精品解析：辽宁省本溪市县级重点高中协作体2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷

2023-2024学年度下学期期末质量检测 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 试卷说明：试卷分为试题卷和答题卷，试题卷中第Ⅰ卷为选择题，答案选项填在答题卷选择题答题表中，用答题卡的学校涂在答题卡相应题号上；第II卷为非选择题，答案一律答在答题卷相应位置上。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、选择题：（本题共10小题，其中1-7题每小题只有一项符合题目要求，每小题4分：8-10题每个小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 转笔是一项以手指来转动笔休闲活动，深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（ ） A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点 B. 除了O点，笔杆上其他点的线速度大小都一样 C. 笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的角速度越大 D. 笔杆上离O点越远的点，做圆周运动的向心加速度越大 2. 行星绕太阳公转的半长轴a的立方与公转周期T的平方的比值是一个定值，即：（k与太阳的质量M有关），现将某行星轨道近似成圆轨道，已知万有引力常量为G，则关于k与M的关系为（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，在电梯的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，电梯上升高度为H，速度由v1增加到v2，重力加速度为g，物体与电梯保持相对静止，不计空气阻力，则在这个过程中下列说法正确的是（　　） A. 物体重力势能的增量为 B. 合外力对物体做的功为 C. 电梯对物体做的功为 D. 物体机械能的增量为 4. 如图所示，质量为50kg的人，站在质量为250kg的车的一端。车长为3m，开始时人、车相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可忽略不计。当人由车的一端走到另一端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 人的速率最大时，车的速率最小 B. 人动量变化量和车的动量变化量相同 C. 人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小 D. 当人走到车的另一端时，车运动的位移大小为0.5m 5. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小 B. 受到的库仑力先做负功后做正功 C. 受到的库仑力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 6. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将电容器与静电计组成回路，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动电极不会到达P点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（　　） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，静电计指针张角越小 C. 风力越大，极板间电场强度越大 D. 风力越大，P点的电势仍保持不变 7. 如图甲所示，一个正点电荷固定在光滑绝缘水平面上x轴的原点O处，轴上各点电势φ与的关系如图乙所示。将可视为质点的质量为0.1kg、电荷量为的滑块从处由静止释放，当滑块运动到.处速度大小为（　　） A. 0 B. 0.2m/s C. 0.4m/s D. 0.5m/s 8. 质量分别为2m和m的A、B两个物体，分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，运动一段时间后，撤去F1、F2，物体只在摩擦力作用下减速到停止，其v-t图像如图所示。则在两物体运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体A、B所受摩擦力大小之比为1：3 B. 物体A、B所受摩擦力大小之比为1：1 C. F1和F2对物体A、B的冲量大小之比为1：3 D. F1和F2对物体A、B的冲量大小之比为1：1 9. 如图，氕（H）和氘（H）两种原子核由静止经同一加速电场加速后，沿OO′方向射入偏转电场，粒子射出偏转电场后都能打在圆筒感光纸上并留下感光点，若圆筒不转动，两种原子核（　　） A. 离开加速电场时，动能相等 B 离开加速电场时，动量相等 C. 离开偏转电场后，在感光纸上留下1个感光点 D. 离开偏转电场后，感光纸上留下2个感光点 10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为0.98kg和2kg的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上，一颗质量为0.02kg的子弹C以速度v0射入物块A并留在A中，以此刻为计时起点，两物块A（含子弹C）、B的速度随时间变化的规律如图乙所示，重力加速度，从图像信息分析可知，下列说法中正确的是（　　） A. 在t2时刻弹簧伸长最长 B. 子弹C射入物块A的速度v0为300m/s C. 在t1～t4时间内，弹簧的最大弹性势能为12J D. 当物块A（含子弹C）的速度为零时，物块B的速度为2m/s 第II卷（非选择题共54分） 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 用如图实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，在上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个点未标出，计数点间的距离如图所示。