湖北省十堰市张湾区东风高中2024届物理高一第二学期期末学业质量监测模拟试题含解析

湖北省十堰市张湾区东风高中2024届物理高一第二学期期末学业质量监测模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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)如图所示，倒L型的轻杆一端固定一个质量为m的小球（可视为质点），L杆可围绕竖直轴（）以角速度的匀速转动。若小球在水平面内作圆周运动的半径为R，则杆对球的作用力大小为A． B．C． D．不能确定2、(本题9分)如图所示,将一个半圆形轨道固定在竖直面内,一滑块从左侧轨道的最高点沿轨道的切线进入轨道,之后沿轨道滑到最低点的过程中其速率不变,则（）A．滑块下滑过程中机械能守恒B．滑块下滑过程中所受合外力大小不变C．滑块下滑过程中重力的功率不变D．滑块沿右侧轨道上升过程中速率也不变3、(本题9分)气象研究小组用图示简易装置测定水平风速．在水平地面上竖直固定一直杆，半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来．已知风力大小正比于风速，当风速v0＝3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°，则下列说法正确的是（）A．细线拉力的大小为B．细线的拉力与风力的合力大小大于mgC．风速增大到某一值时，可能等于90°D．风速变为原来的两倍，则一定变为原来的两倍4、已知某星球的质量为M，星球的半径为R，引力常量为G，它的一颗卫星绕该星球做匀速圆周运动离星球表面的高度也为R，则卫星在圆轨道上运行的速率为（）A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示,木块B上表面是水平的,当木块A置于B上,并与B保持相对静止,一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,在下滑过程中()A．A所受的合外力对A不做功 B．B对A的弹力做正功C．B对A的摩擦力做负功 D．A对B不做功6、(本题9分)在下列物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A．物体在空中做平抛运动B．跳伞运动员在空中匀减速下落C．人乘电梯匀加速上升D．物体沿斜面匀速下滑7、(本题9分)在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，若以地面作为重力势能的零参考平面，正确的说法是（）A．物体在A点的机械能为B．物体在A点的机械能为C．物体在A点的动能为D．物体在A点的动能为8、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度9、(本题9分)质量相同的两物块A、B，用不可伸长的轻绳跨接在光滑的轻质定滑轮两侧，物块B套在一光滑的细杆上，初始时用一水平力F把B拉到如图所示位置。使A、B均处于静止状态。撤去水平力F后，A向下运动，B向右运动，从开始运动到B运动到滑轮正下方的过程中，下列说法正确的是（）A．物块A重力势能的减少量等于A、B两物块动能的增加量B．物块A的速度大于物块B的速度C．物块A的动能一直增大D．细绳对物块A做的功等于物块A机械能的变化量10、(本题9分)如图所示的虚线为电场中的三条等势线，三条虚线平行且等间距，电势分别为10V、15V、20V，实线是仅受电场力的带电粒子的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，粒子在c点处的电势能为20eV，粒子在b点的动能为20eV，下列说法正确的是A．粒子在c处加速度大于在b处的加速度B．粒子带正电C．粒子从a运动到c过程中动能不断增加D．粒子在a点的动能为25eV11、(本题9分)下图为八颗行星绕太阳公转轨迹示意图，假设上述行星及小行星带上的行星绕太阳运动轨迹均可看成圆周，忽略行星之间万有引力作用．则下列关于各行星绕太阳做圆周运动的说法中正确的是()A．火星做圆周运动的线速度大于地球做圆周运动的线速度B．火星做圆周运动的加速度小于地球做圆周运动的加速度C．海王星做圆周运动的周期大于天王星做圆周运动的周期D．假设海王星的质量等于天王星的质量，则海王星做圆周运动的动能与它的势能之和小于天王星动能与势能之和12、(本题9分)光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法正确的是()A．A、B系统总动量仍然为mvB．A的动量变为零C．B的动量达到最大值D．A、B的速度相等二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学做探究平抛运动规律的实验，其实验过程如下：（1）该同学首先采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向弹出，同时B球被释放自由下落，观察到两球同时落地；改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，此实验现象说明___________．A．平抛运动竖直方向上做自由落体运动B．平抛运动竖直方向上做匀速直线运动C．平抛运动水平方向上做匀速直线运动D．平抛运动水平方向上做自由落体运动（2）该同学采用频闪摄影的方法拍摄A球一次做平抛运动的照片如图乙，发现做平抛运动的小球经过相同的一段时间在水平方向上的位置向右移动一格，此实验现象说明：___________________________________________________．14、（10分）有甲、乙两组同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验:(1)甲组同学采用如图1所示的装置用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______________。(2)乙组同学采用频闪照相法拍摄到如图2所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格对应的实际边长为L＝2.45cm，则由图可求得拍摄时每隔_____s曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s.(g=9.8m/s2)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)探索火星是人类不懈的追求。假设将来我们登上火星后,在火星表面上用弹簧测力计测量一质量为的物体所受的重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为。一卫星在火星表面附近绕火呈做匀速圆周运动,其环绕期为。已知引力常量为.认为火星是一个质量分布均匀的球体,不计火星自转的影响。求:(1)火星的半径和质量:(2)卫星绕火星运行的速度大小。16、（12分）如图，民航客机机舱紧急出口的气囊可看作一条连接出口与地面的斜面，若斜面高3m，长6m。质量为60kg的人从出口无初速滑下，滑下时人所受的阻力大小是220N，将人看作质点，求：（1）人从出口滑到地面过程中重力所做的功；（2）人刚滑到地面前的速度大小；（3）人刚滑到地面前瞬间克服阻力做功的瞬时功率。17、（12分）(本题9分)如图所示，倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力.求：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小；（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小；（3）滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功．

