湖北省十堰市張灣區(qū)東風高中2024屆物理高一第二學期期末學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測模擬試題含解析

湖北省十堰市張灣區(qū)東風高中2024屆物理高一第二學期期末學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測模擬試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，倒L型的輕桿一端固定一個質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），L桿可圍繞豎直軸（）以角速度的勻速轉(zhuǎn)動。若小球在水平面內(nèi)作圓周運動的半徑為R，則桿對球的作用力大小為A． B．C． D．不能確定2、(本題9分)如圖所示,將一個半圓形軌道固定在豎直面內(nèi),一滑塊從左側(cè)軌道的最高點沿軌道的切線進入軌道,之后沿軌道滑到最低點的過程中其速率不變,則（）A．滑塊下滑過程中機械能守恒B．滑塊下滑過程中所受合外力大小不變C．滑塊下滑過程中重力的功率不變D．滑塊沿右側(cè)軌道上升過程中速率也不變3、(本題9分)氣象研究小組用圖示簡易裝置測定水平風速．在水平地面上豎直固定一直桿，半徑為R、質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細線懸于桿頂端O，當水平風吹來時，球在風力的作用下飄起來．已知風力大小正比于風速，當風速v0＝3m/s時，測得球平衡時細線與豎直方向的夾角θ＝30°，則下列說法正確的是（）A．細線拉力的大小為B．細線的拉力與風力的合力大小大于mgC．風速增大到某一值時，可能等于90°D．風速變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則一定變?yōu)樵瓉淼膬杀?、已知某星球的質(zhì)量為M，星球的半徑為R，引力常量為G，它的一顆衛(wèi)星繞該星球做勻速圓周運動離星球表面的高度也為R，則衛(wèi)星在圓軌道上運行的速率為（）A． B． C． D．5、(本題9分)如圖所示,木塊B上表面是水平的,當木塊A置于B上,并與B保持相對靜止,一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,在下滑過程中()A．A所受的合外力對A不做功 B．B對A的彈力做正功C．B對A的摩擦力做負功 D．A對B不做功6、(本題9分)在下列物體運動過程中，滿足機械能守恒的是（）A．物體在空中做平拋運動B．跳傘運動員在空中勻減速下落C．人乘電梯勻加速上升D．物體沿斜面勻速下滑7、(本題9分)在高為H的桌面上以速度v水平拋出質(zhì)量為m的物體，當物體落到距地面高為h處，如圖所示，不計空氣阻力，若以地面作為重力勢能的零參考平面，正確的說法是（）A．物體在A點的機械能為B．物體在A點的機械能為C．物體在A點的動能為D．物體在A點的動能為8、2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波．根據(jù)科學家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈，將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（）A．質(zhì)量之積B．質(zhì)量之和C．速率之和D．各自的自轉(zhuǎn)角速度9、(本題9分)質(zhì)量相同的兩物塊A、B，用不可伸長的輕繩跨接在光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，物塊B套在一光滑的細桿上，初始時用一水平力F把B拉到如圖所示位置。使A、B均處于靜止狀態(tài)。撤去水平力F后，A向下運動，B向右運動，從開始運動到B運動到滑輪正下方的過程中，下列說法正確的是（）A．物塊A重力勢能的減少量等于A、B兩物塊動能的增加量B．物塊A的速度大于物塊B的速度C．物塊A的動能一直增大D．細繩對物塊A做的功等于物塊A機械能的變化量10、(本題9分)如圖所示的虛線為電場中的三條等勢線，三條虛線平行且等間距，電勢分別為10V、15V、20V，實線是僅受電場力的帶電粒子的運動軌跡，a、b、c是軌跡上的三個點，粒子在c點處的電勢能為20eV，粒子在b點的動能為20eV，下列說法正確的是A．粒子在c處加速度大于在b處的加速度B．粒子帶正電C．粒子從a運動到c過程中動能不斷增加D．