2022-2023学年天津市第四中学高一物理第二学期期中学业质量监测试题含解析

2022-2023学年天津市第四中学高一物理第二学期期中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：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、做匀速圆周运动的物体，半径为r，其线速度v和角速度ω的大小关系正确的是（　　）A．v＝B．v＝C．ω＝D．v＝ωr2、如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是(　　)A．物体落到海平面时的势能为mghB．物体在最高点处的机械能为C．物体在海平面上的机械能为+mghD．物体在海平面上的动能为3、如图所示，以角速度ω匀速转动的圆锥形斜面上放着两个物体a、b（视为质点），转动过程中两个物体没有相对圆锥滑动，其中ha=2hb,则下列说法正确的是（）A．a、b两物体的线速度相等B．a、b两物体的角速度之比是1:2C．a、b两物体的周期之比是1:2D．a、b两物体的向心加速度之比是2:14、如图所示的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B两个小球平抛运动时间之比为（）A．1：1B．4：3C．16：9D．9：165、如图所示，某工人利用定滑轮和轻质细绳将货物提升到高处。已知该工人拉着绳的一端从滑轮的正下方h处，水平向右匀速运动，速度大小恒为v，直至轻绳与竖直方向夹角为600。若货物质量为m，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦阻力均不计，则该过程(　　)A．货物也是匀速上升B．末时刻货物的速度大小为0.5vC．货物重力势能减少mghD．工人拉绳做的功等于mv2+mgh6、如图所示，木块B上面是水平的，木块A置于B上并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中(　　)A．A所受的合外力对A不做功B．A对B的摩擦力做正功C．A对B的合力不做功D．B对A的弹力做负功7、A和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，mA＝2mB，轨道半径RB＝2RA，则B与A的(　　)A．加速度之比为4∶1B．周期之比为2∶1C．线速度之比为1∶D．角速度之比为1∶28、如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（）A．固定位置A到B点的竖直高度可能为2.2RB．滑块返回左侧所能达到的最大高度可能低于出发点AC．滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关D．传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多9、我国在轨运行的气象卫星有两类，如图所示，一类是极地轨道卫星--风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h；另一类是地球同步轨道卫星--风云2号，运行周期为24h．下列说法正确的是）（　　）A．风云1号的线速度大于风云2号的线速度B．风云1号的线速度小于风云2号的线速度C．风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速D．风云1号、风云2号相对地面圴静止10、在地球表面上，除了两极，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是A．该物体在a、b两地所受合力都指向地心B．该物体在a、b两地时角速度一样大C．该物体在b地时线速度较大D．该物体在b地时的向心加速度较小二、实验题11、（4分）如图所示为某物理实验小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，（说明：实验中橡皮筋型号相同）（1）除了实验所需的导线、复写纸、纸带，你认为还需要的实验器材有____________A．交流电源B．毫米刻度尺C．干电池D．托盘天平（2）关于橡皮筋做功，下列说法正确的是________________．A．橡皮筋做功的具体值可以直接测量B．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功C．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加D．若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功也增加为原来的2倍（3）①实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、……合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为，……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．纸带上每隔打一个点．直接根据第4次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为_____________．