湖北省西南三校合作体2023-2024学年物理高一下期末学业质量监测试题含解析

湖北省西南三校合作体2023-2024学年物理高一下期末学业质量监测试题考生请注意：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)两个质量相同的物体放在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数相同，因为水平方向受到的拉力大小不同，A做匀速运动，B做变速运动，则它们受到的滑动摩擦力大小（）A．FA＞FBB．FA＝FBC．FA＜FBD．不能确定2、(本题9分)质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H在这个过程中，下列说法中正确的有()A．物体的重力势能增加了FHB．物体的动能减少了mgHC．物体的机械能增加了FHD．物体重力势能的增加量小于动能的减少量3、(本题9分)如图，质量相同的两物体、，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，在水平桌面的上方，在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使、静止，撤去此压力后，开始运动，在下降的过程中，始终未离开桌面。在此过程中A．的动能小于的动能B．两物体机械能的变化量相等C．的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D．绳的拉力对所做的功与对所做的功的代数和不为零4、(本题9分)如图所示.质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知与水平方向的夹角，重力加速度，则（）A．推力做的功为B．推力的功率为C．物体克服摩擦力做功为D．物体与水平面间的动摩擦因数为5、(本题9分)某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（）A． B．C． D．6、(本题9分)2017年9月29日我国成功用长征二号丙运载火箭将3颗新型卫星送入轨道，如图是火箭点火升空瞬间时的照片，在这一瞬间关于火箭的判断，下列说法正确的是（）A．火箭对燃气的作用于力大于燃气对火箭的推进力B．燃气对火箭的推进力等于火箭的重力C．火箭的速度很小，但加速度可能较大D．火箭的速度很大，所以加速度也很大7、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、发射地球同步卫星并不是直接把卫星送到同步轨道上，而是分为几个过程。如图所示，首先把卫星发射至近地圆轨道1，然后在A点经过短时间点火使其在轨道2上沿椭圆轨道运行，最后在远地点的B点再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。卫星在轨道1和轨道3上的运动都可以看作匀速圆周运动，不计卫星在运动过程中的质量变化，关于该卫星下列说法中正确的是（）A．同步轨道3所在的平面不可能经过南北两极B．在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能C．卫星在B点从轨道2进入轨道3时需要点火使卫星减速D．在轨道1上经过A点时的加速度小于它在轨道2上经过A点的加速度9、(本题9分)2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆。为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国于2018年5月21日成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”如图所示，“鹊桥号”中继星围绕地月拉格朗日L2点旋转，“鹊桥号”与L2点的距离远小于L2点与地球的距离。已知位于地月拉格朗日Ll、L2点处的小物体能够在地月的引力作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（）A．“鹊桥号”的发射速度大于11.2km/sB．“鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期C．同一卫星在L2点受地月引力的合力比在L1点受地月引力的合力大D．“鹊桥号”若刚好位于L2点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持10、(本题9分)一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项正确的是（）A．在0～6s内，物体离出发点最远为30mB．在0～6s内，物体经过的路程为40mC．在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/sD．在5～6s内，物体所受的合外力做负功11、(本题9分)如图所示，光滑水平平台上有一质量为m的物块，站在地面上的人用跨过定滑轮（定滑轮大小不计）的绳子向右拉动物块，不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且人手作用点离平台边缘竖直高度始终为h，当人以速度v从平台的边缘处向右匀速前进位移x时，则A．在该过程中，物块的运动速度增加B．人前进x时，物块的运动速率为C．在该过程中，物块受到拉力变小D．在该过程中，人对物块做的功为12、(本题9分)溜索是一种古老的渡河工具，现已演变为游乐项目，如图所示，滑轮，保险绳索与人体连接，粗钢索两端连接在固定桩上．人从高处平台的A点出发，借助几十米的落差，索顺势而下，滑过最低点C，到达B点时速度为零．下列说法中正确的有（）A．人滑到C点时速度最大 B．人从A滑到C的过程中，重力的功率先增大后减小C．人滑到C点时的加速度方向竖直向上 D．人从A到B运动过程中机械能一直减小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律，它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门，然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球，下落中小球球心经过两光电门的光束，光电门显示的遮光时间分别为t1、t2。（1）为验证机械能守恒定律，它还必须测出的物理量有_____________A．小球的质量mB．小球的直径DC．两光电门中心的距离LD．小球在两光电门中心间运动的时间（2）为验证机械能守恒定律，需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量△Ep与小球增加的动能△Ek是否相等，若运用所测物理量及相关常量表示，则△Ep=_________；△Ek=__________。（3）为减小实验误差，对选择小球的要求是_____________________。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，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.45m的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R．若用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝4t﹣2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g＝10m/s2，求：（1）质量为m2的物块在D点的速度；（2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点：（3）质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功.16、（12分）(本题9分)利用万有引力定律可以测量天体的质量．（1）测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G．若忽略地球自转的影响，求地球的质量．（2）测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．（3）测月球的质量若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．17、（12分）(本题9分)如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥.(g=10m/s2）．求：(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大?(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样,汽车要在地面上腾空,速度要多大?(已知地球半径为6400km)

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【解析】两者都相对地面运动，即受到的摩擦力都为滑动摩擦力，两只质量相同，与桌面间的动摩擦因数相同，根据Ff=μmg，可知摩擦力相同，即2、C【解析】

