陜西省渭南市富平縣2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末質(zhì)量物理試卷（解析版）

富平縣2023~2024學(xué)年度第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測高一物理試題注意事項：1.本試題共6頁，滿分100分，時間75分鐘。2.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名和準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。4.考試結(jié)束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。第Ⅰ卷（選擇題共46分）一、選擇題（本大題共10小題，計46分。第1-7題只有一項符合題目要求，每小題4分：第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分）1.嫦娥五號的返回艙采用“打水漂”的技術(shù)來減速并成功著陸在預(yù)定區(qū)域，如圖所示為其飛行軌跡的示意圖，圖中標(biāo)出了返回艙在飛行軌跡上4個位置處所受合外力的情況，其中一定錯誤的是（）A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【答案】B【解析】【詳解】物體做曲線運動所示合外力方向一定位于軌跡的凹側(cè)，則圖中標(biāo)出了返回艙在飛行軌跡上4個位置處所受合外力的情況，其中一定錯誤的是F2。故選B。2.下列說法中正確的是（）A.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，并測得引力常量B.萬有引力定律適用于高速運動與微觀世界C.兩個質(zhì)量不同的天體之間的引力大小是相等的D.當(dāng)人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度達(dá)到11.2km/s時，衛(wèi)星就逃出太陽系了【答案】C【解析】【詳解】A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許測得引力常量，故A錯誤；B．萬有引力定律不適用于高速運動與微觀世界，故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第三定律可知，兩個質(zhì)量不同的天體之間的引力大小是相等的，故C正確；D．當(dāng)人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度達(dá)到11.2km/s時，衛(wèi)星脫離了地球的束縛，但沒有逃出太陽系；要逃出太陽系，衛(wèi)星的發(fā)射速度需要達(dá)到16.7km/s，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動了一段距離l。已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，雪橇受到的（）A.支持力做功為mgl B.重力做功為0C.拉力做功為Flsinθ D.滑動摩擦力做功為-μmgl【答案】B【解析】詳解】對雪橇受力分析，如圖：

A．支持力做功WN=Nlcos90°=0故A錯誤；

B．重力做功WG=mglcos90°=0故B正確；

C．拉力做功為WF=Flcosθ故C錯誤；

D．雪橇豎直方向受力平衡N+Fsinθ=mg得N=mg-Fsinθ則摩擦力f=μN=μ(mg-Fsinθ)摩擦力做功Wf=-fl=-μ(mg-Fsinθ）l故D錯誤；