粒子在a點的動能為25eV11、(本題9分)下圖為八顆行星繞太陽公轉(zhuǎn)軌跡示意圖，假設(shè)上述行星及小行星帶上的行星繞太陽運動軌跡均可看成圓周，忽略行星之間萬有引力作用．則下列關(guān)于各行星繞太陽做圓周運動的說法中正確的是()A．火星做圓周運動的線速度大于地球做圓周運動的線速度B．火星做圓周運動的加速度小于地球做圓周運動的加速度C．海王星做圓周運動的周期大于天王星做圓周運動的周期D．假設(shè)海王星的質(zhì)量等于天王星的質(zhì)量，則海王星做圓周運動的動能與它的勢能之和小于天王星動能與勢能之和12、(本題9分)光滑水平地面上，A、B兩物體質(zhì)量都為m，A以速度v向右運動，B原來靜止，左端有一輕彈簧，如圖所示，當A撞上輕彈簧，輕彈簧被壓縮到最短時，下列說法正確的是()A．A、B系統(tǒng)總動量仍然為mvB．A的動量變?yōu)榱鉉．B的動量達到最大值D．A、B的速度相等二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某同學做探究平拋運動規(guī)律的實驗，其實驗過程如下：（1）該同學首先采用如圖甲所示的裝置，用小錘擊打彈性金屬片，A球沿水平方向彈出，同時B球被釋放自由下落，觀察到兩球同時落地；改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，此實驗現(xiàn)象說明___________．A．平拋運動豎直方向上做自由落體運動B．平拋運動豎直方向上做勻速直線運動C．平拋運動水平方向上做勻速直線運動D．平拋運動水平方向上做自由落體運動（2）該同學采用頻閃攝影的方法拍攝A球一次做平拋運動的照片如圖乙，發(fā)現(xiàn)做平拋運動的小球經(jīng)過相同的一段時間在水平方向上的位置向右移動一格，此實驗現(xiàn)象說明：___________________________________________________．14、（10分）有甲、乙兩組同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了探究平拋運動規(guī)律的實驗:(1)甲組同學采用如圖1所示的裝置用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_______________。(2)乙組同學采用頻閃照相法拍攝到如圖2所示的小球做平拋運動的照片，圖中每個小方格對應(yīng)的實際邊長為L＝2.45cm，則由圖可求得拍攝時每隔_____s曝光一次，該小球做平拋運動的初速度大小為________m/s.(g=9.8m/s2)三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)探索火星是人類不懈的追求。假設(shè)將來我們登上火星后,在火星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為的物體所受的重力,物體靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為。一衛(wèi)星在火星表面附近繞火呈做勻速圓周運動,其環(huán)繞期為。已知引力常量為.認為火星是一個質(zhì)量分布均勻的球體,不計火星自轉(zhuǎn)的影響。求:(1)火星的半徑和質(zhì)量:(2)衛(wèi)星繞火星運行的速度大小。16、（12分）如圖，民航客機機艙緊急出口的氣囊可看作一條連接出口與地面的斜面，若斜面高3m，長6m。質(zhì)量為60kg的人從出口無初速滑下，滑下時人所受的阻力大小是220N，將人看作質(zhì)點，求：（1）人從出口滑到地面過程中重力所做的功；（2）人剛滑到地面前的速度大??；（3）人剛滑到地面前瞬間克服阻力做功的瞬時功率。17、（12分）(本題9分)如圖所示，傾角為θ=45°的粗糙平直導(dǎo)軌與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點為B，整個軌道處在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小滑塊從導(dǎo)軌上離地面高為h=3R的D處無初速下滑進入圓環(huán)軌道.接著小滑塊從圓環(huán)最高點C水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點，不計空氣阻力.求：（1）滑塊運動到圓環(huán)最高點C時的速度的大??；（2）滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大??；（3）滑塊在斜面軌道BD間運動的過程中克服摩擦力做的功．