A.物体上升了H，重力势能增加了mgH，故A错误；B.根据动能定理物体动能减少量ΔEC.除重力外，只有恒力F做功，由功能原理，恒力F做功W=FH，所以物体的机械能增加了FH，故C正确；D.因为ΔE3、A【解析】

A.将b的实际速度进行分解如图：即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，A正确；B.由于有摩擦力做功，故ab系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，B错误；C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，C错误；D.在这段时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等方向相反，两个物体沿绳子方向的位移相等，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，D错误。4、D【解析】推力F做的功为，A错误；推力F的功率为，B错误；根据动能定理可得，解得，故克服摩擦力做功，C错误；摩擦力做功，解得，D正确．5、B【解析】

设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：m=ρV=ρSvt以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：Ft=0-mv，即：F=-=-ρSv1，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．

A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误。6、C【解析】A项：由牛顿第三定律可知，火箭对燃气的作用于力与燃气对火箭的推进力为一对相互作用力，所以大小相等，故A错误；B项：由于火箭向上加速，所以燃气对火箭的推进力大于火箭的重力，故B错误；C、D项：火箭点火升空瞬间由于推动力作用，火箭立刻获得加速度，但是由于“瞬间”这个时间很小接近于零，由v=at，故火箭的速度很小，故可知火箭的速度很小，加速度很大，故C正确，D错误。点晴：掌握好“瞬间”的含义，此时间很多时候可以认为是零；其次要知道物体速度变化量是加速度在时间上的积累。7、BD【解析】

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、AB【解析】

A．同步轨道3所在的平面与赤道共面，不可能经过南北两极，故A正确；BC．要将卫星由轨道1送入轨道2，需要在点点火加速，使卫星做离心运动；要将卫星由轨道2送入圆轨道3，需要在点点火加速，则卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能，故B正确，C错误；D．设点到地心的距离为，地球的质量为，卫星经过点的加速度为，由牛顿第二定律得解得可知在轨道1上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点的加速度，故D错误。故选AB。9、BC【解析】

A、11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于11.2km/s，故A不符合题意；B、根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B符合题意；C、“鹊桥”中继星在的L2点是距离地球最远的拉格朗日点，由Fn=mω2r可知在L2点所受月球和地球引力的合力比在L1点要大，故C符合题意；D、“鹊桥号”若刚好位于L2点，由几何关系可知，通讯范围较小，并不能更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持，故D不符合题意。10、BC【解析】试题分析：根据图像可知，0～5s内物体运动方向不变，5s后反向运动，5s时离出发点最远，A错误；位移等于v-t图像的面积，4s的位移为30m，平均速率为7.5m/s,C正确;5s的位移为+35m，最后一秒的位移为-5m,总路程为40m，B正确；根据动能定理可以知道5～6s内，物体动能增加，所受的合外力做正功，D错误．考点：本题考查了速度图像的分析．11、ABC【解析】

将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，在沿绳子方向上的分速度等于物块的速度，如图，物块的速度等于vcosθ，故随着人向右匀速运动，夹角θ减小，物块的速度增加，选项A正确．物块加速运动，有加速度趋近于零的趋势，即加速度减小，所受的拉力减小，选项C正确；当人从平台的边缘处向右匀速前进了x，此时物块的速度大小为：v′=vcosθ=v，根据动能定理得：人对物块做的功为：W=mv′2=．故B正确，D错误；故选ABC．【点睛】解决本题的关键知道物块的速度等于绳子收缩的速度，等于人运动的沿绳子方向上的分速度，以及能够灵活运用动能定理．12、BD【解析】A项：人滑到C点时，对人进行受力分析，人和滑轮整体受到重力，钢索的拉力和滑动摩擦力，如果钢索光滑A对，考虑摩擦力作用，应该是摩擦力切线方向的分力和两绳拉力沿切线方向分量合力为0的位置速度最大，故A错误；B项：人从A滑到C的过程中，根据PG=mgVy,，开始时速度为0，重力的功率为0，中间过程重力的功率不为0，到C点时重力方向与速度方向垂直，重力功率为0，故人从A滑到C的过程中，重力的功率先增大后减小，故B正确；C项：人滑到C时由于有沿切线方向的摩擦力，所以人滑到C点时合力方向不再沿竖直向上，故C错误；D项：如果没有摩擦力与对右侧固定桩的拉力相等，人从A滑到C的过程中，钢索对人有向右的摩擦力，那么右边的钢索会受到人对它向左的摩擦力，因此右侧钢索对固定桩的拉力大，所以钢索对左侧固定桩的拉力小于对右侧固定桩的拉力，故D正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCmgL质量较大，直径较小，外表光滑【解析】试题分析：（1）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度，因此需要知道两光电门长度，及小球的直径，再根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式；（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度，然后根据动能、势能的定义进一步求得动能、势能的变化量；（3）选取质量较大，体积较小，则受到阻力较小．（1）若想验证小球的机械能守恒，需测量的物理量有：两光电门间的高度，及两光电门点的瞬时速度，根据平均速度等于瞬时速度，则需要测量球的直径，从而求得球通过两光电门的瞬时速度，而对于质量，等式两边可能约去，而在两光电门中心间运动的时间是通过仪器读出，不需要测量，故BC正确，AD错误；

（2）重力势能的减少量：，利用匀变速直线运动的推论得动能的增量为；（3）当阻力越小时，则实验误差越小，因此要选择质量较大，直径较小，外表光滑的小球；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=0.48J第五空.由上数据可知，△Ep＞△Ek，原因是下落时存在阻力做功；第六空.在实验误差范围内，△EP=