精品解析：甘肃省武威市2023-2024学年高一下学期期末质量检测物理试卷

2023-2024学年第二学期期末质量检测 高一 物理 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的答案中，只有一个选项符合题目要求。 1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 2. 人类文明的进程离不开科学家们的不断探索，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了地球的质量 C. 开普勒发现了行星运动定律，从而提出了“日心说” D. 第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆 3. 洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是（　　） A. 脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的 B. 加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好 C. 水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力 D. 靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好 4. 下列关于功的说法中正确的是（　　） A. 一个力作用在物体上，如果这个力做功为零，则该物体一定处于静止状态 B. 由于功是标量，所以+6J的功大于-30J的功 C. 物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功 D. 相互接触的两物体间一对滑动摩擦力做功之和一定等于零 5. 下图是“羲和号”绕太阳做椭圆运动的轨道示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心。若“羲和号”卫星经过P点的速率小于经过Q点的速率，则可判断太阳位于（　　） A. F1点 B. F2点 C. O点 D. Q点 6. 游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经历的路程产生的影响是（　　） A. 路程变大，时间延长 B. 路程变大，时间不变 C. 路程变大，时间缩短 D. 路程和时间均不变 7. 中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表宣言：“中国将采取更加有力政策和措施，力争2030年前二氧化碳排放量达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”上班和上学时选择共享单车出行就能够为节能减排做出贡献。如图所示的一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 某人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，地球半径为R，卫星质量为m，引力常量为G。则卫星在圆形轨道上运行时（　　） A. 线速度大小 B. 线速度大小 C. 角速度大小 D. 角速度大小 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 关于动能定理，下列说法中正确的是（　　） A. 在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B. 动能定理既适用于直线运动，又适用于曲线运动 C. 只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 D. 动能定理既适用于恒力做功，又适用于变力做功 10. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物A，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，下列说法不正确的是（　　） A. 重物匀加速上升 B. 重物以速度匀速上升 C. 绳对重物拉力始终大于它的重力 D. 若时，人与重物的速度大小之比为 11. 用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，绳子张力可以为0 B. 小球通过最高点时的最小速度为0 C. 小球刚好通过最高点时的速度是 D. 小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反 12. 如图所示是汽车牵引力F和车速倒数关系图像，若汽车由静止开始沿平直公路行驶，其质量为2×103kg，所受阻力恒定，且最大车速为30m/s，则以下说法正确的是（　　） A. 汽车的额定功率为6×104W B. 汽车运动过程中受到的阻力为6×103N C. 汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D. 汽车做匀加速运动的时间是5s 第Ⅱ卷（非选择题 共52分） 三、实验探究题（本大题共2小题，计16分） 13. 某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，他用一张印有小正方格的纸记录小球运动的轨迹，在方格纸上建立如图乙所示的坐标系，小正方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图乙中的所示，，（结果均保留两位有效数字） （1）小球的初速度为______； （2）小球在点的瞬时速度为______； （3）小球抛出点的坐标是否为坐标原点______（选填“是”或“否”）； （4）该同学做完实验后，提出几项减小实验误差的措施，其中正确的是______。 A. 实验中应使斜槽轨道尽可能光滑 B. 为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平 C. 为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放 D. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来 14. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。 （1）用二十分度游标卡尺测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径d=_______mm。 （2）将小球从A点由静止释放，正好通过光电门B，遮光时间为t，则小球通过光电门B时的速度大小v=_______（用d、t表示）。严格意义上讲，小球通过光电门的平均速度_______（选填“大于”或“小于”）小球球心通过光电门的瞬时速度。 （3）用刻度尺测量出小球下落的高度h（h>>d）。 （4）调整h的大小，记录小球通过光电门B的遮光时间t，多次重复上述过程，以为纵轴，以h为横轴。理论上，图像为过原点直线（如图丙），直线斜率k=_______（用g、d表示）， 则小球下落过程机械能守恒。 四、计算题：本大题共3小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg．求： （1）小球从管口飞出时的速率； （2）小球落地点到P点的水平距离． 16. 2022年6月5日“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲将在天和核心舱中在轨驻留6个月。为计算简便，现假设“神舟十四号”飞船绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船离地面的高度为，已知万有引力常量为G，不计地球的自转影响，求： （1）地球质量M； （2）地球的第一宇宙速度v； （3）飞船在离地球表面高度为2R处绕地球做匀速圆周运动的周期T。 17. 如图图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率继续加速直到重物做vm=6m/s的匀速运动。g取10m/s2，不计额外功。求： （1）重物在匀加速运动时的牵引力； （2）起重机允许输出的最大功率； （3）重物做匀加速运动所经历的时间。 （4）起重机在第2秒末的输出功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期期末质量检测 高一 物理 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的答案中，只有一个选项符合题目要求。 1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 【答案】B 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误； B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确； CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。 故选B。 2. 人类文明进程离不开科学家们的不断探索，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了地球的质量 C. 开普勒发现了行星运动定律，从而提出了“日心说” D. 第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆 【答案】A 【解析】 【详解】A．卡文迪许用扭称实验巧妙地测出了万有引力常量G的数值，故A正确； B．牛顿发现了万有引力定律，测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人是卡文迪许，故B错误； C．开普勒发现了行星运动定律，提出了“日心说”的是哥白尼，故C错误； D．第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，但指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆的是开普勒，故D错误。 故选A。 3. 洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是（　　） A. 脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的 B. 加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好 C. 水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力 D. 靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好 【答案】D 【解析】 【详解】A．脱水过程中，衣物由于离心作用而紧贴筒壁，A正确，不符合题意； B．加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好，B正确，不符合题意； C．水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力而做离心运动，C正确，不符合题意； D．四周的衣物脱水效果比靠近中心的衣物脱水效果好，D错误，符合题意。 故选D． 4. 下列关于功的说法中正确的是（　　） A. 一个力作用在物体上，如果这个力做功为零，则该物体一定处于静止状态 B. 由于功是标量，所以+6J的功大于-30J的功 C. 物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功 D. 相互接触的两物体间一对滑动摩擦力做功之和一定等于零 【答案】C 【解析】 【详解】A．一个力作用在物体上，如果这个力做功为零，该物体不一定处于静止状态，可能是运动方向与力的方向垂直，故A错误； B．功是标量，但功的正负不是表示大小，+6J的功小于-30J的功，故B错误； C．物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功，故C正确； D．由于相互接触的两物体间的一对滑动摩擦力大小相等，但两物体发生的位移大小不相等，所以相互接触的两物体间一对滑动摩擦力做功之和一定不等于零，故D错误。 