2023届甘肃省临夏市物理高一下期末教学质量检测试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分） 1、 (本题9分)关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是（ ） A ．静摩擦力对物体一定不做功 B ．静摩擦力对物体不可能做负功 C ．滑动摩擦力对物体定做负功
D ．滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功
2、 (本题9分)若某星球的质量和半径均为地球的2倍，那么质量约为50kg 的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的 A ．
1
4
B ．
12
C ．2倍
D ．4倍
3、 (本题9分)如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d ，电荷量分别为+Q 和﹣Q ．在它们的水平中垂线上固定一根长为L 、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+q 的小球以初速度v 0从管口射入，则小球
A ．速度先增大后减小
B ．受到的库仑力先做负功后做正功
C ．受到的库仑力最大值为
2
8kqQ
d D ．管壁对小球的弹力最大值为2
4kqQ
d
4、 (本题9分)下列所给的位移-时间图像或速度-时间图像中，表示做直线运动的物体无法回到初始位置的是 ( )
A．
B．
C．
D．
5、(本题9分)带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()
A．－6.4×10－19C B．2.4×10－19C C．－1.6×10－18C D．4.0×10－17C
6、(本题9分)第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是（）
A．牛顿B．开普勒C．伽利略D．卡文迪许
7、(本题9分)质点作匀速圆周运动，下列物理量不变的是（）
A．速度B．速率C．角速度D．加速度
8、某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升的最大高度为H.设上升过程中空气阻力f大小恒定. 则在上升过程中
A．小球的动能减小了(f+mg)H
B．小球机械能减小了fH
C．小球重力势能减小了mgH
D．小球克服空气阻力做功(f+mg)H
9、在距河面高度h＝20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°，人以恒定的速率v＝3 m/s 拉绳，使小船靠岸，那么
A．5 s时绳与水面的夹角为60°
B．5 s时小船前进了15 m
C．5 s时小船的速率为5 m/s
D．若小船质量为20kg，则5s内物体的动能变化量为130J
10、(本题9分)如图为儿童游乐场的滑梯示意图，滑梯可视为倾角为θ、质量为M的斜面固定在地面上，小美手持细线下端悬挂一小球沿滑梯滑下，小美连同小球的质量为m，下滑时，细线呈竖直状态，则在下滑过程中，下列说法正确的是（）
A．滑梯对地面的压力大小为（M+m）g
B．小美、小球组成的系统机械能守恒
C．小美与滑梯间的动摩擦因数一定为tanθ
D．系统增加的内能大于小美减少的机械能
11、某工地上，工人将放在地面上一重10 N的箱子吊起。

箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中0〜5 m过程的图线为曲线，5 m〜15 m过程的图线为直线。

根据图象可知
A．0〜5 m过程中箱子所受的拉力逐渐减小
B．0〜15 m过程中箱子的动能一直增加
C．在位移为15m时，拉力F = 20 N
D．在位移为15m时，拉力F = 10 N
12、(本题9分)如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如乙图所示.则（）
A．小球的质量为aR b
B．当地的重力加速度大小为R b
C．v2 =c时，杆对小球的弹力方向向上
D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分）物理学家于2002年9月评出十个最“美”的物理实验，这种“美”是一种经验概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论.其实，科学美蕴藏于各学科的实验之中，有待于我们在学习过程中不断地感悟和发现.伽利略的自由落体实验和加速度实验均被评为最“美”的实验.在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球运动的路程与时间的关系。

亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，而伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比。

请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用s、速度用v、加速度用a、时间用t表示），亚里士多德的预言：_______：伽利略的结论：_________.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素。

