【物理】山西省阳泉市2024~2025学年高一下学期期末教学质量监测试题（解析版）

这是一份【物理】山西省阳泉市2024~2025学年高一下学期期末教学质量监测试题（解析版），共14页。
1、本试卷分为第1卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第1卷1至4页，第ⅡI卷4至6页。
2、答题前，考生务必将条形码粘贴在答题卡规定位置上，并认真核对条形码的信息与考生本人信息是否一致，并将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
3、全部答案在答题卡上完成，严格按照答题卡填涂要求作答，在本试卷上答题无效。
4、本试题满分100分，考试时间60分钟。考试结束后，将答题卡交回
第Ⅰ卷（选择题，共60分）
一、单选题：本题包含8小题，每小题6分，共48分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应的位置。
1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（ ）
A. 速率B. 速度
C. 加速度D. 合外力
【答案】B
【解析】A．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误；
B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确；
CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。
故选B。
2. 人类文明的进程离不开科学家们的不断探索，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了地球的质量
B. 卡文迪什用实验测出了万有引力常量G的数值
C. 伽利略通过望远镜观察天象以及深入研究第谷数据提出行星运动三大定律
D. 第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆
【答案】B
【解析】A．牛顿发现了万有引力定律，但测出地球质量的是卡文迪什，故A错误；
B．卡文迪什通过扭秤实验测定了万有引力常量G的数值，故B正确；
C．开普勒通过望远镜观察天象以及深入研究第谷的数据提出行星运动三大定律，故C错误；
D．开普勒通过第谷积累了观测数据，提出了行星绕太阳的运动轨迹是椭圆，故D错误。
故选B。
3. 在G20峰会“最忆是杭州”的文化文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为、，线速度大小分别为、，则（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】可以把A、B两点看成是同轴转动的两个质点，则，由得，故D选项正确．
故选D
点睛：同轴角速度相等，同皮带线速度相等，然后借助于 求解．
4. 端午假期小明全家外出游玩时在码头乘游船渡河，设河宽为d=120m，河水流速v1=3m/s，船在静水中速度v2=4m/s，关于船的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小船合运动的速度大小一定是5m/s
B. 小船渡河的最短时间为24s
C. 小船若以最短时间渡河，则其实际运动轨迹与河岸垂直
D. 若仅增大河水流动的速度，则船渡河的最短时间不变
【答案】D
【解析】A．只有当船头始终垂直于河岸时小船合运动的速度大小才为5m/s，故A错误；
BD．当船头始终垂直于河岸时，小船渡河的时间最短，最短时间为
且最短时间与河水流动的速度无关，若仅增大河水流动的速度，则船渡河的最短时间不变。故B错误，D正确；
C．小船若以最短时间渡河，其实际运动轨迹与河岸的夹角为，故C错误。
故选D。
5. 不同轨道卫星相关参量的比较如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则下列说法正确的是（ ）
A. b、c周期相等，且大于a的周期
B. b、c的向心加速度大小相等，且b、c的向心力大小也相等
C. b、c线速度大小相等，且大于a的线速度
D. 因c的质量最大，所以发射c最不容易，但三个的发射速度都必定大于11.2km/s
【答案】A
【解析】A．设人造地球卫星围绕地球做圆周运动的周期为，根据万有引力提供向心力可得
解得
由于三颗人造卫星的轨道半径满足，所以b、c的周期大小相等，且大于a的周期，故A正确；
B．设人造地球卫星围绕地球做圆周运动的向心加速度为，根据万有引力提供向心力可得
解得
可知b、c的向心加速度大小相等，但由于b、c的质量不相等，所以b、c的向心力大小不相等，故B错误；
C．设人造地球卫星围绕地球做圆周运动的线速度为，根据万有引力提供向心力可得
解得
可知b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故C错误；
D．因c的质量最大，所以发射c最不容易，但三个的发射速度都必定大于7.9km/s，且小于11.2km/s，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，轻弹簧的下端固定在地面上，将小球放在弹簧顶端（球与弹簧不连接）。用竖直向下的力F压缩弹簧，然后突然撤去力F，小球被竖直弹起且脱离弹簧后继续向上运动到最高点。小球在撤去力上升到最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球刚脱离弹簧时动能最大
B. 小球和弹簧组成的系统机械能一直增大
C. 小球脱离弹簧前机械能增大，脱离弹簧后机械能守恒
D. 小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直在不断增大
【答案】C
【解析】A．小球动能最大时，速度最大，加速度为零，此时弹力等于重力，即弹簧处于压缩状态，而小球刚脱离弹簧时，弹簧在原长，则小球刚脱离弹簧时动能不是最大，选项A错误；
B．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选项B错误；
C．因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球脱离弹簧前，因弹簧的弹性势能减小，则小球的机械能增大；脱离弹簧后，只有重力做功，则机械能守恒，选项C正确；
D．因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球的动能先增加后减小，则小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大，选项D错误。
故选C。
7. “歼-20”是中国自主研制的双发重型隐形战斗机，该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。在某次起飞中，质量为m的“歼-20”以恒定的功率P起动，其起飞过程的速度随时间变化图像如图所示，经时间t0飞机的速度达到最大值为vm时，刚好起飞。关于起飞过程，下列说法正确的是（ ）
A. 飞机所受合力不变，速度增加越来越慢
B. 飞机所受合力增大，速度增加越来越快
C. 该过程克服阻力所做的功为
D. 平均速度
【答案】C
【解析】AB．根据图像可知，图像的斜率为加速度，所以起飞中，斜率越来越小，加速度越来越小，速度增加越来越慢，根据牛顿第二定律
加速度减小，合外力减小，故AB错误；
C．根据动能定理可知
解得
故C正确；
D．因为不匀变速运动，所以平均速度不等于，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能
B. 运动员获得的动能为
