福建省泉州市安溪县2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试卷

这是一份福建省泉州市安溪县2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试卷，共7页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

安溪县2023-2024学年高一下学期期末质量监测
物理试题
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.下列说法正确的是( )
A. 秋千的吊绳最容易断裂的时候是秋千摆到最高点时
B. 可以发射一颗定点于扬州上空的地球同步卫星
C. 作用力做正功，反作用力一定做负功
D. 弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小
2.我国台球选手丁俊晖是获得台球世界冠军的第一位中国运动员，2022年11月21日，丁俊晖又获斯诺克英国锦标赛亚军，他在台球比赛中屡次取得好成绩，吸引了大批青少年参与到该活动中来。在某次比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在台球桌上，一青少年击白球以冲量I碰撞静止的黑球，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球，黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可得碰撞过程中损失的动能为( )
A. I23mB. I29mC. 2I29mD. 2I23m
3.关于曲线运动，下列说法中正确的有( )
A. 只要物体做圆周运动，受到的合外力一定指向圆心
B. 速度方向变化的运动一定是曲线运动
C. 物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定做平抛运动
D. 不论物体做匀速圆周运动还是做变速圆周运动，受到的向心力总等于mv2r
4.下列有关摩擦力的说法中正确的是( )
A. 阻碍物体运动的力称为摩擦力B. 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C. 静摩擦力的方向可能与物体运动的方向垂直D. 摩擦力不可能做动力
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.如图所示，甲图为某质点的x-t图像，乙图为某质点的v-t图像，下列关于两质点的运动情况的说法正确的是( )
A. 0～2s内甲图乙图两质点均做加速直线运动
B. 2～3s内甲图质点静止不动，乙图质点匀速直线运动
C. 3～5s内甲图质点和乙图质点均做减速运动
D. 0～5s内，甲图质点的位移大小为10m，乙图质点的速度变化量的大小为10m/s
6.如图，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行且初始为自然长度，带电小球Q(可视为质点)固定在光滑斜面的M点，处于通过弹簧中心的直线ab上．现将小球P(也视为质点)从直线ab上的N点由静止释放，设小球P与Q电性相同，则小球从释放到运动至最低点的过程中下列说法正确的是( )
A. 小球的速度先增大后减小
B. 小球P的速度最大时所受合力为零
C. 小球P的重力势能与电势能的和一直减小
D. 小球所受重力、弹簧弹力和库仑力做功的代数和等于电势能的变化量的大小
7.如图所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点，则(重力加速度为g)( )
A. 可求M、N之间的距离
B. 可求小球到达N点时的速度方向但不能求出大小
C. 可求小球到达N点时的速度大小但不能求出方向
D. 可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大
8.一带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功为3J，静电力做功为1J，克服空气阻力做功为0.5J，则下列判断正确的是( )
A. a点动能比b点小3.5JB. a点重力势能比b点大3J
C. a点电势能比b点小0.5JD. a点机械能比b点小0.5J
三、填空题：本大题共2小题，共12分。
9.汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为P=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍(取g=10m/s2)，则汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度为______m/s。若汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2，则汽车维持这一匀加速运动的最长时间为______s。
10.如图所示为在水平桌面上沿同一直线运动的A、B两小滑块碰撞前后的部分v-t图像。其中直线a、b分别为滑块A、B碰撞前的v-t图线，直线c为碰撞后两滑块共同运动的部分v-t图线。已知滑块A的质量为6kg，g取10m/s2。填空：
(1)滑块A与地面的动摩擦因数μ1= ______；
(2)滑块B的质量为______kg；
(3)碰撞过程中两滑块损失的动能大小为______J；
(4)最终滑块停下来的时刻为t= ______s(小数点后保留两位)；
(5)若从t=0开始到最终停下来，两滑块所受外力中只有桌面的摩擦力做了功，则其总功为______J。
四、实验题：本大题共1小题，共8分。
11.某同学利用图示的装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验，A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物。A、B间有轻质弹簧相连，A、C间有轻质细绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器和速度传感器相连，当压力传感器为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g，实验操作如下：
(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零，现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。
(2)试验中保持A、B质量不变，改变C的质量从多次重复第(1)步。