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、A【解题分析】

杆对小球的作用力的一个分力平衡了小球竖直方向的重力，另一个分力提供了小球水平圆周运动的向心力，所以杆对小球的作用力：，BCD错误A正确2、B【解题分析】

滑块下滑的过程中做匀速圆周运动，则动能不变，重力势能减小，机械能减小，选项A错误；滑块下滑的过程中做匀速圆周运动，合外力提供向心力，可知合力的大小不变，方向时刻改变，故B正确．重力不变，匀速运动的速度大小不变，速度在竖直方向上的分速度逐渐减小，则重力的功率减小，故C错误．在右侧轨道,滑块所受合力沿切线方向的分力与瞬时速度相反,故滑块做减速运动，选项D错误；故选B.3、A【解题分析】

小球受重力、细线拉力和风力处于平衡，小球的受力如图所示，根据共点力平衡得，，细线拉力和风力的合力等于mg，故A正确，B错误．因为风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，则θ不可能等于90°，故C错误．当风速v0=3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°，则风力F=mgtan30°，当θ=60°时，风力不是原来的2倍，则风速也不是原来的2倍，故D错误．故选A．【题目点拨】本题考查了共点力平衡的基本运用，关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，知道拉力与重力和风力的合力等值反向．4、B【解题分析】

根据万有引力提供向心力得，解得，故选项B正确，ACD错误。5、D【解题分析】木块向下加速运动，故动能增加，由动能定理可知，木块A所受合外力对A做正功，故A错误；A、B整体具有沿斜面向下的加速度，设为a，由牛顿第二定律可知a=gsinθ；将a正交分解为竖直方向分量a1，水平分量a2，如图所示，

由于具有水平分量a2，故必受水平向摩擦力f，A受力如图所示，所以支持力做负功，摩擦力做正功，故BC错误；由牛顿第二定律得；竖直方向上；mg-N=ma1

；水平方向上：f=ma2

假设斜面与水平方向的夹角为θ，摩擦力与弹力的合力与竖直方向夹角为α，由几何关系得；

a1=gsinθsinθ

；a2=gsinθcosθ

；tanα=联立得：tanα==tanθ，即α=θ

所以B对A的作用力与斜面垂直，所以B对A不做功，由牛顿第三定律得，A对B的作用力垂直斜面向下，所以A对B也不做功，故D正确，故选D．点睛：判断外力是否做功及功的正负可根据做功的条件是否做功，再根据力与位移方向的夹角判断功的正负，也可以根据力与速度方向的夹角判断功的正负．6、A【解题分析】