（结果保留两位有效数字）②若根据多次测量数据画出的草图如图所示，根据图线形状，可知对与的关系作出的猜想肯定不正确的是________________A．B．C．D．12、（10分）利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置．(1)在验证机械能守恒定律的试验中，没有必要进行的操作是_______A．用天平测重物的质量B．用秒表测重物下落的时间C．用打点计时器记录重物下落的信息D．用纸带记录测量重物下落的高度(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，A、B、C为纸带中选取的三个计数点，每两个计数点之间还有4个点未画出，则打点计时器在打下计数点B时，物体的下落速度为vB=_______m/s．（小数点后保留两位有效数字）(3)由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量（选填“<”,“>”或“=”）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）如图所示，一质量为m=1kg的物块从光滑斜面顶端的A点由静止开始下滑，A点到水平地面BC的高度H=2m，通过水平地面BC（BC=2m）后滑上半径为R=1m的光滑1/4圆弧面CD，上升到D点正上方0.6m（图中未画出最高点）后又再落下．（设各轨道连接处均平滑且物块经过时无能量损失，g取10m/s2）．求：（1）物块第一次到达B点时的速度vB；（2）物块第一次从B到C克服阻力所做的功；（3）物块最终停在距B点右侧多远处？14、（14分）如图所示，光滑的水平面上静止一个足够长的木板，质量为M=4kg木板的左端放一个质量为m=0.9kg的小木块（可看成质点）木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2.距木板右端S=0.81m处固定一个竖直弹性挡板，木板与挡板碰撞时没有能量损失。一颗质量为m0=100g的子弹以速度v0=50m/s水平击中木块且留在其中。求∶(1)子弹击中木块瞬间，木块的速度；(2)木板与挡板碰撞时木块的速度大小；(3)最终木板的速度大小和方向；(3)木块相对木板滑行的最大位移（结果保留1位有效数字）。15、（13分）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力与小球在最高点的速度大小之间的关系图像如图乙所示，m、a、b、c已知.求:(1)当地的重力加速度；(2)轻质绳长度；(3)当v2＝c时，轻质绳的拉力大小？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、D【解析】线速度为故D正确，ABC错误。故选D。2、B【解析】A项：以地面为零势能面，海平面低于地面h，所以物体在海平面上时的重力势能为-mgh，故A错误；B、C项：整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为，所以物体在海平面时的机械能也为，故B正确，C错误；D项：由动能定理w=Ek2-Ek1，有，故D错误．点晴：此题应用了动能定理解决重力势能的变化与重力做功的关系，动能定理揭示了外力对物体所做总功与物体动能变化之间的关系，它描述了力在空间的积累效果，力做正功，物体的动能增加，力做负功，动能减少．动能定理解决的问题不受运动形式和受力情况的限制．还有就是重力势能的变化与零势能面的选取无关．3、D【解析】AB．由于ab两物体属同轴转动的，所以角速度相等，由图可知，a的转动半径为b的两倍，由公式可知，线速度不相等，故AB错误；C．由于两物体的角速度相等，由公式可知，两物体的周期相等，故C错误；D．由公式可知，a的转动半径为b的两倍，所以a、b两物体的向心加速度之比是2:1，故D正确．4、D【解析】小球落在斜面上时，位移和水平方向的夹角等于斜面的倾角，则：所以时间t：，则A、B两个小球平抛运动时间之比：，A．，而并非1：1，A错误；B．，而并非4：5，B错误；C．，而并非16：9，C错误；D．，D正确。5、D【解析】A、由题意可知，将人的速度沿绳子和垂直于绳方向分解，如图所示，沿绳的速度大小等于货物上升的速度大小，即，随人向右运动逐渐变大，变大，所以货物运动的速度要变大，故选项A错误；B、末时刻货物的速度大小为，故选项B错误；C、货物上升，所以货物重力势能增加，故选项C错误；D、根据能量关系可知，工人拉绳做的功等于货物动能和重力势能的增量之和，即工人拉绳做的功等于，故选项D正确。6、CD【解析】A、木块向下加速运动，故动能增加，由动能定理可以知道，木块A所受合外力对A做正功，故A错误；BD、AB整体具有沿斜面向下的加速度，设为a，将a正交分解为竖直方向分量a1，水平分量a2，如图所示，因为具有水平分量a2，故必受水平向左摩擦力f，A受力如图所示，B对A的弹力做做负功，B对A的摩擦力做正功；A对B的摩擦力水平向右，A对B的摩擦力做负功，故B错误，D正确；C、由牛顿第二定律得:竖直方向上：，水平方向上：，假设斜面与水平方向的夹角为，摩擦力与弹力的合力与水平方向夹角为，由几何关系得：，，，联立得：，即，所以B对A的作用力与斜面垂直，所以B对A的合力不做功，由牛顿第三定律得，A对B的作用力垂直斜面向下，所以A对B也不做功，故C正确；故选CD．