辽宁省丹东市2024-2025学年高一下学期期末教学质量监测物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省丹东市2024-2025学年高一下学期期末教学质量监测物理试卷（解析版），共15页。
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．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1. 一小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。关于小球的受力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球受到重力和离心力
B. 小球受到重力、支持力和向心力
C. 小球的向心力是由支持力提供的
D. 小球的向心力是由重力和支持力的合力提供的
【答案】D
【解析】由于漏斗壁光滑，所以小球受到重力和支持力作用，向心力只是效果力，小球的向心力是由重力和支持力的合力提供。
故选D。
2. 如图所示，在绝缘水平面上静置两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B（A、B均可视为质点），它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体A受到的摩擦力（ ）（重力加速度为g）
A. 大小为μmg，方向水平向左
B. 大小为0
C. 大小为，方向水平向右
D. 大小为，方向水平向左
【答案】C
【解析】对A进行受力分析，水平方向受到的摩擦力与B的库仑力平衡，有
方向水平向右。
故选C。
3. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。汽车以一定速度通过凹形桥的最低点时（ ）
A. 对桥面的压力等于汽车自身的重力
B. 对桥面的压力大于汽车自身的重力
C. 对桥面的压力大于桥面对汽车的支持力
D. 速度越大，轮胎承受压力越小
【答案】B
【解析】AB．汽车以一定速度通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律
可得汽车的加速度向上，此时桥面对汽车的支持力大于重力，即汽车对桥面的压力大于汽车自身的重力，故A错误，B正确；
C．桥面对汽车的支持力和汽车对桥面的压力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反，故C错误；
D．根据牛顿第二定律
可得速度越大，桥面对汽车的支持力越大，即汽车对桥面的压力越大，轮胎承受压力越大，故D错误。
故选B。
4. 排球运动员进行垫球训练，排球以的速度竖直向下落在运动员的小臂上，然后以的速度竖直向上垫起。已知排球的质量为，排球与手臂的作用时间为。不计空气阻力，取，下列说法正确的是（ ）
A. 排球速度变化量的大小为
B. 排球受到手臂的冲量大小为
C. 排球动量变化量的大小为
D. 排球对手臂的平均作用力大小为
【答案】C
【解析】A．根据题意可知，速度变化量的大小为，故A错误；
C．排球动量变化量的大小为，故C正确；
BD．根据题意，设排球对手臂的平均作用力大小为，由动量定理有
解得
根据牛顿第三定律可得手对排球的作用力大小为
则排球受到手臂的冲量大小为，故BD错误。
故选C。
5. 现代物理学推测，电场力和万有引力同源，它们的性质非常相似。氢（）原子示意图如图所示，电子仅在库仑力的作用下绕着质子转动，其中一条轨道为椭圆，由此可知（ ）
A. 质子处在椭圆的几何中心
B. 电子距离质子越远，速度越大
C. 相同时间内电子、质子连线扫过的面积相等
D. 电子绕质子从a点运动到b点的过程中库仑力不做功
【答案】C
【解析】A．电子在库仑力的作用下绕着质子转动，可以类比行星绕太阳的运动，质子处在椭圆的一个焦点，不是几何中心，故A错误；
BC．根据开普勒第二定律，相同时间内电子、质子连线扫过的面积相等，电子距离质子越远，速度越小，故B错误，C正确；
D．根据开普勒第二定律，电子在a点速度小于b点，故电子从a点运动到b点动能增大，根据动能定理，可知电子绕质子从a点运动到b点的过程中库仑力做正功，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，汽车先在水平路面匀速行驶，再驶上一段平直坡路。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等，且维持汽车的输出功率不变，则以下描述汽车驶上上坡路后，速率随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】汽车在水平路面匀速行驶，有
汽车驶上上坡路后，阻力大小不变，但是汽车受重力沿斜面的分量向下，故此时的牵引力小于，根据牛顿第二定律可得，汽车的加速度沿斜面向下，汽车做减速运动，汽车的输出功率不变，根据
可得汽车的牵引力增大，根据牛顿第二定律
可得汽车的加速度大小在变小，图像的斜率绝对值变小，当加速度为0时，汽车做匀速直线运动。
故选A。
7. 如图，光滑水平面AB与竖直面内光滑半圆形轨道BC在B点相切，轨道半径为r，圆心为O，O、A间距离为2.5r。原长为2r的轻质弹簧一端固定于O点，另一端连接一物块。物块在A点左侧释放后，沿水平面和半圆形轨道依次经过A、B、C三点，动能分别为、、，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】轻质弹簧原长为2r，故弹簧在A点的形变量为0.5r，弹性势能为
在B点的形变量为r，弹性势能为
从A点到B点，弹簧的弹性势能增加，可知弹簧对物块做负功，根据动能定理
可知物块的动能减小，即