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、A【解題分析】

桿對小球的作用力的一個分力平衡了小球豎直方向的重力，另一個分力提供了小球水平圓周運動的向心力，所以桿對小球的作用力：，BCD錯誤A正確2、B【解題分析】

滑塊下滑的過程中做勻速圓周運動，則動能不變，重力勢能減小，機械能減小，選項A錯誤；滑塊下滑的過程中做勻速圓周運動，合外力提供向心力，可知合力的大小不變，方向時刻改變，故B正確．重力不變，勻速運動的速度大小不變，速度在豎直方向上的分速度逐漸減小，則重力的功率減小，故C錯誤．在右側(cè)軌道,滑塊所受合力沿切線方向的分力與瞬時速度相反,故滑塊做減速運動，選項D錯誤；故選B.3、A【解題分析】

小球受重力、細線拉力和風力處于平衡，小球的受力如圖所示，根據(jù)共點力平衡得，，細線拉力和風力的合力等于mg，故A正確，B錯誤．因為風力和重力的合力方向不可能水平向右，可知拉力方向不可能水平向左，則θ不可能等于90°，故C錯誤．當風速v0=3m/s時，測得球平衡時細線與豎直方向的夾角θ=30°，則風力F=mgtan30°，當θ=60°時，風力不是原來的2倍，則風速也不是原來的2倍，故D錯誤．故選A．【題目點撥】本題考查了共點力平衡的基本運用，關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運用共點力平衡進行求解，知道拉力與重力和風力的合力等值反向．4、B【解題分析】

根據(jù)萬有引力提供向心力得，解得，故選項B正確，ACD錯誤。5、D【解題分析】木塊向下加速運動，故動能增加，由動能定理可知，木塊A所受合外力對A做正功，故A錯誤；A、B整體具有沿斜面向下的加速度，設(shè)為a，由牛頓第二定律可知a=gsinθ；將a正交分解為豎直方向分量a1，水平分量a2，如圖所示，

由于具有水平分量a2，故必受水平向摩擦力f，A受力如圖所示，所以支持力做負功，摩擦力做正功，故BC錯誤；由牛頓第二定律得；豎直方向上；mg-N=ma1

；水平方向上：f=ma2

假設(shè)斜面與水平方向的夾角為θ，摩擦力與彈力的合力與豎直方向夾角為α，由幾何關(guān)系得；

a1=gsinθsinθ

；a2=gsinθcosθ

；tanα=聯(lián)立得：tanα==tanθ，即α=θ

所以B對A的作用力與斜面垂直，所以B對A不做功，由牛頓第三定律得，A對B的作用力垂直斜面向下，所以A對B也不做功，故D正確，故選D．點睛：判斷外力是否做功及功的正負可根據(jù)做功的條件是否做功，再根據(jù)力與位移方向的夾角判斷功的正負，也可以根據(jù)力與速度方向的夾角判斷功的正負．6、A【解題分析】

物體在空中做平拋運動時，由于只有重力做功，故機械能守恒；故A正確；運動員在空中勻減速下落時，動能和重力勢能均減小，故機械能不守恒；故B錯誤；人乘電梯勻加速上升，重力勢能和動能都增加，機械能增加，選項C錯誤；物體沿斜面勻速下滑時，動能不變，而重力勢能減小，所以機械能一定減?。还蔇錯誤；故選A?！绢}目點撥】對于機械能是否守恒的判斷，關(guān)鍵掌握機械能守恒的條件，也可以從能量轉(zhuǎn)化的角度進行分析；兩種方法要注意靈活應(yīng)用．7、BD【解題分析】

AB．在剛拋出時，物體的動能為，重力勢能為mgH，機械能為，根據(jù)機械能守恒可知：物體在A點的機械能等于物體在剛拋出時的機械能，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)機械能守恒得：，則，故C錯誤，D正確。8、BC【解題分析】本題考查天體運動、萬有引力定律、牛頓運動定律及其相關(guān)的知識點．雙中子星做勻速圓周運動的頻率f=12Hz（周期T=1/12s），由萬有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，聯(lián)立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，選項B正確A錯誤；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，聯(lián)立解得：v1+v2=2πfr，選項C正確；不能得出各自自轉(zhuǎn)的角速度，選項D錯誤．【題目點撥】此題以最新科學發(fā)現(xiàn)為情景，考查天體運動、萬有引力定律等．9、AD【解題分析】

