2023-2024学年浙江省金华市十校高一物理第二学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年浙江省金华市十校高一物理第二学期期末质量检测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中（）A．小球动能减为零时，重力势能最大B．小球在离开弹簧时动能最大C．小球动能最大时弹性势能为零D．小球的动能先减小后增大2、(本题9分)龙泉山最高峰一石头e随地球自转运动．中国发射的第一颗卫星东方红一号卫星p和同步卫星q均绕地心做匀速圆周运动．设e、p、g的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为α1、α2、α3，向心力分别为F1、F2、F3，己知P的轨道半径小于q的轨道半径．则下列关系一定正确的是A．v1>v2>v3 B．F1>F2>F3 C．α1>α2>α3 D．v1<v3<v23、(本题9分)有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止．由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为（）A． B． C． D．4、关于曲线运动，以下说法中正确的是（）A．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动C．平抛运动是一种匀变速运动D．物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动5、下列物体中，具有弹性势能的是A．被举高的重物 B．弯曲的撑杆C．飞行的子弹 D．滚动的足球6、如图所示，物体A、B由轻弹簧相连接，放在光滑的水平面上，物体A的质量等于物体B的质量。物体B左侧与竖直光滑的墙壁相接触，弹簧被压缩，弹性势能为E，释放后物体A向右运动，并带动物体B离开左侧墙壁。下列说法正确的是（）A．物体B离开墙之前，物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒B．物体B离开墙之后，物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒C．物体B离开墙之后，物体B动能的最大值为ED．物体B离开墙之后，弹簧的最大弹性势能为E7、(本题9分)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图所示。已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则A．汽车在前5s内的牵引力为4×103NB．汽车在前5s内的牵引力为6×103NC．汽车的额定功率为40kWD．汽车的最大速度为30m/s8、如图所示，已知电源的内阻r=2Ω，定值电阻R1=0.5Ω，调节可变电阻R2的最大电阻1.5Ω，当调节可变电阻R2的阻值从最大到零的过程中，以下说法正确的是A．电源总功率一直变大B．电源效率一直变小C．电源输出功率先变大再变小D．可变电阻R2消耗功率先变大再变小9、(本题9分)“太空涂鸦”技术的基本物理模型是：原来在较低圆轨道运行的攻击卫星在变轨后接近在较高圆轨道上运行的侦察卫星时，向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦察卫卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦察卫星，喷散后强力吸附在侦察卫卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。关于这一过程下列说法正确的是A．攻击卫星在原轨道上运行的周期比侦察卫星的周期大B．攻击卫星到达新轨道后，其动能较原轨道增大C．攻击卫星到达新轨道后，其机械能较原轨道增多D．攻击卫星在原轨道需要加速才能变轨接近侦查卫星10、(本题9分)如图所示，置于竖直平面内的AB光滑杆，它是以初速为v0，水平射程为s的平抛运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点．现将一质量为m的小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下，重力加速度为g．则当其到达轨道B端时（）A．小球在水平方向的速度大小为v0B．小球运动的时间为C．小球的速率为D．小球重力的功率小于二、实验题11、（4分）(本题9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压有交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（1）下列几个操作步骤中：A．按照图示，安装好实验装置；B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；C．用天平测出重锤的质量；D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；E．测量纸带上某些点间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势是否等于增加的动能．没有必要的是______，操作错误的是_____________．（填步骤前相应的字母）（2）实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，若使用的重锤质量为m=0.1kg，当地的重力加速度g=9.8m/s2，已知打点计时器每隔0.02s打一次点，根据图中数据可知，纸带的__________端（填“左”或“右”）与重物相连．重物由0点运动到B点，重力势能减少量△EP=_________J；动能增加量_________J，产生误差的主要原因是___________________．（结果保留三位有效数字，图中长度单位：cm）12、（10分）(本题9分)如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______和____A．直流电源B．交流电源C．天平及砝码D．毫米刻度尺（2）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=2gh计算出瞬时速度C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=v2D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v（3）如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h而绘制出的v2-h图线。图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________.（4）若已知重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=________，动能的增加量三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L．已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G．求：(1)A星球做圆周运动的半径R和B星球做圆周运动的半径r；(2)两星球做圆周运动的周期．14、（14分）(本题9分)如图所示，在倾角为37o的斜面上，一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在A点，自然状态时另一端位于B点．斜面上方有一半径R=0.2m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处，圆弧轨道的最高点为D．斜面AB段光滑，BC段粗糙且长度为0.4m．现将一质量为1kg的小物块从C点由静止释放，小物块将弹簧压缩了0.2m后速度减为零（不计小物块到达B处与弹簧碰撞时的能量损失）．已知弹簧弹性势能表达式Ek=kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.1．（计算结果可保留根号）求：⑴小物块与斜面BC段间的动摩擦因数μ⑵小物块第一次返回BC面上时，冲到最远点E，求BE长⑶若用小物块将弹簧压缩，然后释放，要使小物块在CD段圆弧轨道上运动且不脱离圆弧轨道，则压缩时压缩量应满足的条件15、（13分）将轻质弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为4m的小球由静止释放，小球下降的最大高度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为m的物块P接触但不连接。AB是水平轨道，B端与半径为l的半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。用外力缓慢推动物块P，将弹簧压缩长度l，然后静止释放，P开始沿轨道运动，刚好能到达半圆轨道的D点。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5，释放时PB距离为2l，重力加速度大小为g。求：（1）释放时弹簧的弹性势能；（2）物块P到达半圆轨道最低点B时所受的支持力大小；（3）从半圆轨道B点到D点过程摩擦力对物块P做的功。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、A【解析】

