2023-2024学年湖南省郴州市高一（下）期末教学质量监测物理试卷(合格性考试)（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省郴州市高一（下）期末教学质量监测物理试卷(合格性考试)（含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共15小题，共60分。
1.下列物理量中属于矢量的是( )
A. 加速度B. 周期C. 功D. 重力势能
2.某洗衣机的规格表里的“600r/min”是指下列哪个物理量的值( )
A. 转速B. 线速度C. 周期D. 动能
3.如图所示，内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上，小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动，该小球的向心力( )
A. 由重力和支持力的合力提供B. 由重力、支持力和摩擦力的合力提供
C. 只由重力提供D. 只由支持力提供
4.关于功、功率，下列说法正确的是( )
A. 只要力作用在物体上，该力一定对物体做功
B. 根据P=Fv可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比
C. 根据P=Wt可知，机械做功越多，其功率就越大
D. 摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功
5.如图所示，质量相等的甲、乙两人分别站在赤道和纬度为45∘的地面上，他们随地球一起绕地轴做匀速圆周运动，则甲、乙两人角速度之比正确的是( )
A. 1: 2B. 2:1C. 1:1D. 1:2
6.关于万有引力公式正确的是( )
A. F=4πkmr2B. F=GMmr2C. F=mv2rD. F=GMmr
7.下列公式书写正确的是( )
A. 功W=PtB. 动能Ek=mv2C. 线速度v=ΔsΔtD. 角速度ω=ΔtΔθ
8.质量为2kg的物体做自由落体运动，经过2s落地。取g=10m/s2。关于重力做功、功率，下列说法正确的是( )
A. 下落过程中重力做功是200JB. 下落过程中重力的平均功率是100W
C. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是200WD. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W
9.两个力 F1、F2夹角成90°作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，F1对物体做功3J，F2对物体做功4J，则F1和F2的合力对物体做的功W为( )
A. W=5JB. W=6JC. W=7JD. W=8J
10.如图所示，一儿童坐在雪橇上，雪橇在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l，此过程中拉力F对雪橇做的功为( )
A. FcsθlB. FsinθlC. FlsinθD. Flcsθ
11.某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出，足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚动了L距离后静止，则该同学对足球做的功是( )
A. 4.4JB. 22JC. 132JD. 1200J
12.将质量为m的小球，从距离地而高ℎ处的P点以初速度v0竖直上抛，小球能上升到距离抛出点的最大高度为H。若选取地面为零势能面，不计运动过程中的阻力，则小球在P点的机械能是( )
A. 0
B. mgH
C. 12mv02+mgℎ
D. mgℎ
13.关于地球同步卫星(静止卫星)，下列说法正确的是( )
A. 处于平衡状态B. 在赤道上空一定高度相对地面静止
C. 可以在地球上空任意位置上运行D. 运行速度大于7.9km/s
14.第一宇宙速度又叫环绕速度，已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，则地球的“第一宇宙速度”可表示为( )
A. RgB. gRC. GMgD. GgR
15.如图所示，在弹性限度内，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，其弹性势能的变化情况是( )
A. 一直减小
B. 一直增大
C. 先减小再增大
D. 先增大再减小
二、填空题：本大题共5小题，共18分。
16.将质量为m的物体以初速度v0=10m/s竖直向上抛出，忽略空气阻力，取g=10m/s2，则物体上升的最大高度是__________m。
17.如图所示，从地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低ℎ的海面上。若以海平面为参考平面且不计空气阻力，则物体从抛出到落到海面的过程中，重力对物体所做的功为______，物体在地面上抛出时的重力势能为_______。