C. 运动员克服摩擦力做功为
D. 下滑过程中系统减少的机械能为
【答案】D
【解析】A．由牛顿第二定律可得
解得
因为有阻力，所以运动员下滑过程中机械能不守恒，减少的重力势能转化为动能和热能，故A错误；
B．由动能定理可得
故B错误；
CD．由A项分析可知，所以
运动员克服摩擦力做功为，机械能减少，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题：本题包含2小题，每小题6分，共12分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应的位置。
9. 中国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的MaxiJ是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，距离地球约10000光年。如图所示，若黑洞和恒星在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动，黑洞的质量为，恒星的质量为，黑洞的线速度为，恒星的线速度为，它们中心之间的距离为L、引力常量为G，则（ ）
A. 黑洞的轨道半径为
B. 黑洞和恒星的运行周期为
C. 黑洞和恒星的线速度之比为
D. 黑洞和恒星的动能之比为
【答案】AD
【解析】A．黑洞和恒星在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动，它们运动的角速度、周期相等，由
得
又
解得
所以A正确；
B．由万有引力提供向心力得
解得
所以B错误；
C．黑洞和恒星的线速度之比为
所以C错误；
D．黑洞和恒星的动能之比为
所以D正确。
故选AD。
10. 人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A上升高度h后到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ。已知重力加速度为g，则（ ）
A. 此时物体A的速度为
B. 此过程中物体A处于超重状态
C. 该过程中绳对物体A做的功为
D. 该过程中绳对物体A做的功为
【答案】BC
【解析】A．将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度
此时物体A的速度为，故A错误；
B．物体A上升过程中变大，也变大，物体A向上加速处于超重状态，故B正确；
CD．在A上升的过程中根据动能定理
该过程中绳对物体A做的功，故C正确D错误。
故选BC 。
三、实验题：本题包含1小题，共12分。请将正确答案填在答题卡中相应的位置，或按要求作答。
11. 某实验小组完成“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是______（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）；
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化了______，动能变化了______（用已知物理量和测得物理量的符号表示）
（3）完成上述实验后，实验小组又用如图的装置探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系时，主要实验步骤如下：
①测出滑块（包括遮光片）的质量m以及遮光片的宽度d；
②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧；
③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；
④释放滑块，记录滑块通过光电门的遮光时间Δt，算出滑块的速度；
⑤重复步骤③④，测出多组v与x的值。
回答下列问题：（用已知和测得物理量的符号表示）
（1）滑块通过光电门时的速度v=_____；
（2）弹簧的弹性势能Ep=_____。
（3）处理数据发现v与x成正比，则弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系满足______。
A、 B、 C、 D、
【答案】（1）丙 （2）
（3） C
【解析】
【小问1解析】
在“验证机械能守恒定律”实验中，为了减小实验误差，释放纸带前，重锤应靠近打点计时器，手应提着纸带的上端且使纸带竖直，这样能保证纸带在下落过程中受到较小的阻力。所以观察甲、乙、丙、丁四幅图，只有丙图符合上述要求，即重锤和手的位置合理的是丙图。
【小问2解析】
从打O点到打B点的过程中，重物高度下降了hB，根据重力势能的变化公式可知，重物的重力势能变化了
根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得B点的瞬时速度为
所以从打O点到打B点的过程中动能变化了
【小问3解析】
根据光电门测速原理可知，滑块通过光电门时的速度为
当释放被弹簧压缩的滑块后，弹簧的弹性势能会全部转化为滑块的动能。根据能量守恒得弹簧的弹性势能为
已知v与x成正比，而由（2）可知弹性势能与速度的平方成正比，所以弹性势能Ep与形变量x的平方成正比。
故选C。
四、计算题：本题包含3小题，共28分。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，答案中必须写出数值和单位。
12. 课外活动时间物理科代表薇薇同学组织同学们研究平抛运动的规律，她将一个物体以的速度从高处水平抛出，那么：
（1）该物体从抛出到落地在空中运动的时间是？
（2）该物体从抛出到落地在水平方向上发生的位移？
（3）落地瞬间重力的瞬时功率。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据位移时间关系公式，有
解得
【小问2解析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，从抛出到落地的水平位移
解得
【小问3解析】
落地瞬间竖直方向上的分速度
落地瞬间重力的功率
联立解得
13. 宇航员到了某星球表面后做了如下实验：如图所示，用长为L的细线悬挂一质量为m的小球在水平面内做圆锥摆运动，小球以周期T匀速转动时，细线与竖直方向夹角为。已知星球的半径为R，万有引力常量为G，忽略星球自转，求：
（1）细线上拉力的大小；
（2）该星球表面重力加速度的大小；
（3）该星球的密度。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】【小问1解析】
小球做圆周运动
半径
解得细线上拉力
【小问2解析】
竖直方向
解得星球表面重力加速度
小问3解析】
设星球的质量为，则，
联立解得星球的密度
14. AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径，O为圆心，OA与竖直方向OB的夹角。BC是长度的水平传送带，正以的速度顺时针匀速转动，AB与BC平滑衔接。质量的小物块从A处由静止下滑，已知物块与传送带间的动摩擦因数为，取。
（1）求物块到达B点时受圆弧轨道的弹力；
（2）从B到C，物块与传送带间产生的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由机械能守恒可得
设物块在B点所受弹力N，由牛顿第二定律
代入数据联立解得
（2）因为
所以物体滑上传送带后开始做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得其加速度大小为
根据运动学公式可知物体与传送带共速所需时间
t时间内物体的位移为
t时间内传送带位移为
物体和传送带共速后摩擦力突变为零，所以物体与传送带间产生的热量