根据小球的受力情况分析小球速度如何变化，判断小球的动能如何变化，确定小球的动能最大时弹簧势能是否为零．【详解】小球和弹簧组成的系统机械能守恒，动能和势能相互转化，故动能最小时，势能最大，A正确；弹力与重力大小相等时，速度最大，动能最大，此时弹簧仍然被压缩，弹簧的弹力不等于零，弹性势能不等于零，BC错误；将力F撤去小球将向上弹起的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球所受的合力先向上后向下，所以小球先做加速运动，后做减速运动，小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，D错误．2、D【解析】

ACD．对于p和q，根据得a=v=q的轨道半径大，则v2＞v3，a2＞a3，对于e和q，角速度相等，根据v=rω知，v3＞v1，所以v2＞v3＞v1；根据a=rω2知，a3＞a1，所以a2＞a3＞a1故D正确，AC错误．B．由于质量未知，无法根据万有引力定律公式比较向心力大小，故B错误．故选D．点睛：本题是道易错题，很容易认为是三个物体都靠万有引力提供向心力，注意p和q靠万有引力提供向心力，对于e，不是靠引力提供向心力．3、D【解析】将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度相等，有：所以：AB组成的系统机械能守恒，有：所以：绳长．故D正确，A、B、C错误．点睛：绳（杆）连接的物体沿绳（杆）方向的速度分量相等．4、C【解析】

做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力，合力的大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，故A错误；曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，加速度恒定，故平抛运动为匀变速运动，故BD错误，C正确．5、B【解析】

一切运动的物体都具有动能，被举高的物体都具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能；因此，

被举高的重物，具有重力势能；弯曲的撑杆，发生了弹性形变具有弹性势能；空中飞行的子弹；由于运动而具有动能，又因为它在空中有一定高度，而具有重力势能；滚动的足球具有动能，故选项B正确，A、C、D错误。6、BD【解析】