在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是减小铜球运动过程中
__________，同时抓住__________这一主要因素.
14、（10分）(本题9分)某同学设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的不变量，实验器材有：打点计时器、低压交流电源（频率为50 Hz）、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平．该同学设计的实验步骤如下：
A．用天平测出小车A的质量为m A=0.4kg，小车B的质量为m B=0.2kg
B．更换纸带重复操作三次
C．小车A靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B放在长木板中间
D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源
E．接通电源，并给小车A一定的初速度v A，小车A与小车B相撞黏合成一个整体
（1）请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来_________．
（2）打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图所示，根据这些数据把下表空白处①②③④的数值补充完整．
碰撞前碰撞后
物理量A车B车AB整体
质量（kg）0.4 0.2 0.6
速度（m/s） 3.0 0 ________
v
（m·s－1·kg－1）7.5 0 ②________
m
mv（kg·m/s） 1.2 0 ③________
mv 2（kg·m2/s2） 3.6 0 ④________
（3）由表中数据可得出的结论是：碰撞前后的不变量是___
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（12分）(本题9分)如图所示，一个质量m＝40g，带电量q＝-3×10－6C的半径极小的小球，用绝缘丝线悬挂在水平方向的匀强电场中．当小球静止时，测得悬线与竖直方向成37°夹角．已知重力加速度g=10m/s2，求：
（1）电场强度的大小和方向？
（2）此时细线的拉力大小？
16、（12分）(本题9分)如图所示，足够长的粗糙绝缘轨道AB、CD与处于竖直平面内的四分之一圆弧形光滑绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=4.0m。

在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0 104N/C。

现有一质量m=0.06kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=6.0m的A位置，带电体与粗糙轨道的动摩擦因
数均为μ=0.5，从A 点由静止开始运动，已知带电体所带电荷q =8.0⨯10-5C ，求：
（1）带电体第一次运动到B 点时的速度大小；
（2）带电体第一次运动到CD 轨道最高点时距AB 轨道的高度； （3）整个运动过程中带电体的最大动能。

17、（12分） (本题9分)“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,其示意图如图所示,长为L =10m 的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r =4m 的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘匀速转动时,钢绳与转轴在同一
竖直平面内,与竖直方向的夹角为37θ=︒，不计钢绳的重力和空气阻力，重力加速度2
10m s g =，sin370.6︒=，
cos370.8︒=.求转盘转动的角速度ω的大小.
参考答案
一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分） 1、D 【解析】
AB 、静摩擦力作用的物体间无相对滑动，但不代表没发生位移，所以可以做正功、负功或不做功，例如粮仓运送粮食的传送带对粮食施加一静摩擦力，该力对粮食做正功，随转盘一起转动的物体，摩擦力提供向心力，不做功等，故A 、B 错误；
C 、将小物块轻轻放在匀速运动的传送带上，小物块相对于传送带运动，滑动摩擦力充当动力，传送带对小物块的摩
擦力做正功，故A 错误；
D 、滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故D 正确； 故选D ． 【点睛】
判断滑动摩擦力是做负功还是做正功，首先还得搞清是判断哪个力对哪个物体做功，关键是判断该物体所受滑动摩擦力的方向与它相对地面的位移方向间的夹角是大于、等于还是小于90°． 2、B 【解析】 根据2Mm
G
mg R ＝得，重力加速度 2GM g R
因为星球质量和半径均为地球的2倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的
1
2
倍，所以质量为50kg 的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的
1
2
倍。