从B点到C点，弹簧的形变量相同，弹性势能不变，根据系统机械能守恒
可知
综上
故选B。
8. 如图所示，在O点固定放置一正点电荷，a、b两点位于以O点为圆心的同一圆周上，O、b、c、d四点位于同一直线上。下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点的电场强度不同
B. a、b两点的电场强度相同
C. 一负点电荷从b点静止释放，仅在静电力作用下速度
D. 一负点电荷从b点静止释放，仅在静电力作用下加速度
【答案】AD
【解析】AB．根据点电荷场强公式可知，a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A正确，B错误；
C．一负点电荷从b点静止释放，由于场源点电荷带正电，所以负点电荷受到库仑引力作用，从b点向O点做加速运动，则有，故C错误；
D．根据库仑定律和牛顿第二定律可得
则有，故D正确。
故选AD。
9. 截至2024年7月，我国在轨卫星的数量已超过900颗，这些卫星服务于通信、导航、遥感、气象、科学研究等多个领域。现有一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，近地点到地心距离为a，远地点到地心距离为b，周期为T。已知引力常量为G，地球为质量均匀的球体，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为
B. 卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为
C. 根据已知条件，可估算地球的质量为
D. 根据已知条件，可估算地球的密度为
【答案】AC
【解析】AB．设地球的质量为，根据牛顿第二定律可得
可得卫星加速度大小为
则卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为，故A正确，B错误；
CD．设有一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径等于题干卫星椭圆轨道半长轴，即
根据开普勒第三定律可知，圆轨道卫星的周期也为，由万有引力提供向心力得
联立解得地球的质量为M=π2a+b32GT2
设地球的半径为，由
解得地球的密度为ρ=3πa+b38GT2R3，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，两个半径均为R的圆槽静止放在水平地面上，圆槽底端点A、B所在平面与水平面相切。质量为m的小球（可视为质点）从左圆槽上端C点的正上方P点（P点未画出）静止释放，恰好从C点沿切线进入圆槽，PC间距离也为R，左侧圆槽质量为2m，右侧圆槽质量为3m。重力加速度为g。不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球运动到A点时对左圆槽的压力大小为
B. 小球到A点时，左侧圆槽位移
C. 右圆槽的最大速度的大小是
D. 小球在右侧圆槽上运动时，上滑过程和下滑过程的动量变化大小相等
【答案】CD
【解析】A．小球从P到A过程，对小球和左圆槽组成的系统，水平方向动量守恒，机械能守恒。设小球到A点时小球速度为，左圆槽速度为，由水平动量守恒
机械能守恒
联立解得，
在A点，对小球，
联立化简得
A错误；
B．小球和左圆槽组成的系统水平动量守恒，设小球水平位移为，左圆槽位移为，则
且
联立解得
B错误；
C．小球与右圆槽相互作用过程，水平动量守恒，机械能守恒，当小球离开右圆槽时，右圆槽速度最大。设小球速度为，右圆槽速度为，则，
联立解得
C正确；
D．小球在右侧圆槽上运动时，上滑和下滑过程，小球相对圆槽的位移大小相等，系统水平动量守恒，机械能守恒，所以小球动量变化大小相等，D正确。
故选CD。
二、实验题（共2小题，共14分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
11. 某同学准备用图示实验装置验证机械能守恒定律：气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块从A处静止释放，验证带遮光条的滑块和钩码、细轻绳组成的系统在从A处运动到B处的过程中机械能守恒。
（1）关于该实验，下列说法正确的是________
A. 实验要验证的是：系统减少的重力势能与增加的动能是否相等
B. 滑块必须由静止释放
C. 钩码质量应远小于滑块的质量
D. 滑块释放位置离光电门适当远一点，可以减小实验误差
（2）该同学在实验中测量出了滑块的质量M、钩码质量m、A与B间的距离L、遮光条的宽度为d（）和遮光条通过光电门的时间为t，已知当地重力加速度为g，为验证机械能守恒需要验证的表达式是________________；
（3）该同学多次重复以上实验步骤，得到的实验数据显示，系统减少的重力势能略大于增加的动能，你认为原因是什么________________________________。
【答案】（1）ABD （2）
（3）因为有阻力的作用，所以重力势能的减少量略大于动能的增加量
【解析】
【小问1解析】
A．实验要验证的是钩码重力势能的减少量等于钩码和滑块（含遮光条）动能的增加量，故A正确；
B．若滑块和钩码的具有一定初速度，但该装置无法测量该初速度，所以滑块必须由静止释放，从而保证初速度为0，故B正确；
C．本题验证系统机械能守恒，与滑块和钩码质量大小关系无关，故C错误；
D．滑块释放的位置离光电门适当远一点，则滑块在通过光电门时的时间就越短，得到的瞬时速度就越精确，可以减小实验误差，故D正确。
故选ABD。
【小问2解析】
滑块高度不变，钩码高度下降L，系统重力势能的减少量为
滑块通过光电门的速度为