故選B。4.某同學(xué)用如圖所示的向心力演示器探究F與ω的關(guān)系。在兩小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等時，標(biāo)尺上的等分格顯示得出兩個小球A、B所受向心力的比值為1∶4，結(jié)合圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速塔輪相對應(yīng)的半徑之比為（）A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)F＝mω2r可知，兩小球的向心力之比為1∶4，結(jié)合題意半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶2，因為靠皮帶傳動，變速塔輪的線速度大小相等，根據(jù)v＝ωr可知，與皮帶連接的變速塔輪對應(yīng)的半徑之比為2∶1。故選B。5.一輛汽車在平直公路上以恒定功率勻速行駛，行駛的速度為?，F(xiàn)突然駛上一段泥濘的道路，阻力變?yōu)樵瓉淼?倍，行駛一段時間后道路又恢復(fù)至開始的情況，過程中汽車功率始終保持不變。則汽車的速度隨時間變化的關(guān)系圖像可能正確是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】首先P=Fv，開始的時候P0=F0v0=fv0當(dāng)阻力變?yōu)樵瓉淼?倍時，則因速度不能瞬時改變，則牽引力瞬時不變，則加速度反向瞬時增加，速度減小，牽引力增加，減速時的加速度大小在減小；當(dāng)牽引力增加到2f時，根據(jù)P0=2f?v0即直到速度減為原來的一半時再次勻速運動；行駛一段時間后道路又恢復(fù)至開始的情況，則阻力又變?yōu)樵瓉淼膄，則加速度瞬時增加，則速度增加，牽引力減小，加速度逐漸減小到零，當(dāng)速度再次增加到v0時，牽引力等于阻力，又開始勻速運動。故選B。6.如圖所示，兩根長度不同的細(xì)線各系有一個小球（均可視為質(zhì)點），細(xì)線的上端都系于O點，兩個小球在同一水平面上做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A.兩小球的向心力大小相等 B.兩小球的向心加速度大小相等C.兩小球的角速度大小相等 D.兩小球的線速度大小相等【答案】C【解析】【詳解】設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，O點到兩球做圓周運動圓心的距離為，對小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得解得小球的角速度大小為可知兩小球的角速度大小相等，根據(jù)，，由于兩小球做勻速圓周運動的半徑不相等，則兩小球的向心加速度大小不相等，線速度大小不相等，由于不知道兩小球的質(zhì)量關(guān)系，所以無法確定兩小球的向心力大小關(guān)系。故選C。7.天文學(xué)家通過“中國天眼”的500米口徑地面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），在武仙座球狀星團(tuán)（M13）中發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)。如圖所示，雙星系統(tǒng)由兩顆恒星A、B組成，在萬有引力的作用下，它們繞其連線上的O點做勻速圓周運動，軌道半徑之比，則兩顆天體的（）A.質(zhì)量之比 B.角速度之比C.線速度大小之比 D.向心力大小之比【答案】A【解析】【詳解】BC．兩顆恒星A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動，在相同的時間轉(zhuǎn)過的角度相同，則A、B的角速度相等，則有根據(jù)可得A、B的線速度大小之比故BC錯誤；AD．由于A、B繞O點做勻速圓周運動的向心力由它們相互作用的萬有引力提供，所以A、B的向心力大小相等，則有根據(jù)可得A、B的質(zhì)量之比為故A正確，D錯誤。故選A。8.如圖所示，光滑的水平面和光滑的圓弧軌道在底部平滑連接，一輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻壁上，小球擠壓彈簧到圖中的B位置，此時彈簧的彈性勢能為Ep，靜止釋放小球，小球從圓軌道底部的閥門（圖中未畫出）進(jìn)入圓軌道，恰能上升到與圓弧圓心O等高的A點。再次用小球擠壓彈簧并由靜止釋放，為了保證小球不脫離圓軌道，釋放小球時彈簧的彈性勢能可能是（）A. B. C. D.【答案】AD【解析】【詳解】對小球從B點運動A點列機械能守恒為了使得小球不脫離圓軌道，要么小球在圓軌道中上升的最高點低于A點，則有或小球能通過圓軌道的最高點，則為了使得小球不脫離圓軌道，對小球機械能守恒綜上可知故選AD。9.2024年3月20日，探月工程四期鵲橋二號中繼星在我國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，于4月2日進(jìn)入周期為24小時環(huán)月大橢圓“使命”軌道Ⅰ，為嫦娥六號在月球背面進(jìn)行月球樣品采集任務(wù)提供通訊支持。如圖所示，此次任務(wù)完成后，鵲橋二號擇機在P點調(diào)整至12小時環(huán)月橢圓軌道Ⅱ，為后續(xù)月球探測任務(wù)提供服務(wù)。已知月球自轉(zhuǎn)軸經(jīng)過其表面的A點，月球質(zhì)量為地球質(zhì)量的，地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r，鵲橋二號24小時環(huán)月軌道半長軸為a1，12小時環(huán)月軌道半長軸為a2，下列說法正確的是（）A.B.C.鵲橋二號由軌道Ⅰ調(diào)整到軌道Ⅱ，需在P點加速D.探測器要與鵲橋二號保持較長時間不間斷通訊，需著陸在月球表面A點附近【答案】BD【解析】【詳解】A．鵲橋二號24小時環(huán)月軌道上的周期等于半徑為的圓軌道繞月球的運行周期，則有地球同步衛(wèi)星的周期為24h，可得又聯(lián)立可得故A錯誤；B．由開普勒第三定律，可得解得故B正確；C．鵲橋二號由軌道I調(diào)整到軌道II，需在P點減速，做近心運動，故C錯誤；D．由圖可知，探測器要與鵲橋二號保持較長時間不間斷通訊，需著陸在月球表面A點附近，因為在月球表面A點附近與鵲橋二號通訊不受到月球遮擋的時間更長，故D正確。故選BD。10.從高H處的M點先后水平拋出兩個小球1和2，軌跡如圖所示，球1與地面碰撞一次后剛好越過豎直擋板AB，落在水平地面上的N點，球2剛好直接越過豎直擋板AB，也落在N點設(shè)球1與地面的碰撞是彈性碰撞，忽略空氣阻力，則（）A.小球1、2初速度之比為1：3B.小球1、2的初速度之比為1：4C.豎直擋板AB的高度D.豎直擋板AB的高度【答案】AD【解析】【詳解】AB．設(shè)M點到N點水平距離為L，對球2整個運動過程的時間t有解得可得①球1與地面碰撞前后豎直方向分速度大小不變、方向相反，根據(jù)對稱性可知，球1與地面碰撞后到達(dá)的最高點與初始高度相同為H，球2在水平方向一直做勻速運動，有，即②聯(lián)立①②解得故A正確，B錯誤；CD．設(shè)球1與地面碰撞時豎直方向速度大小為，碰撞點到M點和B點的水平距離分別為、，有設(shè)球1到達(dá)A點時豎直方向速度大小為，將球1與地面碰撞后到達(dá)最高點時的過程反向來看可得可得碰撞點到A點的時間為球2剛好越過擋板AB的時間為水平方向位移關(guān)系有即解得故C錯誤，D正確。