湖北省钢城四中2024届高一物理第二学期期末质量跟踪监视试题含解析

湖北省钢城四中2024届高一物理第二学期期末质量跟踪监视试题考生须知：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)如图，汽车向左开动，系在车后缘的绳子绕过定滑轮拉着重物M上升，当汽车向左匀速运动时，重物M将（）A．匀速上升 B．加速上升 C．减速上升 D．无法确定2、(本题9分)广场上常常见到“套圈圈”的游戏，某大人和小孩先后直立在界外同一位置，可视为在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，若滑轮其它因素影响，小圆环的运动可以简化为平抛运动（如图所示），下列说法正确的是A．大人抛出的圆环运动时间较短B．小孩抛出圆环的位移较小C．小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量减小D．小孩应以较小的速度抛出圆环3、(本题9分)“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，其运动经过简化可以看成圆锥摆模型．如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，长为L的悬线与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度取g，下列说法正确的是()A．小球受重力、拉力和向心力的作用B．悬线对小球的拉力C．小球运动的角速度D．保持角速度不变，增大小球质量，则夹角将减小4、(本题9分)如图是电场中某区域的电场线图，电场中的三个点A、B、C的电场强度分别为EA、EB、EC，，则关于EA、EB、EC大小的判断，正确的是（）A．EA＞EB＞EC B．EB＞EC＞EA C．EC＞EA＞EB D．EB＞EA＞EC5、下列各图中，能正确表示一对等量异种电荷电场线分布的是A． B． C． D．6、(本题9分)如图所示，体操运动中有一个动作叫单臂大循环。某次运动中运动员恰好可自由地完成圆周运动。假设运动员质量为m，单臂悬挂时手掌到运动员重心的距离是L，重力加速度为g，不计空气阻力及手掌与杠间的摩擦力，则该运动员A．在最高点时速度为零 B．在最高点时手臂受到的弹力为零C．在最低点处线速度大小为 D．在最低点时手臂受到的拉力为5mg7、(本题9分)已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有A．月球的质量 B．地球的质量C．地球的半径 D．月球绕地球运行速度的大小8、(本题9分)如图所示，为码头拖船作业的示意图，质量为的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平。当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为时，轮船的加速度大小为，绳的拉力对船做功的功率为，汽车受到的阻力大小为，轮船的速度大小为，则下列说法正确的是（）A．此时汽车的加速度为B．此时绳的拉力C．此时汽车的速度为D．此时汽车牵引力的功率9、(本题9分)2017年5月23日，第八届中国卫星导航学术年会在上海召开，本届年会以“定位，万物互联”为主题．据悉中国将于2017年下半年开始发射北斗三号卫星．北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（）A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速B．该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐减小C．该卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能D．该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度10、(本题9分)2013年12月2日，探月工程“嫦娥三号”成功发射．“嫦娥三号”的主要任务有两个，一个是实现月面软着陆，二是实现月面巡视勘察．如图所示，设月球半径为R，“嫦娥三号”在半径为4R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动，则“嫦娥三号”（）A．在轨道Ⅱ上的A点运行速率大于B点速率B．在轨道Ⅲ上B点速率小于在轨道Ⅱ上B点的速率C．在轨道Ⅰ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度D．在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上运行的周期关系TⅠ＜TⅡ＜TIII11、(本题9分)如图，一内壁为半圆柱形的凹槽静止在光滑水平面上，质量为M，内壁光滑且半径为R,直径水平；在内壁左侧的最髙点有一质量为m的小球P,将p由静止释放，则（）A．P在下滑过程中，凹槽对P的弹力不做功B．P在到达最低点前对凹槽做正功，从最低点上升过程中对凹槽做负功C．m和M组成的系统动量守恒D．凹槽的最大动能是12、如图为某运动员低空跳伞表演，假设质量为m的运动员在下落高度h的一段过程中受恒定阻力作用，匀加速下落的加速度为g(g为重力加速度)。在该运动过程中，下列说法正确的是（）A．运动员的重力势能减少了mghB．运动员的动能增加了mghC．运动员克服阻力所做的功为mghD．运动员的机械能减少了mgh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)某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。a.为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。（选填“>”“<”“＝”）b.其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。14、（10分）图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：（1）纸带的______端与重物相连；填“左”或“右”（2）打点计时器打下点B时，物体的速度______(保留两位有效数字；（3）从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量______J，此过程中物体动能的增加量______J；（g=9.8m/s2，以上两空均保留两位有效数字（4）通过计算，______填“”“”或“”，这是因为______；（5）实验的结论是______．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，一个质量为1.0×10-4kg的带电小球，穿过一根光滑的绝缘杆，置于场强为2.0×102N/C的水平向右的匀强电场中，杆与水平面夹角为37°.小球刚好匀速下滑，问：(1)小球带的电量为多少?(2)杆上A、B两点相距10cm，小球由A运动至B电场力所做的功多大?A、B两点的电势差UAB为多大?(sin37°=0.6，cos37°=0.8)16、（12分）天文观测到某行星有一颗以半径R、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m．求：（1）该行星的质量M是多大?（2）如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的1/10，那么行星表面处的重力加速度是多大?17、（12分）(本题9分)如图所示，一个人用一根长1m，最大承受拉力为74N的绳子，拴着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度为h＝6m．转动中小球在最低点时绳子恰好断裂(g取10m/s2),求：(1)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？(2)绳断后到小球落地这一过程，小球重力的平均功率是多少？(3)小球落地瞬间，小球重力的瞬时功率是多少？