已知、，当地重力加速度。则（本题计算结果保留两位有效数字） (1)在纸带上打下计数点时，的速度________； (2)在打点过程中系统动能的增量_______，系统势能的减少量_______。 12. 某同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应调高________（选填“P”或“Q”），直至滑块通过光电门1的时间与通过光电门2的时间相等。 （2）将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬间冲量，使滑块A运动并与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为t1，与光电门2相连的计时器先、后显示两次遮光时间分别为t2和t3。若已知滑块A、B的质量分别为km、m（含遮光条），遮光条宽度均为d（很窄）。滑块A刚开始运动时受到的冲量大小为________，滑块A、B碰撞过程中满足表达式________，则说明A和B碰撞过程中动量守恒。（用题中已知和测量的物理量表示）。 （3）若两滑块发生的是弹性碰撞，则下列等式成立的是。 A. B. C. D. 13. 在匀强电场中相距为的A、B两点固定电荷量均为Q的正电荷，放置在AB中垂线上C点的负电荷恰好能静止，已知负电荷的质量为m、电荷量为q、重力不计，O为AB的中点，。 （1）求匀强电场的电场强度大小和方向； （2）撤去匀强电场后给负电荷一个合适速度v，使它恰好能做匀速圆周运动，求v的大小。 14. 汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。某次试验中，质量为的试验车以速度，正面撞击固定试验台，经时间碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。忽略撞击过程中地面阻力的影响，重力加速度。 （1）求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小； （2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量速度同向行驶的汽车，经时间两车以相同的速度一起滑行。试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开。 15. 如图所示，圆心为、半径为的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内，恰好处于同一竖直线上，与竖直方向之间的夹角，水平面上方空间存在水平向左的匀强电场。水平面上有一点，点的连线恰好与圆弧轨道相切于点，。现有一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）从点以一定的初速度沿做直线运动，小球从点进入圆弧轨道后，佮好能沿圆弧轨道运动并从点射出。，重力加速度为。求： （1）小球沿圆弧轨道运动过程中的最小速度的大小； （2）小球在点时的初速度大小； （3）小球在水平面上的落点到点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度下学期期末质量检测 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 试卷说明：试卷分为试题卷和答题卷，试题卷中第Ⅰ卷为选择题，答案选项填在答题卷选择题答题表中，用答题卡的学校涂在答题卡相应题号上；第II卷为非选择题，答案一律答在答题卷相应位置上。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、选择题：（本题共10小题，其中1-7题每小题只有一项符合题目要求，每小题4分：8-10题每个小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 转笔是一项以手指来转动笔的休闲活动，深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（ ） A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点 B. 除了O点，笔杆上其他点的线速度大小都一样 C. 笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的角速度越大 D. 笔杆上离O点越远的点，做圆周运动的向心加速度越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．笔杆上各点的线速度方向垂直于笔杆，沿运动轨迹的切线方向，故A错误； C．笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，故C错误； B．根据 可知，笔杆上的点离O点越近的，线速度越小，故B错误； D．由向心加速度公式 笔杆上的点离O点越远的，做圆周运动的向心加速度越大，故D正确。 故选D。 2. 行星绕太阳公转的半长轴a的立方与公转周期T的平方的比值是一个定值，即：（k与太阳的质量M有关），现将某行星轨道近似成圆轨道，已知万有引力常量为G，则关于k与M的关系为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据 得 A正确，BCD错误。 故选A 3. 如图所示，在电梯的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，电梯上升高度为H，速度由v1增加到v2，重力加速度为g，物体与电梯保持相对静止，不计空气阻力，则在这个过程中下列说法正确的是（　　） A. 物体重力势能的增量为 B. 合外力对物体做的功为 C. 电梯对物体做的功为 D. 物体机械能的增量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体重力势能的增量为，故A错误； B．由动能定理可得合外力对物体做的功为 故B正确； CD．物体在上升时，电梯对物体做的功等于物体机械能的增量，故可得 故CD错误。 故选B。 4. 如图所示，质量为50kg的人，站在质量为250kg的车的一端。车长为3m，开始时人、车相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可忽略不计。