陕西省宝鸡市渭滨区2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试卷（解析版）

这是一份陕西省宝鸡市渭滨区2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了选择题，填空与实验题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1. 如图所示是物体做斜抛运动的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是（不计空气阻力）（ ）
A. 物体在C点速度为零
B. 物体在A点速度与物体在B点速度相同
C. 物体在A点、B点的水平速度均大于物体在C点的速度
D. 物体在A、B、C各点的加速度都相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．将物体的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，C点的竖直速度为零，水平速度不是零，从C到B物体做的是平抛运动，故C点的速度不为零，故A错误
B．任何曲线运动的瞬时速度方向都是沿着曲线在该点切线方向，可知，A点的速度斜向上，B的速度斜向下，方向不同，故B错误；
C．因物体在水平方向不受外力，水平初速度不变；故物体在A点、B点的水平分速度均等于物体在C点的速度，故C错误；
D．物体只受重力，故加速度等于重力加速度g，所以物体在A、B、C各点的加速度都相同，故D正确；
故选D。
2. 一个物体以初速度水平抛出，经过一段时间t后其速度方向与水平方向夹角为60°，若重力加速度为g，则t为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】物体做平抛运动，根据速度分解有
解得
故选D。
3. 如图，小明在游乐园乘坐摩天轮。已知摩天轮在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动。当小明从最低点a处转动到水平位置d处的过程中，小明（ ）
A. 对座舱的压力大小不变
B. 所受合外力的大小逐渐变大
C. 在水平方向的受力大小逐渐变大
D. 在水平方向的受力大小保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】小明的受力分析如图所示，其中Fx为水平方向的受力，Fy为竖直方向的受力，Fx与Fy的合力提供向心力F，其中Fy是小明的重力mg和座舱对其支持力FN的合力，即
当小明从a到d的运动过程中，F大小不变，即小明所受合外力的大小不变，但方向逐渐趋于水平，由此可知Fy逐渐减小，Fx逐渐增大，则FN逐渐减小，根据牛顿第三定律可知小明对座舱的压力逐渐减小。
故选C。
4. 一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则n等于（ ）
A. 1B. 2C. 3D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】质点做匀速圆周运动，根据题意设周期
合外力等于向心力，根据
联立可得
其中为常数，的指数为3，故题中
故选C。
5. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的半径为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在地球两极
在赤道上
解得
故选A。
6. 如图所示为某种太阳能无人驾驶试验汽车，汽车上安装有太阳能电池板、蓄能电池和电动机。在某次启动中，汽车以恒定的功率P起动，所受阻力与速度成正比，比例系数为k，经时间t汽车的速度达到最大值，这个过程下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的合外力不变B. 汽车的牵引力增大
C. 汽车达到的最大速度为D. 汽车合外力的功等于Pt
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．由
可知随着速度增大，牵引力减小，阻力增大，合外力变小，故AB错误；
C．当汽车达到最大速度时，有
解得
故C正确；
D．合外力做的功等于电动机做的功Pt减阻力做的功，所以小于Pt，故D错误。
故选C。
7. 一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（ ）
A. 机械能一直增加B. 加速度保持不变C. 速度大小保持不变D. 被推出后瞬间动能最大
【答案】B
【解析】
【详解】A．铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误；
B．铅球的加速度恒为重力加速度保持不变，B正确；
CD．铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。
故选B。
【点睛】
8. 竖直放置的轻弹簧下端连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示。则迅速放手后直至小球运动到最低点过程（不计空气阻力）（ ）
A. 放手瞬间小球的加速度等于重力加速度
B. 弹簧的弹力一直增大
C. 小球与弹簧以及地球组成的系统机械能守恒
D. 小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．开始弹簧处于压缩状态，弹簧弹力方向向下，放手瞬间小球受到的合外力大于其重力，根据牛顿第二定律可知放手瞬间小球的加速度大于重力加速度，故A错误；
B．开始弹簧处于压缩状态，放手后小球向下运动过程中，弹簧的弹力先减小后增大，故B错误；
C．小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，所以小球与弹簧以及地球组成的系统机械能守恒，故C正确；
D．根据机械能守恒定律可得：小球动能与弹簧弹性势能与小球的重力势能之和不变，小球向下运动过程中，小球的重力势能减小，则小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大，故D错误。
故选C。
9. 一条船要在最短时间内渡过宽为100m的河，已知河水的流速与船离河岸的距离x变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是（ ）
A. 船渡河的最短时间是20sB. 船运动的轨迹可能是直线
C. 船运动到河宽一半用时10sD. 船在河水中的最大速度是5m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当船渡河时间最短时船头指向正对岸，则船渡河的最短时间是
选项A正确；
B．因为沿水流方向船先做加速运动后做减速运动，垂直河岸方向做匀速运动，可知合运动不是直线运动，即船运动的轨迹不可能是直线，选项B错误；
C．船渡河时间与水流速度无关，则船运动到河宽一半用时
选项C正确；
D．当船运动到河中心时速度最大，则船在河水中的最大速度是
选项D错误。
故选AC。
10. 如图所示，下列的四幅图分别表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 图a，长为l的细绳拉着小球在竖直面上做完整圆周运动通过最低点的速度可以为
B. 图b，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
C. 图，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘有侧向挤压作用
