陕西省铜川市王益区2023-2024学年物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

陕西省铜川市王益区2023-2024学年物理高一第二学期期末学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图象中可能正确的是()A． B．C． D．2、质量为2g的子弹，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s，子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大（）A．800N B．1200N C．1600N D．2000N3、(本题9分)如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端，右端与小木块m1连接，且m1、m2及m2与地面之间接触面光滑，开始时m1和m2均静止，现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对m1、m2和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B．由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统动能不断增加C．由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统机械能不断增加D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m1、m2的动能最大4、(本题9分)如图所示，一个小孩用水平力推静止在水平地面上的大木箱．第一次用较小的推力，没有推动；第二次用较大的推力使木箱运动一段距离便停下来．下列关于上述情境的说法中正确的是A．第一次用较小的力推木箱，木箱受到的摩擦力大于推力B．第一次用较小的力推木箱，推力对木箱做正功C．第二次用较大的力推木箱，木箱受到的摩擦力对木箱做正功D．第二次用较大的力推木箱，推力对木箱做正功5、(本题9分)如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2、r3，当A点的线速度大小为v时，C点的线速度大小为A． B．C． D．6、(本题9分)两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动。则它们的()A．运动周期不相同B．运动的线速度相同C．运动的角速度相同D．向心加速度相同7、(本题9分)如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（）A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B．t1～t2时间内汽车牵引力做功为mv22－mv12C．t1～t2时间内的平均速度大于（v1＋v2）D．在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值8、从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10m/s1．由图中数据可得A．物体的质量为1kgB．h=0时，物体的速率为10m/sC．h=1m时，物体的动能Ek=40JD．从地面至h=4m，物体的动能减少100J9、(本题9分)如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正、负极相连，两板的中央沿竖直方向各有一个小孔，今有一个带正电的液滴，自小孔的正上方的P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v1.若使a板不动，若保持电键K断开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍然从P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v2，在不计空气阻力的情况下，下列说法正确的是（）A．若电键K保持闭合，向下移动b板，则v2>v1B．若电键K闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2>v1C．若电键K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2=v1D．若电键K闭合一段时间后再断开，无论向上或向下移动b板，则v2<v110、(本题9分)如图，一个带电粒子以初速度v0从A处进入某电场，实线表示电场线，虚线表示带电粒子的运动轨迹，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是()A．该粒子一定带负电B．该粒子在A处的加速度大于B处的加速度C．该粒子在A处的动能大于B处的动能D．该粒子在A处的电势能大于B处的电势能11、(本题9分)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是（）A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B．匀强电场的电场强度大小为10V/mC．匀强电场的电场强度方向为由C指向AD．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少12、(本题9分)如图所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上一定电量，静电计指针的偏转指示出电容器两板间的电势差.要使静电计的指针张角变小，可采用的方法是：（）A．使两极板靠近 B．减小正对面积C．插入电介质 D．增大正对面积二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某学习小组利用自由落下的重锤和电火花计时器验证机械能守恒，实验装置如图1所示．(1)本实验的原理是：在重锤自由下落的过程中，若忽略阻力的影响，只有重力做功，重锤的__________相互转化，总的机械能保持不变．(2)在某次实验中，他们得到一条点迹清晰的纸带，如图2所示，已知重锤的质量为1kg，相邻计数点间的时间间隔为0.02s，当地重力加速度g=10m/s2，从打点计时器打下起点O到打下点B的过程中：物体重力势能的减少量为______J，物体动能的增加量为______J．(取两位有效数字)．14、(本题9分)某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.8kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器(其打点周期为0.02s)；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器电源．上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示．请你分析数据回答下列问题(设整个过程中小车所受阻力恒定,结果保留两位有效数字)；(1)该电动小车的最大速度为___m/s；(2)该电动小车关闭电源后小车运动的加速度大小为___m/s2；(3)该电动小车的额定功率为___W．15、某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。A．先松开纸带后接通电源B．用电火花计时器替代电磁打点计时器C．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。(3)在图乙所示纸带上，某同学选取了多个计数点，并测出了各计数点到O点的距离h，算出打点计时器打下各计数点时重锤对应的速度大小v，以v2为纵轴，以h为横轴若图线为直线，且其斜率为___________，则可验证机械能守恒定律。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，在竖直直角坐标系内，轴下方区域I存在场强大小为E、方向沿y轴正方向的匀强电场，轴上方区域Ⅱ存在方向沿轴正方向的匀强电场。已知图中点D的坐标为()，虚线轴。两固定平行绝缘挡板AB、DC间距为3L，OC在轴上，AB、OC板平面垂直纸面，点B在y轴上。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)从D点由静止开始向上运动，通过轴后不与AB碰撞，恰好到达B点，已知AB=14L，OC=13L。（1）求区域Ⅱ的场强大小以及粒子从D点运动到B点所用的时间；（2）改变该粒子的初位置，粒子从GD上某点M由静止开始向上运动，通过轴后第一次与AB相碰前瞬间动能恰好最大。①求此最大动能以及M点与轴间的距离；②若粒子与AB、OC碰撞前后均无动能损失(碰后水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变，方向相反)，求粒子通过y轴时的位置与O点的距离y2。17、（10分）如图为一水平传送带装置的示意图。紧绷的传送带AB始终保持v0=5m/s的恒定速率运行，AB间的距离L为8m。将一质量m＝1kg的小物块轻轻放在传送带上距A点2m处的P点，小物块随传送带运动到B点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。求：（1）该圆轨道的半径r；（2）要使小物块能第一次滑上圆形轨道达到M点，M点为圆轨道右半侧上的点，该点高出B点0.25m，且小物块在圆形轨道上不脱离轨道，求小物块放上传送带时距离A点的位置范围。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】解：A、物体做曲线运动，物体的速度的方向是沿着轨迹的切线方向的，所以A错误；B、物体受到的合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，并且合力的方向和加速度的方向是相同的，所以加速度的方向也是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断BC错误，D正确；故选D．【点评】根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点．2、C【解析】