当人由车的一端走到另一端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 人的速率最大时，车的速率最小 B. 人的动量变化量和车的动量变化量相同 C. 人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小 D. 当人走到车的另一端时，车运动的位移大小为0.5m 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据动量守恒定律，人的动量和车的动量大小相等、方向相反，所以人的速率最大时，车的速率最大，A错误； B．根据动量守恒定律，人的动量变化量和车的动量变化量大小相等、方向相反，B错误； C．根据牛顿第三定律，人对车的冲量大小等于车对人的冲量大小，C错误； D．根据动量守恒定律得 ， 解得 ， 当人走到车的另一端时，车运动的位移大小为0.5m，D正确。 故选D。 5. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小 B. 受到的库仑力先做负功后做正功 C. 受到的库仑力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因电场力不做功，只有重力做功；根据动能定理，故速度不断增加；故A错误； B．小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功；故B错误； C．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为 根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为，故C正确； D．结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D错误； 故选C 6. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将电容器与静电计组成回路，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动电极不会到达P点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（　　） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，静电计指针张角越小 C. 风力越大，极板间电场强度越大 D. 风力越大，P点的电势仍保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 ，风力越大，两板间的距离d越小，电容器电容C越大，A错误； B．根据 解得 风力越大，两板间的距离d越小，两板之间的电势差越小，静电计指针张角越小，B正确； C．根据 解得 风力越大，两板间的距离d越小，极板间电场强度与距离d无关，电场强度不变，C错误； D．根据 解得 风力越大，P点到负极板之间的距离越小，P点的电势越小，D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，一个正点电荷固定在光滑绝缘水平面上x轴的原点O处，轴上各点电势φ与的关系如图乙所示。将可视为质点的质量为0.1kg、电荷量为的滑块从处由静止释放，当滑块运动到.处速度大小为（　　） A. 0 B. 0.2m/s C. 0.4m/s D. 0.5m/s 【答案】B 【解析】 【详解】根据图像得，0.2m和0.4m处的电势分别为 根据动能定理得 解得 故选B。 8. 质量分别为2m和m的A、B两个物体，分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，运动一段时间后，撤去F1、F2，物体只在摩擦力作用下减速到停止，其v-t图像如图所示。则在两物体运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体A、B所受摩擦力大小之比1：3 B. 物体A、B所受摩擦力大小之比为1：1 C. F1和F2对物体A、B的冲量大小之比为1：3 D. F1和F2对物体A、B的冲量大小之比为1：1 【答案】BD 【解析】 【详解】A B．由牛顿第二定律结合vt图像知，A、B两个物体受到的摩擦力大小分别为 则物体A、B所受摩擦力之比为1∶1，故A错误，B正确； C D．在水平恒力F1和F2的作用下有 解得 和之比为2∶1。和对A、B的冲量分别为 和对A、B的冲量之比为1∶1，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图，氕（H）和氘（H）两种原子核由静止经同一加速电场加速后，沿OO′方向射入偏转电场，粒子射出偏转电场后都能打在圆筒感光纸上并留下感光点，若圆筒不转动，两种原子核（　　） A. 离开加速电场时，动能相等 B. 离开加速电场时，动量相等 C. 离开偏转电场后，在感光纸上留下1个感光点 D. 离开偏转电场后，在感光纸上留下2个感光点 【答案】AC 【解析】 【详解】CD．粒子在电场中做匀加速直线运动，有 粒子偏转电场中做类平抛运动，有 所以 由此可知，粒子离开偏转电场时竖直位移相同，且速度方向相同，所以在感光纸上留下1个感光点，故C正确，D错误； A．离开加速电场时的动能为 故A正确； B．离开加速电场时的动量为 由于两粒子动能相等，而质量不等，所以动量不相等，故B错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为0.98kg和2kg的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上，一颗质量为0.02kg的子弹C以速度v0射入物块A并留在A中，以此刻为计时起点，两物块A（含子弹C）、B的速度随时间变化的规律如图乙所示，重力加速度，从图像信息分析可知，下列说法中正确的是（　　） A. 在t2时刻弹簧伸长最长 B. 子弹C射入物块A的速度v0为300m/s C. 在t1～t4时间内，弹簧的最大弹性势能为12J D. 当物块A（含子弹C）的速度为零时，物块B的速度为2m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在t2时刻弹簧为原长，t3时刻弹簧伸长最长，A错误； B．