18.如图为小强在做拍球训练时的情景，已知篮球质量m=0.6kg，当球刚离开手时，球的底部距地面高ℎ=0.8m，经0.3s落地。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.则球在下落至地面的过程中，重力势能的减少量为__________J，重力做功的平均功率为___________W．
19.地球赤道上随地球自转的物体向心加速度为a1，线速度为v1；绕地球圆周运动、周期T1，T1约为1.5小时的卫星向心加速度为a2，线速度为v2，则a1_________a2，v1_________v2 (选填“>”或“<”)
20.如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，若拉力突然消失，小球将沿轨迹______运动；若拉力突然变小，小球沿轨迹________运动。
三、实验题：本大题共1小题，共6分。
21.利用如下图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、交流电源、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是_________(选填“刻度尺”或“天平”)；
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如下图所示的一条纸带。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，设重物的质量为m，从打O点到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=__________，动能增加量ΔEk=___________
四、简答题：本大题共1小题，共6分。
22.一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s。盘面上距圆盘中心0.3m的位置有一个质量为0.2kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示，g=10m/s2，求：
(1)小物体的线速度大小；
(2)小物体的向心力大小。
五、计算题：本大题共1小题，共10分。
23.有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，列车进站时要上坡，出站时要下坡，坡高为ℎ。如图所示。某质量为m的列车(可视为质点)进站到达坡底的A点时，立即切断电动机的电源，列车冲到坡顶时的速度大小为v，假定列车从A点冲到坡顶的过程中机械能守恒。已知重力加速度为g，以A点所在的水平面为参考平面。求∶
(1)列车进站冲到坡顶时的动能和重力势能
(2)列车进站到达坡底的A点时的速度大小
(3)列车出站从坡顶运动到坡底的过程中，重力所做的功
答案解析
1.A
【解析】解：A、加速度既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则，所以加速度是矢量，故A正确；
BCD、周期、功和重力势能只有大小，没有方向，都是标量，故BCD错误。
故选：A。
矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量。
对于物理量的矢标性是学习物理量的基本内容，矢量要结合其方向特点来理解记忆。
2.A
【解析】洗衣机的规格表里的“600r/min”是指每分钟转动的转数，是指转速。
故选A。
3.A
【解析】小球沿光滑内壁在某一水平面内做匀速圆周运动，小球受到重力和支持力，且重力和支持力的合力提供小球做匀速圆周运动所需的向心力，A项正确。
4.D
【解析】解：A、做功的条件是力作用在物体上，并且物体在力的方向上发生位移，可知力作用在物体上，该力不一定对物体做功，故A错误;
B、根据P=Fv可知，只有在汽车的功率P一定时，牵引力才与速度成反比，故B错误;
C、功率表示做功的快慢，P=Wt是功率的比值定义式，功率与做的功和时间无直接关系，故C错误;
D、摩擦力方向可能与物体的运动方向相同，可能与运动方向相反，也可能与运动方向垂直，则摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功，故D正确。
故选：D。
5.C
【解析】甲、乙两人都围着同一转轴(地轴)转动，则角速度相等，即角速度之比是1:1。
故选C。
6.B
【解析】万有引力公式的表达式为
F=GMmr2
故选B。
7.C
【解析】解：A、由功率的定义式P=Wt可得，功为W=Pt，故A错误；
B、动能的表达式Ek=12mv2，故B错误；
C、线速度的定义式v=ΔsΔt，故C正确；
D、角速度的定义式ω=ΔθΔt，故D错误；
故选：C。
熟记物理学中的计算公式是解答此题的关键。
本题主要考查了物理学中的计算公式，熟记即可。
8.D
【解析】解：A.物体下落的高度为
ℎ=12gt2=20m
则下落过程中重力做的功是
W=mgℎ=400J
故A错误；
B.重力做功的平均功率为
P=Wt=200W
故B错误；
CD.落地时物体的速度
v=gt=20m/s
则重力做功的瞬时功率
P′=mgv=400W
故C错误，D正确。
故选D。
9.C
【解析】功是标量，合力做的功等于各力做功的代数和，则F1和F2的合力对物体做的功
W=W1+W2=3J+4J=7J
故选C。
10.D