A.
1
4
，与结论不相符，选项A 错误； B.
1
2
，与结论相符，选项B 正确； C. 2倍，与结论不相符，选项C 错误； D. 4倍，与结论不相符，选项D 错误。

3、C 【解析】
对于等量异种电荷，根据矢量的合成法则，中垂线的中点的电场强度最大，在无穷远的电场强度为零；点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程，电场力不做功；中点处的电场强度最大，则库仑力也最大，弹力也是最大，从而即可求解． 【详解】
AB ．由等量正负电荷的电场分布可知，两电荷连线中垂线上的电场线水平向右，因此电荷量为+q 的小球以初速度v 0从管口射入的过程，电场力和速度方向垂直；电场力（库仑力）不做功；故AB 错误； C ．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为：
2
242kQ kQ E d d =
=
⎛⎫ ⎪⎝⎭
；
根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为
2
8kQ d
，因此电荷量为+q 的小球受到最大库仑力为28kqQ
d ，故C 正确； D ．根据C 选项的分析，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为2
8kqQ
d ，故D 错误； 故选C ． 【点睛】
本题关键是明确等量异号电荷的中垂线上的电场强度的分布情况，同时要结合动能定理和矢量合成原理分析，注意与等量同种电荷的区别． 4、B 【解析】
A ．由图可知，物体的初位置和末位置纵坐标均为零，故A 图中物体回到了初始位置，故A 错误；
B ．图中根据图线与坐标轴所围“面积”表示位移，可知2s 内物体的位移不为0，则物体在2秒末不能回到初始位置，故B 正确．
C ．图中物体先向正方向做匀速直线运动，后沿负方向做速度大小相等、方向相反的匀速直线运动，则t=2s 内位移为零，物体回到初始位置，故C 错误．
D ．由图可知，图像的“面积”等于位移可知，物体在2s 内的位移为零，则物体回到初始位置，故D 错误． 故选B. 【点睛】
图象为物理学中的重要方法，在研究图象时首先要明确图象的坐标，从而理解图象的意义；即可确定点、线、面的含义． 5、B 【解析】
最小的电荷量是191.610C -⨯，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍，由于192.410C -⨯不是191.610C -⨯的整数倍，故B 是不可能的． 故选B ． 6、D 【解析】
第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是卡文迪许，故选D.
7、BC 【解析】
匀速圆周运动的线速度、加速度大小不变、方向变化，不变的是周期和角速度，BC 正确． 8、AB 【解析】
A.小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，根据动能定理得:-mgH -fH =△E k ，则得动能的减小量等于mgH +fH ；故A 正确.
B.根据功能关系知：除重力外其余力做的功等于机械能的变化量；在上升过程中，物体克服阻力做功fH ，故机械能减小fH ；故B 正确.
C.小球上升H ，故重力势能增加mgH ；故C 错误.
D.在上升的过程中，小球克服空气阻力做功fH ；故D 错误. 9、CD 【解析】
由几何关系可知，开始时河面上的绳长为
40m 30h
sin =︒
；
此时船离岸的距离x 13；5s 后，绳子向左移动了vt =15m ，则河面上绳长为40m-15m=25m ；则此时小船离河边的距离为：x 2222520-，5s 时绳与水面的夹角为α，则有：204
153
tan α=
=，解得：α=53°，故A 错误；5s 时刻小船前进的距离为：x 3，故B 错误；船的速度为合速度，由绳收缩的速度及绳摆动的速度合成得出，则由几何关系可知，cosθ=0.6，则船速v 船=
v
cos θ
=5m/s ，故C 正确；开始时船的速度13
=
23m/s cos303
v v ==船，5s 内船的动能变化量2222
1111=20[53)]=130J 222
E mv mv ∆=-⨯船船，选项D 正确. 10、ACD 【解析】
A ．由于下滑时，细线呈竖直状态，说明小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，将滑梯、小美、小球看一个整体，则滑梯对地面的压力大小为（M+m ）g ，故A 正确；
B ．由于小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，则小美、小球组成的系统机械能减小，故B 错误；
C ．由于小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，则有
sin cos mg mg θμθ=
所以小美与滑梯间的动摩擦因数一定为tan θ，故C 正确；
D ．由能量守恒可知，小美和小球减小的机械能等于系统增加的内能，则系统增加的内能大于小美减少的机械能，故D 正确。

故选ACD 。

11、AD 【解析】
A ．据功能关系，物体机械能的变化等于重力以外其它力做的功；据
E W
F x x
∆==∆∆可知，机械能E 与其位移x 的关系图象切线斜率表示箱子所受拉力；由图象得，0〜5 m 过程中箱子所受的拉力逐渐减小．故A 项正确． BCD ．由图象得，
0〜5 m 过程中箱子所受的拉力逐渐减小，5〜15 m 过程中箱子所受拉力300200
N 10N 155
F G -===-；
0〜5 m 过程中箱子所受的拉力大于重力，箱子的动能增加；5〜15 m 过程中箱子所受的拉力等于重力，箱子的动能不变．故BC 两项错误，D 项正确． 12、AD 【解析】
试题分析：在最高点，若0v =，则N mg a ==；若0N =，则b mg m
R
=解得,b a
g m R R b ==,A 正确，B 错误，由
图可知：当2v b ＜时，杆对小球弹力方向向上，当2v b ＞时，杆对小球弹力方向向下，所以当v 2=c 时，杆对小球弹力方向向下，故C 错误；若2c b =．则2b
N mg m R
+=解得N a =，故D 正确． 故选AD ，
考点：本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，
点评：掌握向心力公式，理解坐标轴截距的物理意义是解决本题的关键．
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上） 13、S v t =
2
12
s at = 摩擦阻力 重力 【解析】
[1]亚里士多德的预言：铜球的运动速度是均匀不变的，即s vt =；
[2]伽利略的结论：铜球运动的路程与时间的平方成正比，即212s at =； [3][4]伽利略的实验之所以成功，主要原因是抓住了主要因素，而忽略了次要因素。

