2024届湖北省武汉新区第一学校物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

2024届湖北省武汉新区第一学校物理高一第二学期期末学业质量监测试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、如图，开口向下的玻璃管竖直插在水印漕中，管内封闭了一定质量的气体，管内液面高与水印漕中液面。保持气体温度不变，缓慢的将玻璃管向下压。能描述该过程中管内气体变化的图像是（箭头表示状态变化的方向）（）A． B．C． D．2、(本题9分)做平抛运动的物体落地时水平方向速率与竖直方向速率相等，则其水平位移与竖直位移之比为A．1：1 B．：1 C．2：1 D．1：23、(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4、在距水平地面一定高度处以初速度v0水平抛出一个质量为mA．小球质量m越大，在竖直方向上下落越快B．由x=vC．在任意连续相等时间内，小球下落高度之比为1：3：5：……D．由h=15、(本题9分)在采煤方法中，有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下．今有一采煤用水枪，由枪口射出的高压水流速度为v．设水的密度为ρ，水流垂直射向煤层表面，若水流与煤层作用后速度减为零，则水在煤层表面产生的压强为（）A． B． C． D．6、(本题9分)物体运动的速度图象如下图所示，以下说法正确的是()A．物体在0～2s内做匀加速直线运动B．物体在2～4s内做匀减速直线运动C．物体在0～8s内一直做匀变速直线运动D．物体在0～8s内一直朝一个方向运动7、(本题9分)如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg的滑块A．半径R＝0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A、B连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A、B均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A一个水平向右的恒力F＝50N（取g=10m/s2）．则（）A．把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20JB．小球B运动到C处时的速度大小为0C．小球B被拉到与滑块A速度大小相等时，离地面高度为0.225mD．把小球B从地面拉到P的正下方C时，小球B的机械能增加了20J8、(本题9分)质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，其轨道半径、线速度大小和向心加速度大小分别为r、v、a，引力常量为G，则在该卫星所受到的地球引力大小的下列各种表达式中，正确的是A．B．C．D．9、(本题9分)质量为1kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示．已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．x＝1m时速度大小为1m/sB．x＝3m时物块的加速度大小为2.5m/s2C．在前4m位移过程中拉力对物块做的功为13JD．在前4m位移过程中克服摩擦力做功为8J10、(本题9分)图甲为一列简谐横波在t=2s时的波动图像，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图像。则下列说法中正确的是（）A．该波的波速大小为1m/sB．该波沿x轴负方向传播C．t=1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度的方向均为发生改变二、实验题11、（4分）利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F1，图中B点的值为F2。（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________；（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F1”、“F2”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。12、（10分）如图所示，某研究性学习小组探究“动能定理”设计了如下实验：水平轨道B（动摩擦因数视为相同）固定在水平桌面上，弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处，将滑块C以相同的初动能弹射出去，滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面。（已知重力加速度为g）根据上述实验，回答下列问题：(1)若CO间距离为L，滑块被弹射后,在水平轨道上的运动过程克服摩擦力做功为W，改变弹簧装置位置,当CO=L/2时，滑块在水平轨道上克服摩擦力做功为：________。(2)如果要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有______（要求明确写出物理量的名称和对应的符号）。末动能EK=____________（只用字母表示）。三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接，在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场．现有一质量为m、电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示，小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)．已知A、B间距离为2R，重力加速度为g，在上述运动过程中，求：（1）小球经过C点的速度大小（2）小球经过半圆轨道上与圆心O等高处D点的速度大小（3）电场强度E的大小（4）小球在圆轨道上运动时的最大速率14、（14分）(本题9分)如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为m=5×l03kg的汽车，正以vl=l0m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的0-t图象如图乙所示，在t=20s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率P=5×l04W，且保持不变．假设汽车在AB和BC路段上运动时所受的阻力不同但都各自恒定，汽车可看成质点．求：(1)汽车在AB、BC路段上所受的阻力fi和f2；(2)BC路段的长度x．15、（13分）(本题9分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度ｖ0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从Ａ开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，求：（1）碰撞过程中C物块受到的冲量大小；（2）B、C碰撞前弹簧压缩到最短时的弹性势能与B、C碰撞后弹簧压缩到最短时的弹性势能之比；

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、A【解析】

ABCD．根据理想气体状态方程：，对于一定量的理想气态在温度不变时有pV为常数，由数学知识知p-V图线为双曲线，缓慢的将玻璃管向下压，则封闭气体体积减小，故对应图象为A；故A项正确，B、C、D项错误.2、C【解析】

根据得则水平位移竖直位移则故C正确，ABD错误；故选C．【点睛】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直速率和水平速率相等求出运动的时间，从而根据位移公式求出水平位移和竖直位移．3、B【解析】