①该试验中，M和m的关系必须满足M______(填“小于”“等于”或“大于”)m。
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______(填“相同”或“不同”)。
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______(填“v2-M”“v2-1M”“v2-1M+m”)图线，
五、计算题：本大题共3小题，共42分。
12.用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，求小球在最高点的最小速度是多少？若小球在最低点的速度为 5gL，求此时小球在最低点受到的绳的拉力是多少？
13.如图所示，在长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子上端；使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。重力加速度大小为g。
(1)当绳子跟竖直方向的夹角为α时，小球运动的周期T的大小为多少？
(2)通过计算说明：要减小夹角α，应该如何改变小球运动的角速度ω。
14.如图所示，一半径R=4m、圆心角θ=60∘的圆弧形轨道固定在水平地面上，ON沿竖直方向，N为轨道最低点。质量为m1=2kg的小滑块P以初速度v0=6m/s从轨道最高点M沿切线方向进入轨道，由于沿MN轨道动摩擦因数不相同，滑块恰好能沿着MN以相同速率运动，紧靠轨道右侧有一长木板A与轨道靠在一起但不粘连。已知：长木板质量m2=1kg，且长木板足够长，小滑块P与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.3，长木板与地面间动摩擦因数为μ2=0.1，已知sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，g取10m/s2。试求：
(1)滑块运动到N点对轨道的压力；
(2)滑块从M点到N点过程中摩擦力做功；
(3)滑块和长木板A最终都停止运动时，滑块与长木板A左端的距离。
物理试题答案
1-4 DCDC 5.BD 6.ABC 7.AD 8.AB
9.【答案】30 30
【解析】解：当牵引力与阻力相等时，速度达到最大值，当F=f=3×103N则根据公式P=Fv可得vmax=Pf代入数据解得vmax=30m/s；
根据牛顿第二定律有F-f=ma代入数据解得F=6×103N，当功率达到额定功率时速度最大，根据公式v=PF代入数据解得v=15m/s，故匀加速运动的时间为t=va代入数据解得t=30s。
故答案为：30；30。
10.【答案】0.1 4 30 4.57 -194
【解析】解：(1)由v-t图像可知滑块A匀减速直线运动的加速度大小为：a1=Δv1Δt1=8-71m/s2=1m/s2
根据牛顿第二定律有：μ1m1g=m1a1，其中m1=6kg
解得：μ1=0.1；
(2)由v-t图像可知滑块A碰前的速度为v1=7m/s，滑块B碰前的速度为v2=2m/s，滑块A、B碰撞后的速度均为v=5m/s，取初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：
m1v1+m2v2=(m1+m2)v
代入数据可得滑块B的质量为：m2=4kg；
(3)碰撞过程中两滑块损失的动能大小为：
ΔEk=12m1v12+12m2v22-12(m1+m2)v2
代入数据得：ΔEk=30J；
(4)由v-t图像可知滑块B匀减速直线运动的加速度大小为：a2=Δv2Δt2=4-21m/s2=2m/s2
从滑块A、B碰撞后开始计时，取初速度方向为正方向，由动量定理可得：
-(m1a1+m2a2)Δt=0-(m1+m2)v
解得：Δt≈3.57s
最终滑块停下来的时刻为：t=1s+Δt=1s+3.57s=4.57s；
(5)由v-t图像可知滑块A、B的初速度大小分别为v01=8m/s、v02=4m/s，若从t=0开始到最终停下来，
两滑块所受外力中只有桌面的摩擦力做了功，根据功能关系可得其总功为：
W=-(12m1v012+12m2v022-ΔEk)
代入数据解得：W=-194J。
故答案为：(1)0.1；(2)4；(3)30；(4)4.57；(5)-194。
11.【答案】大于；相同；v2-1M+m
【解析】解：①要确保压力传感器的示数为零，弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；即M>m。
②要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为：F=mg
因此弹簧的形变量为：△x=△x1+△x2=mgk+mgk=2mgk；
不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，所以C下落的高度总相同；mgk
③选取A、C及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有：(M-m)g⋅2mgk=12(M+m)v2；
整理可知：v2=-8m2g2k⋅1M+m+4mg2k；
为了得到线性关系图线，因此应作出v2-1M+m的图象；
故答案为：①大于；②相同；③v2-1M+m。
12.【答案】解：当绳子的拉力为零时，速度最小，根据mg=mv02L得小球在最高点的最小速度为：v0= gL．
在最低点，根据牛顿第二定律得：F-mg=mv2L，
解得：F=6mg．
答：小球在最高点的最小速度为 gL，小球在最低点受到绳子的拉力为6mg．
13.【答案】(1)由合力提供向心力得mgtanα=m4π2T2lsinα
解得T=2π lcsαg
(2)小球运动角速度为ω=2πT= glcsα
可知， α 减小，则 ω 减小。因此要减小夹角 α ，应该减小角速度 ω 。
14.【答案】(1)滑块恰好能沿着 MN 以相同速率运动，则滑块在N点的速度为6m/s，根据牛顿第二定律有FN-m1g=m1v 02R
解得FN=38 N
根据牛顿第三定律可知，滑块运动到 N 点对轨道的压力为38N。
(2)滑块恰好能沿着 MN 以相同速率运动，根据动能定理有m1gR1-csθ+Wf=0
解得Wf=-40 J
(3)滑块的加速度为a1=μ1m1gm1=3m/s2
木板的加速度为a2=μ1m1g-μ2(m1+m2)gm2=3m/s2
设经t时间后，两物体速度相等，则有v0-a1t=a2t
解得t=1 s
滑块相对于木板的位移为Δx=v0t-12a1t2-12a2t2=3 m
由于μ1m1g>μ2(m1+m2)g
则滑块与木板相对静止一起做匀减速直线运动，直至停止，最终滑块与长木板A左端的距离为3m。