在子弹射穿木块的过程中只有木板对子弹的阻力(设为

f

)对子弹做了功，对子弹分析，根据动能定理得：代入数据计算得出阻力为：A．800N与分析不符，故A错误.B．1200N与分析不符，故B错误.C．1600N与分析相符，故C正确.D．2000N与分析不符，故D错误.3、D【解析】考查据物体受力判断物体的运动性质，对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2后，弹簧被拉长，弹力小于F1、F2时，m1、m2做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m1、m2的速度最大，动能最大，D对；弹力大于F1、F2时，m1、m2做加速度增大的减速运动，直到速度减为0，然后m1、m2再做反向运动，如此反复，故系统的机械能先增加后减小，再增加，再减小，ABC错。思路拓展：解此题时学生需注意m1、m2做往复运动，能量的变化可通过外力做功的正负来判断。4、D【解析】由平衡知识可知，第一次用较小的力推木箱，木箱没动，处于平衡状态，则木箱受到的摩擦力等于推力，此时推力对木箱没做功，选项AB错误；第二次用较大的力推木箱，木箱向前运动一段距离，则推力对木箱做正功，木箱受到的摩擦力对木箱做负功，选项C错误，D正确；故选D.点睛：此题考查了平衡知识及功的知识；要知道物体平衡时受合力为零；知道做功的两个因素以及功的正负的判断方法.5、D【解析】

传动过程中，同一链条上的A、B两点的线速度相等，即vA=vB，B点的速度为v，根据，且B、C两点同轴转动，角速度相同，所以，代入数据联立得：。A.与计算结果不符，A错误。B.与计算结果不符，B错误。C.与计算结果不符，C错误。D.与计算结果相符，D正确。6、C【解析】

对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；

将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ；由向心力公式得到，F=mω2r；设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ；由三式得：，与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；又由知，周期相同，故A错误；由v=ωr，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故B错误；由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；7、CD【解析】

A.0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，但汽车的速度v逐渐增大，所以其功率逐渐增大，选项A错误；B.在t1～t2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所以选项B错误；C.根据“面积”法求位移，t1～t2时间内汽车的位移，所以平均速度，选项C正确；D.在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据F1=f＋ma1可知，此时牵引力F1最大，此时刻的功率P1也是在0～t1时间内最大的，在t1时刻之后，汽车的功率保持P1不变，所以P1是整个过程中的最大值，在t2～t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力最小，所以选项D正确。8、AD【解析】