D. 图d，是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥摆的高度h不变，则圆锥摆的角速度保持不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在最高点的速度最小时，重力恰好提供向心力
由最高点到最低点过程，根据动能定理
可知，最低点的最小速度
故A错误；
B．汽车通过拱桥的最高点时，有竖直向下的加速度，处于失重状态，故B正确；
C．火车转弯超过规定速度行驶时，需要的向心力大于重力和支持力的合力，则外轨对轮缘有侧向挤压作用，故C错误；
D．根据牛顿第二定律
根据几何关系
整理得
保持圆锥摆的高度h不变，则圆锥摆的角速度保持不变，故D正确。
故选BD。
11. 航天事业改变着人类的生活，它给人们带来了先进技术和无穷资源，成为推动社会发展的强大动力。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ。在运动过程中卫星质量不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在B点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要点火减速
B. 卫星在轨道Ⅰ上动能大于在轨道Ⅲ上的动能
C. 卫星在轨道Ⅱ上从A运动到B阶段，速率逐渐变小
D. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为、、，则
【答案】BC
【解析】
【详解】A．卫星在B点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要点火加速做离心运动，故A错误；
B．由动能的定义式和万有引力提供向心力得线速度
可知卫星在轨道Ⅰ上的速率大于在轨道Ⅲ上的速率，卫星在轨道Ⅰ上的动能大于在轨道Ⅲ上的动能，故B正确；
C．根据开普勒第二定律可知，近地点速率大于远地点速率，卫星在轨道Ⅱ上从A运动到B时速率减小，故C正确；
D．根据开普勒第三定律，轨道半长轴越大周期越大，可知卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行周期满足
故D错误。
故选BC。
12. 现有一均匀变小的力F拉着物体在粗糙水平地面从静止开始滑动，物体质量，物体与地面间的动摩擦因数，F随物体位移x的变化如图所示，当物体位移为3m时停止运动。g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体动能的最大值为2.25J
B
C. 物体在2.5m时的速度最大
D. 物体速度的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【详解】B．物体所受摩擦力为
在0~3m内，根据动能定理有
此过程拉力做功
其中
，
解得
，
故B正确；
C．结合上述，根据图像可知，物体先向右做加速度减小得加速运动，后做加速度增大的减速运动，当拉力大小等于摩擦力时，加速度为0，速度达到最大值，则有
解得
故C错误；
AD．结合上述可知，当物体在x2=1.5m时的速度最大，根据动能定理有
其中
解得
，
故AD正确。
故选ABD。
二、填空与实验题（每空或每问2分，计18分）
13. （1）发现万有引力定律的科学家是______；首次测出引力常量的科学家是______。
（2）第一宇宙速度大小是______，是______发射速度，也是______环绕速度（填“最大的”、“最小的”）。
（3）狭义相对论的两个基本假设，一是狭义相对性原理，另一个是______原理。
【答案】 ①. 牛顿 ②. 卡文迪许 ③. 7.9km/s ④. 最小的 ⑤. 最大的 ⑥. 光速不变
【解析】
【详解】[1][2]发现万有引力定律科学家是牛顿；首次测出引力常量的科学家是卡文迪许。
[3][4][5]第一宇宙速度大小是7.9km/s，是最小的发射速度，也是最大的环绕速度；
[6]狭义相对论的两个基本假设，一是狭义相对性原理，另一个是光速不变原理。
14. 小华用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别为mA和mB（mB>mA），挡光片的宽度为d，重力加速度为g。按下列实验步骤操作。
①按图甲装配好定滑轮和光电门
②A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
③测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
④先接通光电门的电源，后释放B
⑤记录挡光片经过光电门的时间
（1）挡光片通过光电门时的速度为_________（用题中的物理量表示）。
（2）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为_______（用题中的物理量表示）。
（3）小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图乙所示，测得图线的斜率为k，则_________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]挡光片通过光电门时的速度为
（2）[2]如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为
即
（3）[3]由题可知
即
解得
三、综合题（共3小题，第16题10分，第17题10分，第18题10分，共计30分）。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数字计算的题要写出明确的数值和单位。只有最后结果的计零分）
15. 从离地高125m处水平抛出一个物体，3s末物体的速度大小为50m/s，g取。求：
（1）物体在空中运动的时间；
（2）物体落地时的水平位移。
【答案】（1）5s；（2）200m
【解析】
【详解】（1）水平抛出一个物体，做平抛运动，由竖直方向，解得物体在空中运动的时间
（2）3s末物体竖直方向的速度大小为
由3s末物体的速度大小为
解得物体水平方向的速度大小为
则物体落地时水平位移为
16. 如图所示，一半径为的半圆形轨道竖直固定在水平面上，轨道两端等高，质量为的小球自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力大小为，重力加速度。求：
（1）小球滑到最低点Q时的速度大小；
（2）小球自端点P滑到最低点Q的过程中，阻力所做的功。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在最低点时由牛顿第二定律可知
解得
（2）小球自端点P滑到最低点Q的过程中，阻力所做的功
17. 下图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车（可视为质点）在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C，已知重力加速度为g，求：
(1)A点距水平面的高度h；
(2)运动到B点时小车对轨道压力的大小。
【答案】(1)2.5R；(2)6mg
【解析】
【详解】(1)小车恰能通过最高点C，则有
解得
由A运动到C，根据机械能守恒定律得：
mgh＝mg·2R＋mvC2
解得
h＝2.5R
(2)由A运动到B，根据机械能守恒定律得：
mgh＝mvB2
解得
vB＝
小车在B点，由牛顿第二定律得
解得
FN＝6mg
由牛顿第三定律可知，运动到B点时小车对轨道的压力大小为6mg。