A.物体B离开墙之前，由于墙壁对B有向右的作用力，物体A、B系统的合外力不为零，系统的动量不守恒；故A项不合题意.B.物体B离开墙壁后，系统的合外力为零，系统的动量守恒，故B项符合题意.C.弹簧从B离开墙壁到第一次恢复原长的过程，B一直加速，弹簧第一次恢复原长时B的速度最大.设此时A、B的速度分别为vA、vB.根据动量守恒和机械能守恒得：mv=m1解得：vB=v，vA=0物体B的最大动能为：EkB=故C项不合题意.D.根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，可得物体B离开墙时物体A的动能等于E.设物体B离开墙壁的瞬间A的速度为v，则E=1物体B离开墙壁后，系统的动量守恒，当弹簧伸长最大时和压缩最大时，两物体的速度相等，则mv=(m+m)v′，则知两种状态下AB共同速度相同，动能相同，则根据机械能守恒知，弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能,有：1联立解得：E'7、BD【解析】

AB．汽车受到的阻力f=0.1mg=0.1×2.0×103×10N=2.0×103N，前5s内汽车的加速度由v-t图可得a=2.0m/s2，根据牛顿第二定律：F-f=ma，求得汽车的牵引力F=ma+f=2.0×103×2.0N+2.0×103N=6.0×103N，故A错误，B正确；C．t=5s末汽车达到额定功率，P额=Fv=6.0×103×10W=6.0×104W=60kW，故C错误；D．当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度vm=P额f=8、AB【解析】

A、当可变电阻的阻值从最大到零的过程中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流增大，根据可知电源总功率一直变大，根据闭合电路欧姆定律可知路端电压减小，所以电源效率一直变小，故选项A、B正确；C、由于，根据电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大可知可变电阻的阻值从最大到零的过程中电源输出功率一直减小，故选项C错误；D、当把和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做，由于，根据电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大可知可变电阻的阻值从最大到零的过程中可变电阻消耗功率一直减小，故选项D正确。9、CD【解析】

卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有：解得：A.由，可知攻击卫星在原轨道上半径小，则周期小，故A错误；B.由和得：，可知攻击卫星到达新轨道后，半径增大，则动能减小，故B错误；CD.攻击卫星要从低轨道变到高轨道，则要点火加速做离心运动，故攻击卫星的机械能增加，故CD正确。10、CD【解析】

A．以初速为v0平抛物体的运动机械能守恒；将一小球套于杆上，由静止开始从轨道A端滑下过程机械能也守恒，由于初位置动能为零，故末位置速度大小小于平抛运动的速度，但方向相同，故水平分量不同，故小球在水平方向的速度大小小于v0，故A错误；B．以初速为v0平抛物体的运动，其水平分运动是匀速直线运动，时间为；将一小球套于杆上，由静止开始从轨道A端滑下过程时间小于；故B错误；C．以初速为v0平抛物体的运动，根据分位移公式，有：h=gt2①s=v0t②vx=v0③vy=gt④解得：h=，v平抛=；静止开始从轨道A端滑下过程机械能守恒，有：mgh=mv2，解得：，故C正确；D．小球落地时重力的功率为：P=mgvsinθ；故P=mgvsinθ＜mgv＜mgv平抛=，故D正确。故选CD。【点睛】本题关键根据平抛运动的分位移公式和分速度公式列式后联立求解，注意小球沿轨道运动不是平抛运动，可以结合平抛运动比较求解．二、实验题11、CD左0.7620.759纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力等【解析】

（1）[1]根据mgh=可知，验证机械能拿守恒，不用测出重锤的质量．[2]对于打点计时器的使用方法应先接通电源再释放重锤．(2)[3]纸带从左到右在相等时间间距在增大，速度在增大，因此左端与重物相连；[4]△EP=mgh=0.1×9.8×77.76×0.01J=0.762J，[5]B点的速度为v=m/s,△Ek==0.759J.[6]产生误差主要时因为存在阻力，填写纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力均可．12、BDD重力加速度的2倍mgh12mv2【解析】

第一空.第二空.实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离。时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平。故选BD；第三空.实验中不能用v=gt，v＝2gh求解瞬时速度，不能根据h＝v22g计算出高度h，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC错误；实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度