故选C。 5. 下图是“羲和号”绕太阳做椭圆运动的轨道示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心。若“羲和号”卫星经过P点的速率小于经过Q点的速率，则可判断太阳位于（　　） A. F1点 B. F2点 C. O点 D. Q点 【答案】B 【解析】 【详解】由开普勒第一定律可知太阳位于椭圆的焦点上，由开普勒第二定律可知近日点速度大，远日点速度小，故太阳位于F2点。 故选B。 6. 游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经历的路程产生的影响是（　　） A. 路程变大，时间延长 B. 路程变大，时间不变 C. 路程变大，时间缩短 D. 路程和时间均不变 【答案】B 【解析】 【详解】游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，设速度为，河岸宽度为，水速为，则运动员渡河时间为 运动员渡河经历的路程为 可知当水速突然变大时，渡河时间不变，渡河路程变大。 故选B。 7. 中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表宣言：“中国将采取更加有力的政策和措施，力争2030年前二氧化碳排放量达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”上班和上学时选择共享单车出行就能够为节能减排做出贡献。如图所示的一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，B、C两点的线速度相等，A、C两点的角速度相等，由于 可得 AB．由公式可得 即 则有 故A错误，B正确； CD．由公式可得 即 则有 故CD错误。 故选B。 8. 某人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，地球半径为R，卫星质量为m，引力常量为G。则卫星在圆形轨道上运行时（　　） A. 线速度大小 B. 线速度大小 C. 角速度大小 D. 角速度大小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】根据 可得线速度大小 角速度大小 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 关于动能定理，下列说法中正确的是（　　） A. 在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B. 动能定理既适用于直线运动，又适用于曲线运动 C. 只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 D 动能定理既适用于恒力做功，又适用于变力做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的代数和，故A错误； B．动能定理既适用于直线运动，又适用于曲线运动，故B正确； C．有力对物体做功，但如果合力对物体做功为0，则物体的动能保持不变，故C错误； D．动能定理既适用于恒力做功，又适用于变力做功，故D正确。 故选BD。 10. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物A，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，下列说法不正确的是（　　） A. 重物匀加速上升 B. 重物以速度匀速上升 C. 绳对重物的拉力始终大于它的重力 D. 若时，人与重物的速度大小之比为 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．将人的速度分解为沿绳子方向分速度和垂直绳子方向分速度，则有 由于人向左以速度匀速移动过程，逐渐减小，逐渐增大，则重物向上做加速运动，由于最终趋近于，则重物速度最终趋近于人的速度，所以重物不是做匀加速运动，故AB错误，满足题意要求； C．由于重物向上做加速运动，所以重物所受合力向上，则绳对重物的拉力始终大于它的重力，故C正确，不满足题意要求； D．若时，人与重物的速度大小之比为 故D正确，不满足题意要求。 故选AB。 11. 用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，绳子张力可以为0 B. 小球通过最高点时的最小速度为0 C. 小球刚好通过最高点时的速度是 D. 小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设小球通过最高点时的速度为v，由合力提供向心力及牛顿第二定律得 当FT=0时，v=，所以在最高点绳子张力可以为0，A正确； BD．当v＜时，FT＜0，而绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故选项B、D错误； C．当v＞时，FT＞0，小球能沿圆弧通过最高点。 可见，v=是小球恰能沿圆弧通过最高点的条件，C正确。 故选AC。 12. 如图所示是汽车牵引力F和车速倒数的关系图像，若汽车由静止开始沿平直公路行驶，其质量为2×103kg，所受阻力恒定，且最大车速为30m/s，则以下说法正确的是（　　） A. 汽车的额定功率为6×104W B. 汽车运动过程中受到的阻力为6×103N C. 汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D. 汽车做匀加速运动的时间是5s 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB．当速度为30m/s时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时F=f，所以f=2×103N．牵引车的额定功率 P=fv=2×103×30W=6×104W 故A正确，B错误。 CD．匀加速直线运动的加速度 匀加速直线运动的末速度 则匀加速运动的时间 所以汽车速度为10m/s时，功率已达到额定功率，后面通过减小牵引力来增加速度，所以以后做加速度越来越小的加速运动，故C错误，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题 共52分） 三、实验探究题（本大题共2小题，计16分） 13. 