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、B【解题分析】

考查运动的合成与分解的应用，掌握牛顿第二定律的内容，注意正确将小车的运动按效果进行分解，小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，其中沿绳方向的运动与物体上升的运动速度相等．【题目详解】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设绳子与水平面的夹角为θ，由几何关系可得：vM=vcosθ，因v不变，而当θ逐渐变小，故vM逐渐变大，物体有向上的加速度，故B正确，ACD错误．2、B【解题分析】设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：t=，水平方向位移x=vt=v，平抛运动的时间由高度决定，可知大人抛出圆环的时间较长，故A错误；小孩抛出圆环时水平位移和大人相同，竖直位移小于大人的竖直位移，可知小孩的位移较小，选项B正确；环做平抛运动，则单位时间内速度变化量△v=gt=g，所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故C错误．小孩抛出的圆环运动时间较短，如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则小孩要以较大的速度抛出圈圈，故D错误；故选B．点睛：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．3、C【解题分析】对摆球进行受力分析，受重力mg和绳子的拉力T作用，如图所示：在竖直方向上，合力为零，则

在水平方向上，合力提供向心力，有：

有几何关系可知：

联立解得：，可知角速度、夹角与质量无关，即当角速度不变，增大小球质量，则夹角不变，故选项C正确，选项ABD错误．点睛：该题是一个圆锥摆模型，对于圆周摆，在竖直方向上受力平衡，在水平方向上的合力提供向心力，结合向心力公式求解．4、D【解题分析】

电场线的疏密表示电场强度的大小，由图看出，B处电场线最密，场强最大，C处电场线最疏，场强最小，则A、B、C三点电场强度的大小关系，所以EB＞EA＞EC.故选D．5、C【解题分析】

根据电场线的特点：电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止。可知C图能正确表示一对等量异种电荷电场线分布。A.A图与结论不相符，选项A错误；B.B图与结论不相符，选项B错误；C.C图与结论相符，选项C正确；D.D图与结论不相符，选项D错误；6、B【解题分析】

