陕西省西安市西北工业大学2023-2024学年物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

陕西省西安市西北工业大学2023-2024学年物理高一第二学期期末学业质量监测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)如图所示为低空跳伞极限运动表演．运动员从离地350m高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（）A．物体的重力势能增加了 B．物体的动能增加了C．阻力对物体做的功为 D．物体的机械能减少了2、(本题9分)一辆卡车匀速通过如图所示的地段，爆胎可能性最大的位置是A．a处B．b处C．c处D．d处3、(本题9分)一辆质量为m的汽车由静止开始以大小为a的加速度匀加速启动，经时间t0达到额定功率，此后保持额定功率运行，最后做匀速运动．若汽车运动过程中所受阻力大小恒为f，下列说法正确的是（）A．汽车能达到的最大速度为at0B．汽车达到额定功率后牵引力将保持不变C．汽车的额定功率为fat0D．汽车最后做匀速运动的速度大小为4、(本题9分)如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v-t图像如图乙所示。人顶杆沿水平地面运动的x-t图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法中正确的是（）A．猴子的运动轨迹为直线B．猴子在2s内做匀变速曲线运动C．t=1时猴子的速度大小为4m/sD．t=2s时猴子的加速度大小为0m/s25、(本题9分)在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为，当它落到地面时速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（）A． B．C． D．6、已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（）A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短7、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q另一端悬挂物块P，设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P、Q由静止同时释放，角逐渐增大，则下列说法正确的是A．θ=30°时，P、Q的速度大小之比是1：2B．θ角增大到90°时，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的动能增加，P的动能减小D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的机械能增加，P的机械能减小8、某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以5g4A．上升过程中水瓶的动能改变量为54B．上升过程中水瓶的机械能减少了54C．水瓶落回地面时动能大小为14D．水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率9、(本题9分)下列物理量是矢量的是（）A．位移 B．加速度C．平均速率 D．时间10、(本题9分)下列运动中，任何1秒的时间间隔内运动物体速度改变量完全相同的有(空气阻力不计)（）A．自由落体运动 B．平抛物体的运动C．竖直上抛物体运动 D．匀速圆周运动11、(本题9分)据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”一—沃尔夫(Wolf)1061c.沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星的沃尔夫1061c运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球．设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c的表面运行.已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动．则下列说法正确的是（）A．从地球发射该卫星的速度应该大于第三字宙速度B．若已知围绕沃尔夫1061c的表面运行的探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径C．沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D．卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关12、(本题9分)老师说：“下午2点上课，2点45分下课”，学习了时间与时刻，蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法，正确的是()A．蓝仔说，2点是时刻B．红孩说，2点是时间C．紫珠说，一节课45分钟是指时间D．黑柱说，2点45分是时间二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝_________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)(2)在上述实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2－d图象如图乙所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2.14、（10分）(本题9分)物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验．步骤如下：①用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；③向气垫导轨通入压缩空气；④把A、B两滑块放到导轨上，并给他们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为△t=0.2s．照片如图：该组同学结合实验过程和图象分析知：该图象是闪光4次摄得的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0～80cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块B恰好通过x=55cm处，滑块A恰好通过x=70cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态．请问：（1）以上情况说明碰后____（选填A或B）物体静止，滑块碰撞位置发生在_____cm处；（2）滑块碰撞时间发生在第一次闪光后____s；（3）设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是____kg•m/s，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是____kg•m/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是__．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)质量为5t的汽车，在平直公路上以60KW恒定的功率从静止开始启动，速度达到24m/s的最大速度后立即关闭发动机，汽车从启动到停下通过的总位移为1200m，运动过程中阻力不变，求：（1）汽车所受阻力的大小；（2）汽车关闭发动机后前进的距离；（3）汽车从启动到达到最大速度的时间．16、（12分）(本题9分)如图所示，某部队官兵在倾角为30°山坡上进行投掷手榴弹训练，若从A点以某一初速度v0沿水平方向投出手榴弹，正好落在B点，测得AB＝90m．（空气阻力不计），如果手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间，若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问：战士从拉动弹弦到投出所用时间是多少？手榴弹抛出的初速度是多少？（g＝10m/s2）17、（12分）(本题9分)如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.20m的绝缘轻线把质量为m=0.10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为θ=37°．现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放．g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．求：（1）小球所受电场力的大小；（2）小球通过最低点C时的速度大小；（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小．

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】

A.在运动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故A错误；B.根据牛顿第二定律得，物体所受的合力为，则根据动能定理得，合力做功为，则动能增加了为，故B错误。C.合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则克服阻力做．故C错误；D.重力势能减少了mgh，动能增加了，故机械能减少了，D正确。2、D【解析】在坡顶，，解得，

