（均可視為質(zhì)點(diǎn)），a、b兩小球質(zhì)量分別為m、2m，某一時(shí)刻同時(shí)讓兩小球在圓軌道最高點(diǎn)，以等大的速率向相反方向運(yùn)動(dòng)，兩小球恰好在圓軌道的最低點(diǎn)相遇并發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后，a球恰好能再次經(jīng)過豎直圓軌道最高點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力（重力加速度為g），求：（1）第一次碰撞前瞬間a球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的大?。唬?）第一次碰撞后瞬間b球的速度大??；（3）若第二次碰撞產(chǎn)生的熱量為第一次碰撞產(chǎn)生熱量的，求第二次碰撞后瞬間兩球速度的大小；

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1、A【解析】

物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做第一宇宙速度，大小7.9km/s，可根據(jù)衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度公式解得．【詳解】設(shè)地球質(zhì)量M，某天體質(zhì)量是地球質(zhì)量的a倍，地球半徑r，某天體徑是地球半徑的b倍由萬有引力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)得：解得：衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度公式分別代入地球和某天體各物理量得：，故A正確．故選A．【點(diǎn)睛】本題要掌握第一宇宙速度的定義，正確利用萬有引力公式列出第一宇宙速度的表達(dá)式．2、D【解析】

從拋出到P點(diǎn)，石塊的機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律石塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.A.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確。3、B【解析】

AB．圖甲中，若過最高點(diǎn)只有重力提供向心力，則，則速度為，若，則合力小于重力，所以人受到向上的支持力，故A錯(cuò)，B對(duì)；C．圖乙中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)，若過最高點(diǎn)只有重力提供向心力，則，則速度為，此時(shí)座椅對(duì)人沒有作用力，故C錯(cuò)；D．圖乙中，乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)，若，則合力大于重力，所以人受到的座椅施加的向下的壓力，故D錯(cuò)。故選B。4、D【解析】A.小球恰好通過最高點(diǎn)，則由，解得；所以A正確．B．由B到C過程中，機(jī)械能守恒，則有：；B點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律有：；聯(lián)立解得，F(xiàn)=6mg，故B正確；C．對(duì)C到地面過程由機(jī)械能守恒得：Ek﹣mv2=mg?2R，EK=2.5mgR．故C錯(cuò)誤；D．小球彈出后的機(jī)械能等于彈射器的彈性勢能，由功能關(guān)系可得彈性勢能為：E=mg?2R+mv2=2.5mgR．故D正確．故選ABD．【點(diǎn)睛】恰能沿圓軌道內(nèi)側(cè)到達(dá)最髙點(diǎn)C，在最高點(diǎn)由重力提供向心力，由臨界條件可求得最高點(diǎn)的速度；由機(jī)械能守恒和牛頓第二定律可求得B點(diǎn)的壓力；小球從被彈出后機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒可求小球落至水平面時(shí)的動(dòng)能；利用功能關(guān)系可求釋放小球前彈射器的彈性勢能．5、D【解析】設(shè)地面對(duì)他雙腳的平均作用力為F，對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，mg（H+h）-Fh=0，解得，即平均作用力是自身重力的5倍．故D正確，ABC錯(cuò)誤．故選D．點(diǎn)睛：本題也可以根據(jù)動(dòng)力學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解，但是沒有動(dòng)能定理解決簡捷，對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理，不需要考慮過程中速度的變化，抓住初末狀態(tài)，列式求解．6、BD【解析】

A．由圖線K可知，物體對(duì)P的壓力大于物體的重力，且逐漸增大，則支持力大于重力，且逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度方向豎直向上，且逐漸增大，電梯加速度方向豎直向上，且在變化，故A錯(cuò)誤；B．由圖線L可知，支持力的大小等于2mg，根據(jù)牛頓第二定律得，解得方向豎直向上，故B正確；C．由圖線M可知，支持力等于重力，知電梯可能處于靜止，可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．由圖線N可知，支持力的大小先大于再小于，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正確．故選BD.7、ABD【解析】