你认为他在加速度实验中，伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动，是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素，同时抓住了这重力一主要因素，若将此实验结论做合理外推，即可适用于自由落体运动。

14、（1）ADCEB （2）①2.0 ②3.3 ③1.2 ④2.4 （3）小车A 和小车B 的质量与速度的乘积（动量）之和
【解析】
（1）[1]．在实验中首先需要测量出两滑块的质量，然后再安装装置，安装时先要将轨道放置在桌面上，然后将小车放在轨道上，并且靠近打点计时器，接通电源后开始实验，要注意多次重复实验，故步骤为：ADCEB ；
（2）[2][3][4][5]．碰后做匀速运动，应以EF 段时行分析，速度
2
410' 2.0m/s 0.02
EF v T -⨯=== 则
2.0
3.3m/kg s 0.6
v m ==⋅； 0.6 2.0 1.2kg m/s mv =⨯=⋅；
()2
20.64 2.4kg m/s mv =⨯=；
（3）[6]．根据表格数据可知，守恒的量应是小车A 和小车B 的质量与速度的乘积（动量）之和；
【点睛】
本题考查验证动量守恒的实验，要注意明确实验原理，根据实验原理即可明确正确的方法和步骤，本实验中质量可以最后测量，故步骤答案并不唯一，同时要注意明确动量守恒的正确表达式的书写．
三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（1）E =1×
105v/m 场强方向水平向左 （2）F =0.5N 【解析】
解：由“小球静止”知小球受力平衡，对小球受力分析如图所示，
根据三力平衡规律，可得：F =mgtanθ=0.04×10×0.75N=0.3N ； cos T mg F θ==-3401010N 0.8
⨯⨯=0.5N
根据电场力F=Eq 得：
F
E
q
==
6
0.3N
-310C
-
⨯
=-1×105v/m；
则：电场强度的大小为：1×105v/m；场强方向为：水平向左；
16、（1）10m/s；（2）7.8m；（3）4.6J
【解析】
（1）带电体从A到B，根据动能定理：qEs-μmgs=1
2
mv B2-0，解得带电体第一次运动到B点时的速度大小v B=10m/s。

（2）设带电体能上升的最大高度为h，则根据能量守恒：qE(s+R)=μmgs+mgh+μqE(h-R)，解得带电体第一次运动到CD轨道最高点时距AB轨道的高度h=7.8m。

（3）带电体运动到等效最低点时速度最大，动能最大，设等效最低点与圆心连线与竖直面的夹角为θ，则
tanθ=qE
mg
=
54
8.010 1.010
0.0610
-
⨯⨯⨯
⨯
=
4
3
，θ=53︒，从A到等效最低点由动能定理：
qE(s+R sinθ)-μmgs-mgR(1-cosθ)=E km-0，解得整个运动过程中带电体的最大动能E km=4.6J。

17、rad
ω=
【解析】
对座椅受力分析，求得椅子受到的合力的大小，根据向心力的公式可以求得角速度ω与夹角θ的关系。

【详解】
座椅做匀速圆周运动的半径为：R=r+L sinθ…①
由牛顿第二定律有：mg tanθ=mRω2…②
由①②两式联立得：rad s
ω=，
转盘转动的角速度为：rad s
ω=。

【点睛】
本题考查了匀速圆周运动的基本应用，较为简单。