根据动能定理，通过顶点的速度求出最低点的速度，根据牛顿第二定律，抓住径向的合力提供向心力，求出手臂作用力的大小。【题目详解】若人体恰好可自由地完成圆周运动转过最高点，知手臂的支持力为0，则有，解得故A错误，B正确。根据动能定理得，，解得故C错误。根据牛顿第二定律有：，解得。故D错误。故选B。【题目点拨】解决本题的关键知道人体恰好在自由通过最高点的临界情况，通过牛顿第二定律和动能定理进行求解。注意“恰好自由通过”和“恰好通过”的区别。7、BD【解题分析】试题分析：研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式=M=，所以可以估算出地球的质量，不能估算出月球的质量，故A错误，B正确．C、由于不知道地球表面的重力加速度，也不知道近地卫星的线速度或者周期，所以无法求出地球的半径，故C错误．D、研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据圆周运动知识得：月球绕地球运行速度的大v=，故D正确．故选BD．8、ABD【解题分析】由加速度、速度分解此时汽车的速度为，此时汽车的加速度为，A正确C错误；此时绳的拉力为，B正确；对汽车，根据牛顿第二定律得，解得此时拉力为，故此时汽车牵引力的功率为，D正确．【题目点拨】解决本题的关键掌握功率与牵引力和速度的关系，注意船的速度和车的速度大小不等，船在沿绳子方向的分速度等于车的速度大小．9、CD【解题分析】该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处加速，选项A错误；该卫星在轨道从轨道1到轨道2需要点火加速，则机械能增加；从轨道2再到轨道3，又需要点火加速，机械能增加；故该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增加，选项B错误；根据可知，该卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度，则卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能，选项C正确；根据可知，该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度，选项D正确；故选CD.10、BC【解题分析】解:A、在轨道II上A点是远月点,而B点是近月点,从A向B运动引力对卫星做正功,卫星速度增大,故在A点速率小于在B点速率,故A错误;

B、在轨道II上经过B点时,卫星做离心运动,所需向心力大小该点万有引力,而在轨道III上经过B点时万有引力刚好提供圆周运动向心力,同在B点万有引力相等,根据向心力公式mv2R可以知道,在轨道II上经过B点时的速度大所以B选项是正确的;

C、在A点卫星的加速度都是由万有引力产生加速度,故同一点卫星的加速度相同,跟卫星轨道无关,所以C选项是正确的;

D、根据万有引力提供圆周运动向心力有G11、BCD【解题分析】

P在下滑过程中，凹槽要向左退．凹槽对P的弹力要做功．根据力与位移的夹角分析P对凹槽做功情况．根据系统水平动量守恒和机械能守恒分析P到达内壁右端最高点的位置．P下滑到最低点时凹槽动能最大，根据系统水平动量守恒和机械能守恒求凹槽的最大动能．【题目详解】P在下滑过程中，P对凹槽有斜向左下方的压力，凹槽要向左运动，则凹槽对P的弹力与P相对于地面的速度不垂直，所以凹槽对P的弹力要做功，A错误；P在到达最低点前对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为锐角，则P对凹槽做正功，P从最低点上升过程对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为钝角，P对凹槽做负功，B正确；m和M组成的系统外力为零，故系统动量守恒，P下滑到最低点时凹槽动能最大，取水平向右为正方向，根据系统水平动量守恒和机械能守恒得，根据机械能守恒定律可得；凹槽的最大动能，联立解得，CD正确．12、BD【解题分析】

A、运动员在下落高度h的一段过程中，重力做功mgh，运动员的重力势能减少了mgh，故A错误。B、运动员在下落高度h的一段过程中，合外力的功W合=mah=mgh，根据动能定理W合=Ek，运动员的动能增加了mgh，故B正确。CD、根据牛顿第二定律mg-Ff=ma，运动员受到的阻力Ff=mg，在下落高度h的过程中，运动员克服阻力所做的功Wf=mgh，根据能量守恒，运动员的机械能减少了mgh，故C错误，D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点>44.80m1【解题分析】

第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.第三空.实验装置中的重锤线起的作用是：记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；第四空.为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。第六空.碰前动量：m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙cm；碰后总动量：m1∙OM+m2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g∙cm；即m1第七空.物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力--重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。14、左下落过程中存在阻力做功在实验误差范围内，，机械能守恒【解题分析】

第一空.物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连．第二空.利用匀变速直线运动的推论；第三空.重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501J=0.49J．第四空.物体动能的增加量EkB=mvB2