A．把AB兩物塊（包括細繩）看成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)所受合力為零，所以系統(tǒng)機械能守恒，物塊A重力勢能的減少量等于A、B兩物塊動能的增加量，故A正確；B．如圖所示所以，故B錯誤；C．當B運動到滑輪正下方時，B的速度在豎直方向的分量為0，所以此時A的速度為0，則在這個過程中A的速度先增大后減小，動能先增大后減小，故C錯誤；D．對A受力分析，A受重力和細繩拉力，根據(jù)功能關(guān)系可知：除重力以為其他力做的功等于物體機械能的變化量，故D正確。故選AD。10、BD【解題分析】

考查帶電粒子在電場中運動規(guī)律，根據(jù)電場力做正負功判斷動能、電勢能變化?！绢}目詳解】A．由等勢線可以畫出電場線，因等差等勢線間距相等，說明電場為勻強電場，粒子在c處加速度等于在b處的加速度，故A不符合題意。B．粒子只受電場力作用，電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，說明粒子帶正電。故B符合題意。C．粒子從a運動到c過程中，電場力做負功，動能不斷減小。故C說法不符合題意。D．粒子在C處電勢能為20ev，C點電勢為20v，由EP【題目點撥】物體做曲線運動時，合力一定指向軌跡內(nèi)側(cè)，只有電場力做功時，粒子動能、電勢能總和不變。根據(jù)等勢線可以畫出電場線，電場線垂直等勢線，且從高電勢指向低電勢。11、BC【解題分析】A、根據(jù)萬有引力提供向心力，即，則可知，由于火星軌道半徑大于地球軌道半徑，即火星的線速度小于地球的線速度，故選項A錯誤；B、由得：地球加速度大于火星，選項B正確；C、根據(jù)萬有引力提供向心力，即，由得：由于海王星半徑大于天王星的半徑，故海王星的周期大于天王星的周期，選項C正確；D、假設(shè)天王星和海王星質(zhì)量相等，天王星變軌到海王星軌道需要外力推動做正功，機械能增加，所以海王星機械能大于天王星機械能，選項D錯誤．點睛：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一重要理論，并能靈活運用，知道線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系，并能熟記．12、AD【解題分析】A、B組成的系統(tǒng)所受的外力之和為零，動量守恒，總動量為mv，則彈簧壓縮最短時，A、B系統(tǒng)總動量仍然為mv，故A正確．彈簧壓縮到最短時，A、B速度相等，則A的動量不為零．故B錯誤，D正確．A在壓縮彈簧的過程中，B做加速運動，A做減速運動，彈簧壓縮量最大時，速度相等，然后B繼續(xù)加速，A繼續(xù)減速．所以彈簧壓縮最短時，B的動量未達到最大值．故C錯誤．故選AD．點睛：解決本題的關(guān)鍵知道動量守恒定律的條件，通過分析兩個物體運動的物理過程，分析兩物體的距離變化，知道速度相等時，彈簧壓縮量最大．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、AC【解題分析】

(1)在探究平拋運動的過程，在上圖中，改變小球距地面的高度和打擊力度，都是同時落地，說明小球A在豎直方向上的運動為自由落體運動．故選A．(2)水平方向的分運動在時間相等內(nèi)有相等的位移，，代表勻速直線運動，故選C.【題目點撥】本題直觀的驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律，解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學公式靈活求解．14、平拋運動的物體在豎直方向上的分運動為自由落體運動5×10－20.98【解題分析】

第一空.在打擊金屬片時，兩小球同時做平拋運動與自由落體運動。結(jié)果同時落地，則說明平拋運動在豎直方向的