A．Ep-h图像知其斜率为G，故G==10N，解得m=1kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；C．h=1m时，Ep=40J，Ek=E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek-Ek’=100J，故D正确9、BC【解析】

由于两极板接在电源两端，若S保持闭合，无论向上还是向下移动b板时，两板间的电压不变，故电场力做功不变，高度也不变，故重力做功不变，故总功不变，由动能定理可得，则，A错误；C正确；若电键S闭合一段时间后再断开，两极板所带电荷量不变，向上移动b板，两板间电势差增大，重力做功不变，克服电场力做功增加，由动能定理可知，液滴速度变小，即；如果向下移动b板，两板间电势差减小，重力做功不变，克服电场力做功变小，由动能定理可知，小球速度变大，即，B正确；D错误；故选BC．【点睛】带正电的液滴在下落过程中受到竖直向下的重力，竖直向上的电场力作用，重力做正功，电场力做负功；由动能定理判断带电液滴速度大小关系．10、AC【解析】

A.该带电粒子从A处进入电场后，仅受电场力作用从A点沿虚线运动到B点.由轨迹的弯曲方向可知，它在A点所受电场力的方向必跟A点的场强方向相反，则该粒子带负电，故A正确；B.因A处的电场线比B处的电场线疏，故A处场强比B处的小，带电粒子在A处受到的电场力比在B处受到的电场力小，则该粒子在A处的加速度小于在B处的加速度，B错误CD.带电粒子从A处运动到B处的过程中，电场力做负功，由动能定理可知其动能减小，电势能增加，故C正确，D错误.11、ACD【解析】

A、连接AC，AC中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确．B、匀强电场的场强大小为，故B错误C、电场线方向与EB垂直，即为C→A，故C正确．D、将一个电子由E点移到D点，电场力做负功电子的电势能增加，故D正确所以应该选ACD12、ACD【解析】

使两极板靠近，两极板间距减小，由电容的决定式：，可知电容增大，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差减小，则静电计指针偏角减小，故A正确；减小正对面积，由电容的决定式：，可知电容减小，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差增大，则静电计指针偏角增大，故B错误；插入电介质，由电容的决定式：，可知电容增大，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差减小，则静电计指针偏角减小，故C正确；增大正对面积，由电容的决定式：，可知电容增大，而电容器电量不变，由分析得知，板间电势差减小，则静电计指针偏角减小，故D正确。二．填空题(每小题6分，共18分)13、重力势能与动能0.48J0.47J【解析】

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点B的速度，从而得出动能的增加量，根据下落的高度求出重力势能的减小量，结合动能增加量和重力势能减小量的关系判断机械能是否守恒．【详解】（1）[1]．本实验的原理是：在重锤自由下落的过程中，若忽略阻力的影响，只有重力做功，重锤的重力势能和动能相互转化，总的机械能保持不变；（2）[2][3]．从O到B的过程中，重力势能的减小量△Ep＝mgh＝1×10×4.86×10−2J=0.48JB点的速度则动能的增加量△Ek＝mvB2=×1×0.97252J≈0.47J．14、1.52.02.4【解析】

（1）通过观察纸带可知，对应每段标注的距离，小车运动的时间是相同的，根据瞬时速度的定义，纸带上标注为6.00cm宽度处中间时刻对应的速度为该小车的最大速度，则可得．（2）在关闭电源以后，小车在阻力的作用下做匀减速直线运动；根据纸带上后四段来计算减速时的加速度，即（3）根据题意可知，小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，说明小车以最大速度运动阶段，小车处于平衡状态，牵引力和阻力大小相等，方向相反，则额定功率的大小为【点睛】理解实验的本质，利用相关的物理知识求解，要理解加速度等于零时小车的速度达到了最大这个条件．15、Bmgh22g【解析】

第一空.先接通电源后松开纸，故A错误；用电火花计时器替代电磁打点计时器，纸带与打点计时间的阻力会更小，故B正确；在铝锤和铁锤中，选择铁锤作为重锤，阻力会更小，故C错误。第三空.从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为mgh2；第四空.打B点时，重物的速度大小为，由