【解析】物体的位移是在水平方向上的，把恒力F分解为水平的Fcsθ，和竖直的Fsinα，由于竖直的分力不做功，所以恒力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以W=Fcsθ⋅l=Flcsθ，故ABC错误，D正确。
故选D。
11.B
【解析】根据动能定理，该同学对足球做的功
W=12mv2=12×0.44×102J=22J
故选B。
12.C
【解析】选取地面为零势能面，小球在P点的机械能是
E=Ek+Ep=12mv02+mgℎ
故选C。
13.B
【解析】A.地球同步卫星绕地球做圆周运动，不是处于平衡状态，选项A错误；
BC.地球同步卫星相对地面静止，只能定点在赤道上空，与地球具有相同的角速度和周期，根据
GMm(R+ℎ)2=m4π2T2(R+ℎ)
可知距离地面的高度一定，即同步卫星在赤道上空一定高度相对地面静止，选项B正确，C错误；
D.第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，则同步卫星的运行速度小于7.9km/s，选项D错误。
故选B。
14.B
【解析】当卫星贴地环绕地球做圆周运动有
mg=mv2R 或 GMmR2=mv2R
化简可得地球的“第一宇宙速度”为
v= gR 或 v= GMR
故选B。
15.C
【解析】解：根据弹簧的弹性势能的表达式：EP=12kx2可知，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，所以弹性势能先减小后增大；故C正确，ABD错误。
故选：C。
发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多，反之，则越小。
本题关键是明确弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，知道形变量越大，弹性势能越大；可以掌握弹簧弹性势能的表达式进行分析，注意形变量包括拉伸和压缩两种情况。
16.5
【解析】忽略空气阻力，物体上升的过程中机械能守恒，则有
mgℎm=12mv 02
解得
ℎm=5m
17. mgℎ mgℎ
【解析】[1]物体从抛出到落到海面的过程中，重力对物体所做的功为
WG=mgℎ
[2]以海平面为参考平面，则物体在地面上抛出时的重力势能为
Ep=mgℎ
18.4.8； 16。
【解析】解：球在下落至地面的过程中，重力做的功为W=mgℎ=0.6×10×0.8J=4.8J，则重力势能的减少量为4.8J
重力做功的平均功率为P=Wt=
故答案为：4.8；16。
根据W=mgℎ求重力做的功，从而得到重力势能的减少量。由P=Wt求重力做功的平均功率。
解决本题时，要知道重力势能的减少量等于重力做的功。公式P=Wt一般用来求平均功率。
19.< <
【解析】[1][2]地球的同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的角速度，根据
a=ω2r
v=ωr
可知同步卫星的加速度
a3>a1
同步卫星的线速度
v3>v1
对同步卫星和绕地球圆周运动周期T1的卫星，根据
GMmr2=mv2r=m4π2T2r=ma
可知
v= GMr
T=2π r3GM
a=GMr2
因该卫星的周期小于同步卫星的周期，可知该卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则
v2>v3
a2>a3
综上所述
a1v120. a b
【解析】[1][2]小球运动到P点时，若拉力突然消失，小球受到的合外力为零，所以小球将做匀速直线运动，即小球将沿a轨迹运动；若拉力突然变小，小球做离心运动，所以小球沿轨迹b运动。
21.(1)刻度尺
(2) mgℎB mℎC−ℎA28T2

【解析】(1)在下列器材中，还必须使用的器材是刻度尺；
(2)[1]从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量
ΔEp=mgℎB
[2]打B点时的速度
vB=ℎC−ℎA2T
动能增加量
ΔEk=12mvB2=mℎC−ℎA28T2
22.解：(1)根据v=ωr
解得v=3×0.3m/s=0.9m/s
(2)物体所受向心力为：F=mω2r
将ω=3rad/s，r=0.3m，m=0.2kg，代入得：
F=0.2×32×0.3N=0.54N
答：(1)物体的线速度大小0.9m/s；
(2)小物体所受向心力的大小为0.54N。
【解析】本题很简单，直接利用线速度和角速度关系式和向心力公式F=mω2r即可求出正确结果．
对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源，熟练应用向心力公式求解．
23.解：
(1) 列车进站冲到坡顶时的动能：Ek=12mv2
以A点所在的水平面为参考平面，列车进站冲到坡顶时的重力势能：Ep=mgℎ
(2)设列车进站到达A点时的速度大小为vA，由机械能守恒定律可得：
12mvA2=12mv2+mgℎ
解得列车进站到达坡底的A点时的速度大小：vA= v2+2gℎ
(3)列车出站从坡顶运动到坡底的过程中，重力所做的功：WG=mgℎ

【解析】(1)根据动能和重力势能的定义式得到列车进站冲到坡顶时的动能和重力势能；
(2)根据机械能守恒定律得到列车进站到达坡底的A点时的速度大小；
(3)根据重力做功的特点得到列车出站从坡顶运动到坡底的过程中，重力所做的功。