精品解析：福建省安溪县2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试题

2023~2024年安溪县春季高一年期末质量监测 物理试题 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 秋千的吊绳最容易断裂的时候是秋千摆到最高点时 B. 可以发射一颗定点于扬州上空的地球同步卫星 C. 作用力做正功，反作用力一定做负功 D. 弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小 2. 我国台球选手丁俊晖是获得台球世界冠军的第一位中国运动员，2022年11月21日，丁俊晖又获斯诺克英国锦标赛亚军，他在台球比赛中屡次取得好成绩，吸引了大批青少年参与到该活动中来。在某次比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在台球桌上，一青少年击白球以冲量I碰撞静止的黑球，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球，黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可得碰撞过程中损失的动能为（　　） A. B. C. D. 3. 关于曲线运动，下列说法中正确的有（　　） A. 只要物体做圆周运动，受到的合外力一定指向圆心 B. 速度方向变化的运动一定是曲线运动 C. 物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定做平抛运动 D. 不论物体做匀速圆周运动还是做变速圆周运动，受到向心力总等于 4. 下列有关摩擦力的说法中正确的是（　　） A. 阻碍物体运动的力称为摩擦力 B. 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C. 静摩擦力的方向可能与物体运动的方向垂直 D 摩擦力不可能做动力 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5. 如图所示，甲图为某质点的图像，乙图为某质点的图像，下列关于两质点的运动情况的说法正确的是（　　） A. 0～2s内甲图乙图两质点均做加速直线运动 B. 2～3s内甲图质点静止不动，乙图质点匀速直线运动 C. 3～5s内甲图质点和乙图质点均做减速运动 D. 0～5s内，甲图质点的位移大小为10m，乙图质点的速度变化量的大小为10m/s 6. 如图，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行且初始为自然长度，带电小球Q（可视为质点）固定在光滑斜面的N点，处于通过弹簧中心的直线ab上．现将小球P（也视为质点）从直线ab上的M点由静止释放，设小球P与Q电性相同，则小球从释放到运动至最低点的过程中下列说法正确的是（ ） A. 小球的速度先增大后减小 B. 小球P的速度最大时所受合力为零 C. 小球P的重力势能与电势能的和一直减小 D. 小球所受重力、弹簧弹力和库仑力做功的代数和等于电势能的变化量的大小 7. 如图所示，从倾角为的斜面上的点水平抛出一个小球，小球的初速度为，最后小球落在斜面上的点，则重力加速度为 （　　） A. 可求、之间的距离 B. 可求小球到达点时的速度方向但不能求出大小 C. 可求小球到达点时的速度大小但不能求出方向 D. 可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大 8. 一带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功为3J，静电力做功为1J，克服空气阻力做功为0.5J，则下列判断正确的是（　　） A. a点动能比b点小3.5J B. a点重力势能比b点大3J C. a点电势能比b点小0.5J D. a点机械能比b点小0.5J 三、填空题：本大题共2小题，共12分。 9. 汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为P=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍（取g=10m/s2），则汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度为___________m/s。若汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2，则汽车维持这一匀加速运动的最长时间为___________s。 10. 如图所示为在水平桌面上沿同一直线运动的A、B两小滑块碰撞前后的部分图像。其中直线a、b分别为滑块A、B碰撞前的图线，直线c为碰撞后两滑块共同运动的部分图线。已知滑块A的质量为6kg，g取。填空： （1）滑块A与地面的动摩擦因数___________； （2）滑块B的质量为___________kg； （3）碰撞过程中两滑块损失的动能大小为___________J； （4）最终滑块停下来的时刻为___________s（小数点后保留两位）； （5）若从开始到最终停下来，两滑块所受外力中只有桌面摩擦力做了功，则其总功为___________J。 四、实验题：本大题共1小题，共8分。 11. 某同学利用图示的装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验，、是质量均为的小物块，C是质量为的重物。、间有轻质弹簧相连，、C间有轻质细绳相连。在物块下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器和速度传感器相连，当压力传感器为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为，实验操作如下： （1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零，现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为。 （2）试验中保持、质量不变，改变C的质量从多次重复第步。 该试验中，和关系必须满足______填“小于”“等于”或“大于”。 为便于研究速度与质量的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______填“相同”或“不同”。 根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______填“”“”“”图线. 五、计算题：本大题共3小题，共42分。 12. 用长为的细绳拴着质量为的小球在竖直平面内做圆周运动，求小球在最高点的最小速度是多少？若小球在最低点的速度为，求此时小球在最低点受到的绳的拉力是多少？ 13. 如图所示，在长为的细绳下端拴一个质量为的小球，捏住绳子上端；使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。重力加速度大小为。 （1）当绳子跟竖直方向的夹角为时，小球运动的周期的大小为多少？ （2）通过计算说明：要减小夹角，应该如何改变小球运动的角速度。 14. 如图所示，一半径、圆心角圆弧形轨道固定在水平地面上，沿竖直方向，为轨道最低点。质量为的小滑块以初速度从轨道最高点沿切线方向进入轨道，由于沿轨道动摩擦因数不相同，滑块恰好能沿着以相同速率运动，紧靠轨道右侧有一长木板与轨道靠在一起但不粘连。已知：长木板质量，且长木板足够长，小滑块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间动摩擦因数为，已知，，取。试求： （1）滑块运动到点对轨道的压力； （2）滑块从点到点过程中摩擦力做功； （3）滑块和长木板最终都停止运动时，滑块与长木板左端的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024年安溪县春季高一年期末质量监测 物理试题 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 秋千的吊绳最容易断裂的时候是秋千摆到最高点时 B. 可以发射一颗定点于扬州上空的地球同步卫星 C. 作用力做正功，反作用力一定做负功 D. 弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为单摆在摆动过程中，靠径向的合力提供向心力，设单摆偏离竖直位置的夹角为θ，则有 因为最低点时，速度最大，θ最小，则绳子的拉力最大，所以摆动最低点时绳最容易断裂．故A错误； B．地球同步卫星只能位于赤道上空，不可能位于扬州上空，故B错误； C．作用力与反作用力分别作用于两个物体上，所以作用力做正功时，反作用力可能做正功，也可能做负功，还可能不做功，故C错误； D．根据弹力做功与弹性势能的关系可知，弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小，故D正确； 故选D。 2. 我国台球选手丁俊晖是获得台球世界冠军的第一位中国运动员，2022年11月21日，丁俊晖又获斯诺克英国锦标赛亚军，他在台球比赛中屡次取得好成绩，吸引了大批青少年参与到该活动中来。在某次比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在台球桌上，一青少年击白球以冲量I碰撞静止的黑球，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球，黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可得碰撞过程中损失的动能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】假设图中每个小方格边长为x，则碰撞后，对白球、黑球，分别由动能定理得 可知碰撞后瞬间黑球的动能是白球的4倍，则 解得 假设碰撞后，，在碰撞过程中，取向右为正方向，由动量守恒定律可得 解得 则碰撞过程中损失的动能为 联立解得 故选C。 3. 关于曲线运动，下列说法中正确的有（　　） A. 只要物体做圆周运动，受到的合外力一定指向圆心 B. 速度方向变化的运动一定是曲线运动 C. 物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定做平抛运动 D. 不论物体做匀速圆周运动还是做变速圆周运动，受到的向心力总等于 【答案】D 【解析】 【详解】Ａ．物体做圆周运动时，由指向圆心的合外力提供向心力，而合外力不一定提供向心力，即合外力不一定指向圆心，只有当物体做匀速圆周运动，受到的合外力一定指向圆心，故A错误； B．速度方向变化的运动不一定是曲线运动，也可能是往复的直线运动，故B错误； C．平抛运动是物体只在重力作用下，初速度水平的曲线，所以物体在垂直于初速度方向的恒力作用，不一定做平抛运动，故C错误； D．向心力公式 适用于任何圆周运动，即匀速圆周运动还是做变速圆周运动，受到向心力总等于，故D正确。 故选D。 4. 下列有关摩擦力的说法中正确的是（　　） A. 阻碍物体运动的力称为摩擦力 B. 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C. 静摩擦力的方向可能与物体运动的方向垂直 D. 摩擦力不可能做动力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AD．摩擦力阻碍的是相对运动，摩擦力也有可能是物体加速运动的动力，例如将物体放在运转的传送带上，摩擦力做动力，摩擦力提供加速度，故AD错误； B．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，故B错误； C．