物体在空中做平抛运动时，由于只有重力做功，故机械能守恒；故A正确；运动员在空中匀减速下落时，动能和重力势能均减小，故机械能不守恒；故B错误；人乘电梯匀加速上升，重力势能和动能都增加，机械能增加，选项C错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，而重力势能减小，所以机械能一定减小；故D错误；故选A。【题目点拨】对于机械能是否守恒的判断，关键掌握机械能守恒的条件，也可以从能量转化的角度进行分析；两种方法要注意灵活应用．7、BD【解题分析】

AB．在刚抛出时，物体的动能为，重力势能为mgH，机械能为，根据机械能守恒可知：物体在A点的机械能等于物体在刚抛出时的机械能，故A错误，B正确；CD．根据机械能守恒得：，则，故C错误，D正确。8、BC【解题分析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，联立解得：v1+v2=2πfr，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．【题目点拨】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．9、AD【解题分析】

A．把AB两物块（包括细绳）看成一个系统，系统所受合力为零，所以系统机械能守恒，物块A重力势能的减少量等于A、B两物块动能的增加量，故A正确；B．如图所示所以，故B错误；C．当B运动到滑轮正下方时，B的速度在竖直方向的分量为0，所以此时A的速度为0，则在这个过程中A的速度先增大后减小，动能先增大后减小，故C错误；D．对A受力分析，A受重力和细绳拉力，根据功能关系可知：除重力以为其他力做的功等于物体机械能的变化量，故D正确。故选AD。10、BD【解题分析】

考查带电粒子在电场中运动规律，根据电场力做正负功判断动能、电势能变化。【题目详解】A．由等势线可以画出电场线，因等差等势线间距相等，说明电场为匀强电场，粒子在c处加速度等于在b处的加速度，故A不符合题意。B．粒子只受电场力作用，电场力指向轨迹内侧，说明粒子带正电。故B符合题意。C．粒子从a运动到c过程中，电场力做负功，动能不断减小。故C说法不符合题意。D．粒子在C处电势能为20ev，C点电势为20v，由EP【题目点拨】物体做曲线运动时，合力一定指向轨迹内侧，只有电场力做功时，粒子动能、电势能总和不变。根据等势线可以画出电场线，电场线垂直等势线，且从高电势指向低电势。11、BC【解题分析】A、根据万有引力提供向心力，即，则可知，由于火星轨道半径大于地球轨道半径，即火星的线速度小于地球的线速度，故选项A错误；B、由得：地球加速度大于火星，选项B正确；C、根据万有引力提供向心力，即，由得：由于海王星半径大于天王星的半径，故海王星的周期大于天王星的周期，选项C正确；D、假设天王星和海王星质量相等，天王星变轨到海王星轨道需要外力推动做正功，机械能增加，所以海王星机械能大于天王星机械能，选项D错误．点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能熟记．12、AD【解题分析】A、B组成的系统所受的外力之和为零，动量守恒，总动量为mv，则弹簧压缩最短时，A、B系统总动量仍然为mv，故A正确．弹簧压缩到最短时，A、B速度相等，则A的动量不为零．故B错误，D正确．A在压缩弹簧的过程中，B做加速运动，A做减速运动，弹簧压缩量最大时，速度相等，然后B继续加速，A继续减速．所以弹簧压缩最短时，B的动量未达到最大值．故C错误．故选AD．点睛：解决本题的关键知道动量守恒定律的条件，通过分析两个物体运动的物理过程，分析两物体的距离变化，知道速度相等时，弹簧压缩量最大．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AC【解题分析】

(1)在探究平抛运动的过程，在上图中，改变小球距地面的高度和打击力度，都是同时落地，说明小球A在竖直方向上的运动为自由落体运动．故选A．(2)水平方向的分运动在时间相等内有相等的位移，，代表匀速直线运动，故选C.【题目点拨】本题直观的验证了平抛运动在竖直方向上的运动规律，解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．14、平抛运动的物体在竖直方向上的分运动为自由落体运动5×10－20.98【解题分析】

第一空.在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动。结果同时落地，则说明平抛运动在竖直方向的