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.4、D【解析】

A.不计空气阻力，小球只受重力，下落时加速度为g，与质量无关，所以小球在竖直方向上下落快慢与质量无关，故A项不符合题意；BD.由h=1t=2知小球未落地前下落的高度越大，飞行时间越长，与初速度无关；故B项不符合题意，D项符合题意；C．平抛运动在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论知，从初始时刻起，在连续相等时间内，小球下落高度之比为1：3：5：……，故C不符合题意。5、A【解析】设水流的横截面积为S，则t时间内喷水质量为：m=ρSvt以该运动方向为正方向，对其与墙壁碰撞过程采用动量定理（水平分运动），有：﹣Ft=0﹣mv压强为：联立解得：P=ρv2故选择A.【点睛】先求出时间t内喷出水的质量m，再对质量为m的水分析，其水平方向经过t时间与煤层的竖直表面碰撞后速度减小为零，根据动量定理列式，再根据压强公式列式求解水对煤层的压强．6、ABD【解析】图像的斜率等于加速度，物体在0～2s内加速度恒定，速度均匀增加，做匀加速直线运动，选项A正确；物体在2～4s内速度均匀减小，做匀减速直线运动，选项B正确；物体在0～8s内加速度的方向不断变化，不是一直做匀变速直线运动，选项C错误；物体在0～8s内速度一直为正值，则一直朝一个方向运动，选项D正确；故选ABD.7、ACD【解析】解：把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F的位移为：，则力F做的功WF=Fx=20J，选项A正确；把小球B从地面拉到P点正下方C点时，此时B的速度方向与绳子方向垂直，此时A的速度为零，设B的速度为v，则由动能定理：，解得v=m/s，选项B错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m选项C正确；B机械能增加量为F做的功20J，D正确本题选ACD8、ABD【解析】质量为m的卫星绕质量为M的地球作匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：，故ABD正确，C错误；故选ABD.【点睛】根据万有引力定律求解卫星受到的万有引力，根据卫星围绕地球做匀速圆运动也可以求解万有引力，要注意向心力表达式中的m应为卫星的质量．9、BD【解析】

A.由图象可知，x=1m时动能为：Ek1=1J，由得：，故A错误。B.由动能定理得：F合△x=△Ek，得，可知Ek-x图象的斜率等于合外力，因此物体在0-1m内和1-4m内都做匀加速直线运动。在1～4m内，，则加速度，则x=3m时物块的加速度大小为1.5m/s1．故B正确；C.对物体运动全过程，由动能定理得：WF-μmgx=Ek1-0，x=4m，代入数据解得：WF=17J，故C错误D.在前4m位移过程中克服摩擦力做功为Wf=μmgx=8J，选项D正确；10、ABC【解析】

A.由图可知，周期T＝4.0s，波长λ＝4m，则波速，故A正确；B.x＝2m处的质点P在t＝2s时刻向下振动，根据“同侧法”知，波沿x轴负方向传播，故B正确；C.由图2可知，当t＝1s时，质点P在最大位移处，此时的加速度最大，速度等于0，故C正确；D.由图可知，在0−2s内质点的位移为正加速度的方向始终向下；在0−1s内质点向正最大位移处运动，速度方向为正；而1−2s内质点从最大位移处向平衡位置处移动，所以速度的方向为负。故D错误。二、实验题11、（1）悬点到球心的距离L（2）【解析】

解：(1)(2)小球在最低点时，绳子的拉力最大，则由牛顿第二定律可得，解得，小球从到的过程中，动能改变量的大小为；小球在最高点时，绳子的拉力最小，则有，即，小球摆到最高点时与最低点的高度差，小球从到的过程中，重力势能改变量的大小为；若小球从到的运动过程机械能守恒定律则有，验证机械能守恒定律成立的表达式为，由于小球的质量已知，和通过力传感器可以读出，所以要利用小球从到的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是悬点到球心的距离。12、W2滑块质量m，桌面到地面的高hmg【解析】

(1)滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，受到重力、支持力和滑动摩擦力，重力支持力不做功，只有摩擦力做负功，若CO=L，克服摩擦力做功为W=μmgL，当CO=L2(2)滑块从O点抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则运动时间t=2hg，水平方向做匀速直线运动,则平抛运动的初速度v=xt=xg2h三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（1）；（2）；(3)；(4)【解析】(1)设小球过C点速度为,小球从A到C过程,根据动能定理,有小球离开C点后做平抛运动到P点，水平方向：竖直方向:得：，(2)设小球运动到圆周D点时速度最大,设为v,此时OD与竖直线OB夹角设为,小球从A运动到D过程,根据动能定理：当时动能最大,得:综上所述本题答案是：(1)（2）点睛：本题关键是明确小球的受力情况和运动情况，然后根据动能定