等量異種電荷的電場線如圖所示．沿兩點(diǎn)電荷連線從O到A，電場強(qiáng)度先變小后變大，一帶正電的粒子從O點(diǎn)由靜止開始在電場力作用下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中，電場力一直做正功，粒子的速度一直在增大．電場力先變小后變大，則加速度先變小后變大．v-t圖象切線的斜率先變小后變大，該圖是不可能的，故A符合題意．根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低，電場強(qiáng)度為，E先減小后增大，所以φ-x圖象切線的斜率先減小后增大，則B圖不可能，故B符合題意；加速度先變小后變大，方向不變，C圖是可能的，故C不符合題意．粒子的動(dòng)能Ek=qEx，電場強(qiáng)度先變小后變大，則Ek-x切線的斜率先變小后變大，則D圖不可能．故D符合題意．則選ABD．【點(diǎn)睛】該題要掌握等量異種電荷的電場線的特點(diǎn)，結(jié)合物理規(guī)律分析圖象切線斜率如何變化是解答的關(guān)鍵，不能只定性分析，那樣會(huì)認(rèn)為BD是正確的．8、BC【解析】

AB．A、B一起隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩物體剛好就要發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，兩物體所受的摩擦力都達(dá)到最大靜摩擦力。對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律有：fm?T＝mrAω2，可知細(xì)線的拉力小于A受到的最大靜摩擦力，因?yàn)锳、B與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，質(zhì)量相等，則最大靜摩擦力相等，則細(xì)線的拉力也小于B受到的最大靜摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確。CD．燒斷細(xì)線，細(xì)線拉力消失，對(duì)A，由于最大靜摩擦力大于向心力，靠靜摩擦力提供向心力，所以A不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)；對(duì)B，最大靜摩擦力不夠提供向心力，B相對(duì)圓盤發(fā)生滑動(dòng)，故D錯(cuò)誤，C正確。9、BCD【解析】

AB．小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，有豎直向上的加速度，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知小環(huán)處于超重狀態(tài)．故A錯(cuò)誤，B正確；C．由于大環(huán)固定不動(dòng)，對(duì)小環(huán)的支持力不做功，只有重力對(duì)小環(huán)做功，所以小環(huán)的機(jī)械能守恒，故C正確；D．小環(huán)從最高到最低，由動(dòng)能定理得：，小環(huán)在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：，聯(lián)立得：F=5mg，對(duì)大環(huán)分析，有：T=F+Mg=5mg+Mg＞（m+M）g，故D正確．10、AB【解析】

A.平拋運(yùn)動(dòng)只受重力，所以平拋運(yùn)動(dòng)為加速度不變的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確；BC.平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上初速度為零，僅受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；D.平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都發(fā)生改變，故D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題11、ADC0.26【解析】

（1）[1]通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，故不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖可知是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故電源用低壓交流電源，故C錯(cuò)誤，D正確。（2）[2]為了減小阻力的影響，重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料，故選C。（3）[3]打B點(diǎn)重物的瞬時(shí)速度v打下B點(diǎn)時(shí)，重物的動(dòng)能為Δ12、BC滑塊和力傳感器的總質(zhì)量m【解析】

（1）[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)需使得繩子的拉力等于滑塊的合外力，則實(shí)驗(yàn)中需平衡摩擦力且細(xì)線和長木板平行，由于力傳感器可直接讀出繩子上的拉力，不需要保證砂和小砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，故BC正確，A錯(cuò)誤；（2）[2][3]根據(jù)動(dòng)能定理可知為驗(yàn)證合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系還需測量出滑塊和力傳感器的總質(zhì)量m，則表達(dá)式為：三、計(jì)算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（1）4m/s；（2）m/s；（3）R?0.022m【解析】

（1）釋放彈簧過程中，彈簧推動(dòng)物體做功，彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w動(dòng)能解得（2）