静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直，例如手握酒瓶水平运动，则酒瓶的静摩擦力的方向与运动方向垂直，故C正确； 故选C。 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5. 如图所示，甲图为某质点的图像，乙图为某质点的图像，下列关于两质点的运动情况的说法正确的是（　　） A. 0～2s内甲图乙图两质点均做加速直线运动 B. 2～3s内甲图质点静止不动，乙图质点匀速直线运动 C. 3～5s内甲图质点和乙图质点均做减速运动 D. 0～5s内，甲图质点的位移大小为10m，乙图质点的速度变化量的大小为10m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图像斜率表示速度，由此可知，0～2s内甲图质点做匀速直线运动，A错误； B．2～3s内甲图质点位移不随时间改变，表示静止不动，2～3s内乙图质点的速度不随时间改变，表示匀速直线运动，B正确； C．图像斜率表示速度，3～5s内甲图质点沿负方向做匀速直线运动，C错误； D．0～5s内，甲图质点的位移由10m变为0m，质点的位移大小为10m，乙图质点的速度由变为，速度变化量的大小为，D正确。 故选BD。 6. 如图，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行且初始为自然长度，带电小球Q（可视为质点）固定在光滑斜面的N点，处于通过弹簧中心的直线ab上．现将小球P（也视为质点）从直线ab上的M点由静止释放，设小球P与Q电性相同，则小球从释放到运动至最低点的过程中下列说法正确的是（ ） A. 小球的速度先增大后减小 B. 小球P的速度最大时所受合力为零 C. 小球P重力势能与电势能的和一直减小 D. 小球所受重力、弹簧弹力和库仑力做功的代数和等于电势能的变化量的大小 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．小球先沿斜面加速向下运动，Q对P有沿斜面向下的库仑力，小球P先做加速运动，当压缩弹簧后，当加速度减小到零后，减速向下运动，当弹簧压缩量最大时，到达最低点，故速度先增大后减小．故A正确； B．当小球的合力为零时，速度最大，此时受的弹簧弹力与库仑力的合力等于重力沿斜面向下的分力，所受合力为零．故B正确； C．小球P下降的过程中重力和电场力都一直做正功，重力势能与电势能的和一直减小．故C正确； D．只有库仑力做功等于电势能的变化量的大小．根据动能定理得知，小球P所受的重力、弹簧的弹力和库仑力做功的代数和等于动能的变化量的大小，整个过程为零，故D错误。 故选ABC。 【点睛】注意机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，从能量转化的角度讲，只发生机械能间的相互件转化，没有其他形式的能量参与． 7. 如图所示，从倾角为的斜面上的点水平抛出一个小球，小球的初速度为，最后小球落在斜面上的点，则重力加速度为 （　　） A. 可求、之间的距离 B. 可求小球到达点时的速度方向但不能求出大小 C. 可求小球到达点时速度大小但不能求出方向 D. 可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．已知位移的与水平方向之间的夹角为，而由平抛运动的规律可知 可求得时间为 即可求得竖直位移，再由几何关系可求得间的距离，故A正确； BC．由 可求得竖直分速度，由速度的合成与分解可求得最后末速度的大小和方向，故BC错误； D．将初速度沿斜面和垂直于斜面进行分解，同时将加速度也同方向分解，当垂直于斜面的速度为零时，即当小球速度方向与斜面平行时，小球距离斜面最远，故D正确。 故选AD 8. 一带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功为3J，静电力做功为1J，克服空气阻力做功为0.5J，则下列判断正确的是（　　） A. a点动能比b点小3.5J B. a点重力势能比b点大3J C. a点电势能比b点小0.5J D. a点机械能比b点小0.5J 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据动能定理，动能的增加量等于合力的功，重力、静电力和空气阻力一共做功3.5J，则动能增加3.5J，a点动能比b点小3.5J，A正确； B．重力势能的减少量等于重力的功，重力做功3J，则重力势能减少3J，a点重力势能比b点大3J，B正确； C．静电力做功为1J，则电势能减少1J，a点电势能比b点多1J，C错误； D．静电力做功为1J，克服空气阻力做功为0.5J，静电力和空气阻力共做功0.5J，则机械能增加0.5J，a点机械能比b点小0.5J，D正确。 故选ABD。 三、填空题：本大题共2小题，共12分。 9. 汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为P=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍（取g=10m/s2），则汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度为___________m/s。若汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2，则汽车维持这一匀加速运动的最长时间为___________s。 【答案】 ①. 30 ②. 30 【解析】 【详解】[1] 汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度为 [2]根据牛顿第二定律得 设匀加速行驶的最大速度为v1 根据速度公式得 解得 10. 