根据动量守恒定律得 解得 子弹C射入物块A的速度v0为300m/s，B正确； C．在t1～t4时间内，t3时刻弹簧最长，弹簧的弹性势能最大，弹簧的最大弹性势能为 C正确； D．根据动量守恒定律得 解得 D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题共54分） 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 用如图实验装置验证、组成系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，在上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个点未标出，计数点间的距离如图所示。已知、，当地重力加速度。则（本题计算结果保留两位有效数字） (1)在纸带上打下计数点时，的速度________； (2)在打点过程中系统动能的增量_______，系统势能的减少量_______。 【答案】 ①. 2.4 ②. 0.58 ③. 0.59 【解析】 【详解】(1)[1]利用匀变速直线运动的推论得 (2)[2]系统动能的增量 [3]系统重力势能减小量 12. 某同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应调高________（选填“P”或“Q”），直至滑块通过光电门1的时间与通过光电门2的时间相等。 （2）将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬间冲量，使滑块A运动并与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为t1，与光电门2相连的计时器先、后显示两次遮光时间分别为t2和t3。若已知滑块A、B的质量分别为km、m（含遮光条），遮光条宽度均为d（很窄）。滑块A刚开始运动时受到的冲量大小为________，滑块A、B碰撞过程中满足表达式________，则说明A和B碰撞过程中动量守恒。（用题中已知和测量的物理量表示）。 （3）若两滑块发生的是弹性碰撞，则下列等式成立的是。 A. B. C. D. 【答案】（1）Q （2） ①. ②. （3）B 【解析】 【小问1详解】 滑块向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，表明滑块做减速运动，滑块上坡，则应调高Q至导轨水平，直至滑块通过光电门1的时间与通过光电门2的时间相等。 【小问2详解】 [1]滑块A刚开始运动时受到的冲量大小为 解得 [2]滑块A、B碰撞过程中满足表达式 解得 【小问3详解】 根据动量守恒定律得 根据机械能守恒定律得 解得 13. 在匀强电场中相距为的A、B两点固定电荷量均为Q的正电荷，放置在AB中垂线上C点的负电荷恰好能静止，已知负电荷的质量为m、电荷量为q、重力不计，O为AB的中点，。 （1）求匀强电场的电场强度大小和方向； （2）撤去匀强电场后给负电荷一个合适的速度v，使它恰好能做匀速圆周运动，求v的大小。 【答案】（1），方向沿CO方向；（2） 【解析】 【详解】（1）由几个关系AC=2L，放置在AB中垂线上C点的负电荷恰好能静止，可知C点的场强为零，则 方向沿CO方向； （2）撤去匀强电场后，C点的场强方向指向O点，大小为E，则由牛顿第二定律 解得 14. 汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。某次试验中，质量为的试验车以速度，正面撞击固定试验台，经时间碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。忽略撞击过程中地面阻力的影响，重力加速度。 （1）求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小； （2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量速度同向行驶的汽车，经时间两车以相同的速度一起滑行。试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开。 【答案】（1），；（2）安全气囊不会爆开 【解析】 【详解】（1）根据题意 设速度v1的方向为正方向，由动量定理得 解得 由冲量定义有 解得 （2）设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v 由动量守恒定律有 解得 对试验车，由动量定理有 解得 可见，故试验车的安全气囊不会爆开。 15. 如图所示，圆心为、半径为的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内，恰好处于同一竖直线上，与竖直方向之间的夹角，水平面上方空间存在水平向左的匀强电场。水平面上有一点，点的连线恰好与圆弧轨道相切于点，。现有一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）从点以一定的初速度沿做直线运动，小球从点进入圆弧轨道后，佮好能沿圆弧轨道运动并从点射出。，重力加速度为。求： （1）小球沿圆弧轨道运动过程中的最小速度的大小； （2）小球在点时的初速度大小； （3）小球在水平面上的落点到点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据小球沿PM做直线运动可知，小球所受的电场力与重力的合力沿MP方向，如图（a）所示，则小球所受电场力与重力的合力大小为 根据小球佮好能沿圆弧轨道运动并从点射出可知，小球在圆弧轨道上经过等效最高点G时速度有最小值vG，如图（b）所示，此时小球所受电场力与重力的合力提供向心力，即 解得 （2）设小球在点时的初速度大小为v0，小球从P点运动到G点的过程中，根据动能定理有 解得 （3）小球从G点运动到N点的过程中，根据动能定理有 解得 小球从N点水平飞出后，在水平方向上做初速度为vN的匀加速运动，加速度大小为 小球在竖直方向上做自由落体运动，设小球从N点飞出到落地的时间为t，则 解得 小球在水平面上的落点到N点的距离为 所以小球在水平面上的落点到点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$