此过程中滑块和钩码组成的系统动能的增加量为ΔEk=12M+mv2=M+md22t2
为验证机械能守恒需要验证的表达式为
【小问3解析】
在做实验的过程中因为有阻力的作用，所以重力势能的减少量略大于动能的增加量。
12. 图甲为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
（1）要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是________
A. 打点计时器B. 光电门
C. 天平D. 刻度尺
（2）为减小实验误差，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做________________运动。
（3）测得滑块B的质量为190g，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图乙所示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量大小为________（保留3位小数），滑块B碰后的图线为________（选填“②”“③”“④”）。
【答案】（1）C （2）匀速直线 （3）0.011 ②
【解析】
【小问1解析】
要测量滑块的动量还需要测量滑块的质量，所以还需要的器材是天平，故选C；
【小问2解析】
为了减小重力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平位置，故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动；
【小问3解析】
取滑块A碰前运动方向为正方向，根据x-t图可知滑块B碰前的速度为
则滑块B碰前的动量为
由题意可知两物块相碰要符合碰撞制约关系则④图线为碰前A物块的图线，由图可知碰后③图线的速度大于②图线的速度，根据“后不超前”的原则可知③为碰后A物块的图线，②为碰后B物块的图线。
三、计算题（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，空间存在平行纸面的匀强电场，A、B、C、D是正方形的四个顶点，正方形的边长为a。在A点和C点固定放置着两个电荷量均为Q的正点电荷，恰好D点的电场强度等于0（静电力常量为k），求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若在B点放一个电荷量为q的点电荷，则其所受电场力的大小。
【答案】（1），场强方向平行D指向B的方向或与DC连线方向逆时针转45°方向 （2）
【解析】
【小问1解析】
A、C两点电荷在D点产生的电场强度大小相等
匀强电场场强
场强方向平行D指向B的方向或与DC连线方向逆时针转45°方向。
【小问2解析】
由对称性可知，A、C两点电荷在B点产生的电场强度与在D点产生的大小相等方向相反
方向与匀强电场方向相同，则在B点处的合场强
点电荷q在B点受到的电场力大小
14. 2023年在英国格拉斯哥举行的场地自行车世锦赛中，中国女子自行车队在女子团体竞速赛中表现出色，荣获银牌。该比赛的赛道路面（如图所示）与水平面间有一定的夹角θ，不考虑空气阻力，。若一运动员（自行车和运动员的质量之和为100kg）在该赛道上一水平半径为30m的圆周内训练，则
（1）当他以15m/s的速度做匀速圆周运动时，自行车与赛道路面间刚好没有侧向运动趋势，此赛道路面与水平面的夹角θ的正切值为多大；
（2）当他以20m/s的速度做匀速圆周运动时，自行车与赛道路面间的静摩擦力为多大（结果保留整数）。
【答案】（1） （2）467N
【解析】
小问1解析】
对运动员和自行车整体，受力如图所示
竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
联立解得
【小问2解析】
当以20m/s的速度做匀速圆周运动时，对整体受力如图所示
竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
联立解得
15. 物流公司的小件货物传输系统简化图如图所示，倾斜轨道平面AB与水平轨道BC平滑连接于B点，不计货物经过B点的能量损失。水平轨道BC段长为1.5m，与传送带等高。倾斜轨道A点距水平面高。AB段和BC段动摩擦因数均为。某次工人将质量的小件货物甲从A点静止释放，运动到水平轨道末端C点后与遗留在该处的质量为的货物乙发生碰撞（碰撞时间极短，碰撞前后甲、乙在同一条直线上）。按照行业标准，为保证货物安全，碰撞过程中甲、乙货物组成的系统损失的能量不能超过6J。碰后甲、乙冲上顺时针运行的传送带（设水平传送带足够长），传送带的速度，小件货物甲、乙均视为质点，且与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度。（，）
（1）求碰撞前小件货物甲从A处运动到C处克服摩擦力所做的功；
（2）若碰撞过程中，甲、乙恰好安全，则碰撞后甲、乙的速度大小；
（3）若甲、乙以（2）问中的速度冲上传送带并最终都与传送带共速，此过程中为使传送带保持匀速，电动机额外多消耗的电能是多少。
【答案】（1）28J （2）， （3）15J
【解析】
【小问1解析】
AB段，克服摩擦力做功为
BC段，克服摩擦力做功为
碰撞前由A到C克服摩擦力做功为
【小问2解析】
碰撞前对小件货物甲，由A到C列动能定理
的碰撞前甲物体运动到C点的速度
碰撞过程中甲乙两物体组成的系统动量守恒
甲、乙恰好安全，则由能量守恒定律
代入数据得，或（舍），（舍）
【小问3解析】
甲滑上传送带的加速度，
乙滑上传送带的加速度
甲加速到与传送带共速时间
传送带发生的位移
电动机多做的功
乙加速到与传送带共速的时间
传送带发生的位移
电动机多做的功
电动机为维持传送带匀速运转多做的功