某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，他用一张印有小正方格的纸记录小球运动的轨迹，在方格纸上建立如图乙所示的坐标系，小正方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图乙中的所示，，（结果均保留两位有效数字） （1）小球的初速度为______； （2）小球在点的瞬时速度为______； （3）小球抛出点的坐标是否为坐标原点______（选填“是”或“否”）； （4）该同学做完实验后，提出几项减小实验误差的措施，其中正确的是______。 A. 实验中应使斜槽轨道尽可能光滑 B. 为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平 C. 为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放 D. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来 【答案】（1）1.2 （2）1.5 （3）否 （4）BC 【解析】 【小问1详解】 取三点分析，水平位移间隔均为2L，所以小球从a点到b点，从b点到c点所用的时间相同，设时间为T，在竖直方向上有 解得 水平方向上，则有 解得 【小问2详解】 小球在b点时竖直方向上的速度为 所以小球在b点的瞬时速度为 【小问3详解】 设从抛出点到b点的时间为t，则 解得 所以小球抛出点的横坐标为 纵坐标为 小球抛出点坐标故不是坐标原点。 【小问4详解】 AB．实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，且只受重力作用，所以斜槽轨道末端切线必须要水平，至于是否光滑没有影响，只要能抛出就行，故A错误，B正确； C．为使小球每次运动的轨迹相同，则要确保小球有相同的水平初速度，所以要求小球每次应从同一位置无初速度释放，故C正确； D．为比较准确地描出小球的运动轨迹，应用平滑的曲线将点连接起来，偏差太大的点舍去，从而能减小实验误差，故D错误。 故选BC。 14. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。 （1）用二十分度游标卡尺测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径d=_______mm。 （2）将小球从A点由静止释放，正好通过光电门B，遮光时间为t，则小球通过光电门B时的速度大小v=_______（用d、t表示）。严格意义上讲，小球通过光电门的平均速度_______（选填“大于”或“小于”）小球球心通过光电门的瞬时速度。 （3）用刻度尺测量出小球下落的高度h（h>>d）。 （4）调整h的大小，记录小球通过光电门B的遮光时间t，多次重复上述过程，以为纵轴，以h为横轴。理论上，图像为过原点直线（如图丙），直线斜率k=_______（用g、d表示）， 则小球下落过程机械能守恒。 【答案】 ①. 9.50mm ②. ③. 小于 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以小球的直径为 （2）[2]小球通过光电门B时的速度大小为 [3]计算小球通过光电门的时间用的是中间时刻的瞬时速度即平均速度，小球通过光电门的实际速度应是位移中点的瞬时速度，所以小球通过光电门的平均速度小于小球球心通过光电门的瞬时速度； （4）[4]小球在下落过程中，若机械能守恒，则有 所以 所以图像的斜率为 四、计算题：本大题共3小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg．求： （1）小球从管口飞出时的速率； （2）小球落地点到P点水平距离． 【答案】（1） 或（2）或 【解析】 【详解】（1）分两种情况，当小球对管下部有压力时，则有 解得 当小球对管上部有压力时，则有 解得 (2)小球从管口飞出做平抛运动，竖直方向有 解得 故 【点睛】本题考查圆周运动规律的应用，在管下部时以小球为研究对象，合外力提供向心力，列式可求得上部和下部速度大小，小球从管口飞出后做平抛运动，由竖直方向求得运动时间，由水平方向匀速运动求得水平位移大小 16. 2022年6月5日“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲将在天和核心舱中在轨驻留6个月。为计算简便，现假设“神舟十四号”飞船绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船离地面的高度为，已知万有引力常量为G，不计地球的自转影响，求： （1）地球的质量M； （2）地球的第一宇宙速度v； （3）飞船在离地球表面高度为2R处绕地球做匀速圆周运动的周期T。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据地球表面物体的重力等于万有引力，有 解得地球的质量为 （2）地表附近卫星做匀速圆周运动，重力提供向心力 联立解得 （3）卫星的轨道半径为 根据万有引力提供向心力 联立解得 17. 如图图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率继续加速直到重物做vm=6m/s的匀速运动。g取10m/s2，不计额外功。求： （1）重物在匀加速运动时的牵引力； （2）起重机允许输出的最大功率； （3）重物做匀加速运动所经历的时间。 （4）起重机在第2秒末的输出功率。 【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）2.5s；（4） 【解析】 【详解】（1）根据牛顿第二定律可得 带入数据可得，重物在匀加速运动时的牵引力为 ，方向竖直向上 （2）当起重机以其输出功率允许的最大值使重物匀速运动时有 则起重机允许输出的最大功率为 （3）重物做匀加速运动阶段的末速度为 则重物做匀加速运动所经历的时间为 （4）重物在第2秒末的速度为 则起重机在第2秒末输出功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$