在坡谷，，解得，

可知r越小，越大，可知D点压力最大，则D点最容易爆胎，故ABC错误，D正确。点睛：本题考查运用物理知识分析处理实际问题的能力，知道最高点和最低点向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。3、D【解析】当牵引力等于阻力时，速度最大，根据牛顿第二定律得，匀加速直线运动的牵引力F=f+ma，则额定功率P=Fv=（f+ma）at0，则最大速度，故AC错误，D正确．当汽车达到额定功率后，根据P=Fv知，速度增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度最大，做匀速直线运动，故B错误．故选D．点睛：本题考查了机车的启动问题，关键理清汽车在整个过程中的运动规律，知道汽车达到额定功率后，做加速度减小的变加速运动，牵引力等于阻力时，速度最大．4、B【解析】

猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。求出t=2s时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加速度，根据平行四边形定则，求出猴子相对于地面的加速度。【详解】由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下。由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，所以猴子在2s内做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；s-t图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为：vx=4m/s，t=0时猴子竖直方向分速度：vy=8m/s，则t=1s时猴子竖直分速度为vy′=4m/s，因此t=1s时猴子的速度大小为：v=42+42m/s=42【点睛】本题主要考查了运动的合成，关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况。5、C【解析】

选取物体从刚抛出到正好落地，空气阻力做功为Wf，设阻力做功的大小为Wf，由动能定理可得：，可得：，故C正确。6、D【解析】

当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；7、BD【解析】

A．P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当时，Q的速度得：故A错误；B．P机械能最小时，为Q到达O点正下方时，此时Q的速度最大，即当时，Q的速度最大，加速度最小，故B正确；C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，Q的动能增加，而P的速度先减小后增大，所以P的动能先减小后增大，故C错误；D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，动能增大，而重力势能不变，所以Q的机械能增加，P、Q组成的系统，机械能守恒，所以P的机械能减小，故D正确；故选BD．【点睛】P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，根据运动的合成与分析分析PQ的速度关系，当θ=90°时，P的机械能最小，Q的动能最大，速度最大．8、AD【解析】

考查功能关系、功率计算，根据相关规律计算可得。【详解】根据牛顿第二定律可得F=ma=由动能定理可得，W=FS=上升过程中水瓶的动能改变量为54故A符合题意。由f+mg=5可得f=14阻力做负功，机械能减少，W上升过程中水瓶的机械能减少了14C．从最高点到时最低点，由动能定理可得mgH-水瓶落回地面时动能大小为34D．上升过程中加速大于下降过程中加速度，上升过程用时较少，上升、下降过程中重力做功大小相等，由P=W可得水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率故D符合题意。【点睛】理解功能关系，动能变化只取决于合外力做功，合外力做正功（负功），动能增大（减小），机械能变化取决于除重力和系统内弹力以外的力做功，该力做正功（负功），机械能增加（减小）。9、AB【解析】

矢量是既有大小又有方向的物理量，位移、加速度都是矢量，AB正确．标量是只有大小没有方向的物理量．平均速率和时间都是标量，故CD错误．10、ABC【解析】自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动的加速度都为g，根据△v=at=gt，可知△v的方向竖直向下，不变，相等时间，大小相等，匀速圆周运动合力是向心力，方向时刻变化，则在相等的两段时间内，物体速度的变化量是变化的，ABC正确D错误．11、AB【解析】从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，A正确；已知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c的质量，根据可以求出沃尔夫1061c的半径，B正确；沃尔夫1061c和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知公转半径的三次方之比不等于，C错误；根据可得，与卫星的密度无关，D错误．12、AC【解析】

2点上课，2点45分下课均指时刻，上课的45分钟是时间，A、C正确；BD错；故选AC二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、9.6【解析】

（1）滑块从A处到达B处的速度:则系统动能的增加量：系统重力势能的减小量：△Ep=mgd-Mgdsin30°=（m−）gd（2）根据系统机械能守恒的：（M+m）v2＝（m−）gd则：图线的斜率：解得：g=9.6m/s214、A600.1-0.2-0.2碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和【解析】(1)由图可知，A只有两个位置有照片，则说明A碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后A静止，故碰撞发生在x=60cm处；(2)碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，所以vA′•△t=20，碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm，时间为t′，有vA′•t′=10，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有t+t′=△t，得(3)设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小为：A的速度则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和P1=mBvB+mAvA=0.2×0.5-0.3×1=-0.2kgm/s．碰撞后，A静止，B速度则碰撞后两滑块的动量PB=-mBvB′=-0.2×1=-0.2kgm/s．以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和．点晴：本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律列式即可求解．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)Ff=2500N