【点睛】分析两物体的受力及运动，由功的公式可分析各力对物体是否做功；注意两物体沿斜面向下加速运动，将加速度分解，分别对水平和竖直方向进行分析即可明确弹力和摩擦力做功情况．7、BCD【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，根据．有ω＝，，a＝ω2r．根据开普勒第三定律，知＝＝，故B选项正确．又因为ω＝，＝＝，所以D选项正确．由知，＝＝，所以C选项正确．由a＝ω2r知，＝＝，所以A选项错误．8、BCD【解析】若滑块恰能通过C点时有：；由A到C，根据动能定理知 ；联立解得：hAC=0.5R；则AB间竖直高度最小为hAB=2R+hAC=2.5R，所以A到B点的竖直高度不可能为2.2R，故A错误；若滑块滑上传送带时的速度大于传送带的速度，则物块向右滑上传送带做减速运动，速度减到零后反向加速，到达与传送带共速时匀速运动回到D点，此时滑块的速度小于刚滑上传送带时的速度，则滑块再滑到左侧时的最大高度低于出发点A，选项B正确；设滑块在传送带上滑行的最远距离为x，由动能定理有：，知x与传送带速度无关，故C正确；滑块与传送带摩擦产生的热量为Q=μmg△x，传送带速度越大，相对路程越大，产生热量越多，故D正确。9、AC【解析】根据万有引力提供向心力：，解得：，可知风云1号的线速度大于风云2号的线速度，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，风云一号的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，故C正确；风云2号是同步卫星，相对地面静止，而风云1号不是同步卫星，相对地面是运动的，故D错误．所以AC正确，BD错误．10、BC【解析】A．物体a、b绕地轴转动，向心力的方向指向地轴，则合力的方向指向地轴，故A错误；BCD．a、b两点的角速度相等，根据v=rω知，b的半径大，则b的线速度大，根据a=rω2知b的向心加速度大，故BC正确，D错误。故选BC。二、实验题11、ABCAB【解析】（1）本实验需要打点计时器所以需要交流电源；处理纸带时需要测量间距需要毫米刻度尺，不需要干电池，本实验不需要测量小车的质量，所以不需要天平，AB正确CD错误．（2）A.每根橡皮筋做功的具体值无法直接测量，A错误．B.当橡皮筋恢复原长，下车匀速后，橡皮筋不再对小车做功，B错误．C.本实验不需知道每根橡皮筋对小车做功，只需每次保证橡皮筋相同，且从相同位置释放小车，然后成倍的增加橡皮筋的条数，即可成倍的增加对小车做的功，C正确．D.根据可知，伸长量变为2倍，橡皮筋的势能即对外做功变为原来的4倍，D错误．（3）①取匀速阶段计算速度：②根据数学知识可知，与的函数图像均与题中图像相似，而与函数图像与题中图像明显不同，AB正确CD错误．12、AB1.96>【解析】（1）A、因为我们是比较mgh与的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故A正确；BC、打点计时器已记录物体运动的时间，所以不需要用秒表记录时间，故B是不需要的，C是需要的．故B正确，C错误；D、实验中需要使用纸带记录物体下降的高度．故D是需要的．故D错误．故选AB；（2）每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，B点的瞬时速度等于AC之间的平均速度，即打点计时器在打下计数点B时，物体的下落速度为；（3）由于该实验中存在阻力做功，重力势能的减小转化为物体的动能与内能，所以实验测得的重物的重力势能的减少量大于动能的增加量．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、（1）（2）4J（3）B点右侧2m处【解析】（1）由A到B过程，物块的机械能守恒解得：；（2）对从A点第一次运动到最高点的过程，列动能定理，设BC段阻力所做的功为，有：解得：，即克服阻力做功为；（3）由第（2）问知，物块每次经过BC段机械能损失，原有总机械能为：，可知物块经过BC段5次后停在C点，即B点右侧处．14、(1)5m/s；(2)1.4m/s；(3)-0.44m/s，方向向左；(4)6m【解析】(1)设子弹击中木块后与木块的共同速度为v1取向右为正方向，由动量守恒定律知代入数据得v1=5m/s(2)子弹击中木块以后与木块一起向右减速，同时木板向右加速运动，设经过时间t后恰达到共同速度v，由动量守值定律（m0+m）v1=(m0+m+M）v代入数据得v=1m/s对木板，由牛顿第二定律由运动学公式得则木板在t时间内向右运动的位移由于x>S，可知木板在与木块达到共同速度之前就已经和弹性板相撞设木板与弹性挡板相撞前速度为v3，木块的速度为v2对木板，运动学公式得v3=0.9m/s由动量守值定律（m0+m）v1=(m0+m）v2+Mv3代入上式得v2=1.4m/s(3)碰后木板的动量向左，大小为p=Mv3=3.6kgm/s木块的动量向右，大小为p′=(m0+m）v2=1.4kgm/s因此，木块与板相对滑动后，最终一起向左以共同速度v′做匀速直线运动。由动量守恒定律知（m0+m）v2-Mv3=(m0+m+M）v′代入数据得v′=-0.44m/s方向向左(4)设木块相对木板滑行的最大位移为L，由木块与木板相对滑动全过程中能量守恒知∶得L=6m15、(1)(2)(3)【解析】解：最高点由牛顿第二定律得：则（1）对应图象有：得（2）对应图象有：得：（3）当时，