如图所示为在水平桌面上沿同一直线运动的A、B两小滑块碰撞前后的部分图像。其中直线a、b分别为滑块A、B碰撞前的图线，直线c为碰撞后两滑块共同运动的部分图线。已知滑块A的质量为6kg，g取。填空： （1）滑块A与地面的动摩擦因数___________； （2）滑块B的质量为___________kg； （3）碰撞过程中两滑块损失的动能大小为___________J； （4）最终滑块停下来的时刻为___________s（小数点后保留两位）； （5）若从开始到最终停下来，两滑块所受外力中只有桌面的摩擦力做了功，则其总功为___________J。 【答案】 ①. 0.1 ②. 4 ③. 30 ④. 4.57 ⑤. -194 【解析】 【详解】（1）[1]由图像可知滑块A匀减速直选运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律有 解得 （2）[2]由图像可知滑块A碰前的速度为7m/s，滑块B碰前的速度为2m/s，滑块A、B碰撞后的速度为5m/s，根据动量守恒可得 代入数据可得滑块B的质量为 （3）[3]碰撞过程中两滑块损失的动能大小为 带入数据得 （4）[4]由图像可知滑块B匀减速直选运动的加速度大小为 从滑块A、B碰撞后开始计时，由动量定理得 解得 最终滑块停下来的时刻为 （5）[5]由图像可知滑块A、B的初速度大小分别为8m/s、4m/s，若从开始到最终停下来，两滑块所受外力中只有桌面的摩擦力做了功，根据功能关系可得其总功为 四、实验题：本大题共1小题，共8分。 11. 某同学利用图示的装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验，、是质量均为的小物块，C是质量为的重物。、间有轻质弹簧相连，、C间有轻质细绳相连。在物块下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器和速度传感器相连，当压力传感器为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为，实验操作如下： （1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零，现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为。 （2）试验中保持、质量不变，改变C的质量从多次重复第步。 该试验中，和的关系必须满足______填“小于”“等于”或“大于”。 为便于研究速度与质量的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______填“相同”或“不同”。 根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______填“”“”“”图线. 【答案】 ①. 大于 ②. 相同 ③. 【解析】 【详解】A[1]要确保压力传感器的示数为零，弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质要大于A的质量，即； [2]要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为 因此弹簧的形变量为 不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，所以C下落的高度总相同； [3]选取A、C及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有 整理可知 为了得到线性关系图线，因此应作出的图象； 五、计算题：本大题共3小题，共42分。 12. 用长为的细绳拴着质量为的小球在竖直平面内做圆周运动，求小球在最高点的最小速度是多少？若小球在最低点的速度为，求此时小球在最低点受到的绳的拉力是多少？ 【答案】， 【解析】 【详解】当绳子的拉力为零时，速度最小，根据 得小球在最高点的最小速度为 在最低点，根据牛顿第二定律得 解得 13. 如图所示，在长为的细绳下端拴一个质量为的小球，捏住绳子上端；使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。重力加速度大小为。 （1）当绳子跟竖直方向的夹角为时，小球运动的周期的大小为多少？ （2）通过计算说明：要减小夹角，应该如何改变小球运动的角速度。 【答案】（1）；（2）减小角速度 【解析】 【详解】（1）由合力提供向心力得 解得 （2）小球运动角速度为 可知，减小，则减小。因此要减小夹角，应该减小角速度。 14. 如图所示，一半径、圆心角的圆弧形轨道固定在水平地面上，沿竖直方向，为轨道最低点。质量为的小滑块以初速度从轨道最高点沿切线方向进入轨道，由于沿轨道动摩擦因数不相同，滑块恰好能沿着以相同速率运动，紧靠轨道右侧有一长木板与轨道靠在一起但不粘连。已知：长木板质量，且长木板足够长，小滑块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间动摩擦因数为，已知，，取。试求： （1）滑块运动到点对轨道的压力； （2）滑块从点到点过程中摩擦力做功； （3）滑块和长木板最终都停止运动时，滑块与长木板左端的距离。 【答案】（1）38N；（2）-40J；（3）3m 【解析】 【详解】（1）滑块恰好能沿着以相同速率运动，则滑块在N点的速度为6m/s，根据牛顿第二定律有 解得 N 根据牛顿第三定律可知，滑块运动到点对轨道的压力为38N。 （2）滑块恰好能沿着以相同速率运动，根据动能定理有 解得 J （3）滑块的加速度为 木板的加速度为 设经t时间后，两物体速度相等，则有 解得 s 滑块相对于木板的位移为 m 由于 则滑块与木板相对静止一起做匀减速直线运动，直至停止，最终滑块与长木板A左端的距离为3m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$