故選AD。第Ⅱ卷（非選擇題共54分）二、實驗探究題（本大題共3小題，計24分）11.在“研究小球做平拋運動的規(guī)律”的實驗中：（1）如圖甲所示的實驗中，觀察到兩球同時落地，說明平拋運動在豎直方向做_________；如圖乙所示的實驗：將兩個光滑斜軌道固定在同一豎直面內(nèi)，滑道末端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的相同高度由靜止同時釋放，觀察到球1落到水平板上并擊中球2，這說明平拋運動在水平方向做_________；（2）該同學(xué)用頻閃照相機拍攝到如圖所示的小球平拋運動的照片，照片中小方格的邊長，小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則照相機每隔_________s曝光一次，小球平拋初速度為_________（當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮。??！敬鸢浮竣?自由落體運動②.勻速直線運動③.0.05④.1【解析】【詳解】（1）[1]用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動；[2]因為觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，可知球1在水平方向上的運動規(guī)律與球2相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動；（2）[3]在豎直方向上，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可得得[4]由公式，可得小球初速度為12.為研究圓周運動的向心力，某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的向心力大小的實驗。他們所用器材有玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（半徑為0.2m）。（g取10m/s2）（1）凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖甲所示，托盤秤的示數(shù)為1kg。（2）玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖乙所示，玩具小車的質(zhì)量為________kg。（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)。此過程中，托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示。序號1234m/kg2.212.182.222.21（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力大小為________N；小車通過最低點時的速度大小為________。【答案】①.0.40②.12.05③.2.0【解析】【詳解】（2）[1]玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖乙所示，托盤秤的最小刻度為，則托盤秤的示數(shù)為，可得玩具小車的質(zhì)量為（4）[2]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知小車經(jīng)過最低點時，托盤秤的最大示數(shù)的平均值為所以最低點時小車對橋的壓力大小為[3]根據(jù)牛頓第三定律可知，橋?qū)π≤嚨闹С至橐孕≤嚍閷ο?，根?jù)牛頓第二定律可得可得小車通過最低點時的速度大小為13.實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器，打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律。（1）下列操作正確的是（）（填正確答案標(biāo)號）。A.為了減小實驗誤差，重錘應(yīng)選擇密度較大的物體B.先釋放紙帶，后接通電源C.必須用秒表測量重錘下落的時間（2）如圖乙所示是實驗中打出的某條點跡清晰的紙帶，其中A、B、C、D、E、F為連續(xù)打出的點，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度g=10m/s2，重錘的質(zhì)量為1kg。重錘運動到打點E時的動能為________J。上述過程中，B點到E點重錘重力勢能減少了________J。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（3）某同學(xué)利用圖乙中紙帶，先分別測量出從A點到B、C、D、E、F點的距離h，再計算打出B、C、D、E、F各點時重錘下落的速度v，繪制v2-h圖像，如圖丙所示。圖線沒有過坐標(biāo)原點的原因是________；圖線斜率的實驗值總是小于理論值的原因是___________?！敬鸢浮浚?）A（2）①.3.94②.1.50（3）①.先釋放了紙帶，再接通了打點計時器的電源②.存在著空氣阻力或摩擦阻力【解析】【小問1詳解】[1]A.為了減小實驗誤差，重錘應(yīng)選擇密度較大的物體，故A正確；B．實驗步驟是先接通電源，再釋放紙帶，故B錯誤；C．重錘下落的時間使用打點計時器記錄的，不需要秒表，故C錯誤；故選A。【小問2詳解】[2]根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度可知根據(jù)動能的公式解得[3]根據(jù)重力勢能的公式可知，B點到E點重錘重力勢能減少了【小問3詳解】[4]根據(jù)圖像可知，高度為零，速度不是零，所以先釋放了紙帶，再接通了打點計時器的電源。[5]圖像的斜率等于2g，圖線斜率的實驗值總是小于理論值的原因是存在著空氣阻力或摩擦阻力。三、計算題（本大題共3小題，計30分。解答應(yīng)寫出必要的文字、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）14.王老師質(zhì)量，騎一輛質(zhì)量的電動自行車上下班。電動自行車的最大速率為8m/s。圖1為王老師上下班必經(jīng)的十字路口，路徑1為上班時右轉(zhuǎn)路徑，路徑2為下班左轉(zhuǎn)路徑，路徑1、2均可看作圓的一部分，路徑1的半徑為5m，電動自行車與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度。（1）若王老師通過路徑1時保持勻速率行駛，求王老師在路徑1安全行駛的最大速度；（2）若王老師以電動自行車最大速率安全勻速通過路徑2，求路徑2的最小半徑；（3）周末王老師騎電動自行車前往家附近的公園游玩。在通過如圖2半徑為8m的拱橋最高點時車速為4m/s，求在最高點處橋面對王老師和車整體的支持力大小。\【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)牛頓第二定律有解得（2）根據(jù)牛頓第二定律有解得（3）根據(jù)合外力提供向心力解得15.2024年3月2日，“神舟十七號”航天員乘組圓滿完成第二次出艙活動,我國航天員首次完成艙外維修任務(wù)。已知“神舟十七號”航天員乘組所在空間站質(zhì)量為m，軌道半徑為r，繞地球運行的周期為T，地球半徑為R，引力常量為G。求：（1）空間站運行所需的向心力大?。唬?）地球的平