湖北省襄阳第四中学2024-2025学年物理高一下期末质量跟踪监视试题含解析.doc

湖北省襄阳第四中学2024-2025学年物理高一下期末质量跟踪监视试题
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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、 (本题9分)竖直放置两端封闭的玻璃管内注满清水和一个用红蜡做成的圆柱体，玻璃管倒置时圆柱体能匀速运动．已知圆柱体运动的速度大小为5cm/s，与水平方向成q=53°，如图所示，则玻璃管水平方向运动的速度为（sin53°=0.8、 cos53°=0.6）

A．5cm/s B．4cm/s C．3cm/s D．无法确定
2、 (本题9分)如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则

A．B的加速度比A的大
B．B在最高点的速度比A在最高点的大
C．B的飞行时间比A的长
D．B在落地时的速率等于A在落地时的速率
3、 (本题9分)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）　　

A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．线速度关系va＞vb＞vc＞vd
C．d的运动周期有可能是20小时
D．c在4个小时内转过的圆心角是
4、 (本题9分)一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（）( )
A． B． C． D．
5、 (本题9分)按照龟兔赛跑的故事，假设乌龟和兔子比赛过程的x-t图像如图所示，由图可知

A．兔子和乌龟是从同一地点同时出发的
B．在t5~t6时间内，兔子的运动是匀加速运动
C．兔子和乌龟在比赛途中相遇过两次
D．在t2~t6时间内，兔子的平均速度大于乌龟的平均速度
6、如图所示，质量为m的小物块，沿半径为R的半圆形轨道滑下，当小物块通过最低点B时速度大小为v,则此时物块对轨道的压力大小为( )

A．mg+m B．mg-m C．mg D．m
7、 (本题9分)关于重力做功与重力势能变化的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．如果物体高度降低，则重力对物体做正功，物体的重力势能减少
B．如果物体高度降低，则重力对物体做负功，物体的重力势能增加
C．如果物体高度升高，则重力对物体做正功，物体的重力势能减少
D．如果物体高度升高，则重力对物体做负功，物体的重力势能增加
8、 (本题9分)如图所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有

A．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道I上经过A的动能
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道I上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上，B点引力的功率是最大的
9、 (本题9分)如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定．小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落。不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中

A．小球的动能先增大后减小
B．小球的机械能守恒
C．小球加速度为零的时候，系统势能最小
D．弹簧的弹性势能一直增加
10、 (本题9分)初始静止在光滑水平面上的物体，受到一个方向不变，大小逐渐减小的水平力的作用，则这个物体在水平力变化过程中的运动情况为（ ）
A．速度不断增大，但增大得越来越慢 B．加速度不断增大，速度不断减小
C．加速度不断减小，速度不断增大 D．加速度不变，速度先减小后增大
11、 (本题9分)物体受到几个外力的作用而作匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能做（　　）
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动 D．曲线运动
12、 (本题9分)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是
A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比
C．对于确定的电容器，无论电容器的电压如何変化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：

(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．
(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．
①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m　（选填“小于”、“等于”或“大于”）
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．
14、 (本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器打点周期为0.02s，自由下落的重物质量为1kg，打出一条理想的纸:，O、A之间有多个点没画出，打点计时器打下点B时，物体的速度vB=_________m/s，从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减少量=_________J，此过程中物体动能的增加量=________J，（结果保留两位有效数字），动能增加量小于重力势能减少量的原因可能是_____________________________．

15、某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系．所用交变电流的频率为50Hz．

(1)把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是为了______________________．
(1)图乙是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据在图中已标注．则纸带的___________(填“左”或“右”)端与小车相连，小车的加速度是___________m/s1．
(3)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示．请在图丙的坐标纸中作出a-图像______．根据a-图像可以得到的实验结论是______________________．

三．计算题(22分)
16、（12分） (本题9分)地球同步通信卫星绕地球做匀速圆周运动的周期与地球的自转周期相同，均为T。
（1）求地球同步通信卫星绕地球运行的角速度大小；
（2）已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，求地球同步通信卫星的轨道距离地面的高度。
17、（10分）城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥，如图所示，桥面为半径R=130m的圆弧形的立交桥AB，横跨在水平路面上，桥高h=10m。可以认为桥的两端A、B与水平路面的连接处是平滑的。一辆小汽车的质量m=1000kg，始终以额定功率P=20KW从A端由静止开始行驶，经t=15s到达桥顶，不计车受到的摩擦阻力（g取10m/s2）。求
（1）小汽车冲上桥顶时的速度是多大；
（2）小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小。

参考答案

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、C
【解析】
本题考查的是运动的合成和分解的问题．圆柱体运动的速度大小为5cm/s，与水平方向成q=53°，则玻璃管水平方向运动的速度为;
2、B
【解析】
不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g。大小相等，故A错误。两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由 知下落时间相等，则两球运动的时间相等。故C错误。由h=vyt-gt2，最大高度h、t相同，则知竖直方向的初速度大小相等，由于A球的初速度与水平方向的夹角大于B球，由vy=v0sinα（α是初速度与水平方向的夹角）得知，A球的初速度小于B球的初速度，两球水平方向的分初速度为v0cosα=vycotα，由于B球的初速度与水平方向的夹角小，所以B球水平分初速度较大，而两球水平方向都做匀速直线运动，故B在最高点的速度比A在最高点的大。故B正确。根据速度的合成可知，B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速率比A落地时的速率大。故D错误。
3、D
【解析】
同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大，解得：，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，卫星的半径越大，速度越小，所以有：，同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据，可知，故B错误；由开普勒第三定律：可知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故C错误；c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故D正确．所以D正确，ABC错误．
4、C
【解析】
抽水机1秒钟内做的功是：

所以抽水机的功率为：

抽水机半小时做的功是：
.
A．与分析不符，故A错误.
B．与分析不符，故B错误.
C．与分析相符，故C正确.
D．与分析不符，故D错误.
5、C
【解析】由图读出，兔子和乌龟都是从原点出发的，但不是同时刻出发的，兔子在t1时刻出发，乌龟在0时刻出发，则兔子在乌龟出发后时间出发，A错误；图像的斜率表示速度，故在t5~t6时间内，兔子的运动是匀速运动，B错误；在和两个时刻，兔子和乌龟位移相同，两者相遇，说明兔子和乌龟在比赛途中相遇过两次，C正确；时刻两者的位置坐标相同，时刻乌龟的坐标大于兔子的位置坐标，故这段时间内乌龟的位移大于兔子的位移，而所用时间相同，故乌龟的平均速度大于兔子的平均速度，D错误．
【点睛】由位移图象直接兔子和乌龟出发的时刻与位置．根据位移图象的斜率表示速度分析兔子和乌龟的运动情况．当两个动物的位移相等时，说明到达同一位置．乌龟先通过预定位移到达终点．
6、A
【解析】
当小物块通过最低点B时，由向心力公式得

解得：

A. mg+m与上述计算结果 相符，故A正确；
B. mg-m与上述计算结果不相符，故B错误；
C. mg与上述计算结果不相符，故C错误；
D. m与上述计算结果不相符，故D错误。
7、AD
【解析】
AB．如果物体高度降低，重力的方向与位移的方向相同，则重力做正功，重力势能一定减小，故A正确、B错误；
CD．如果物体高度升高，重力的方向与位移方向相反，重力做负功，重力势能一定增加，故C错误，D正确。
故选AD。
8、BC
【解析】
A.在轨道Ⅱ上经过A点时所受的万有引力等于在轨道I上经过A点时所受的万有引力，所以加速度大小相等．故A错误．
B. 从轨道I上的A点进入轨道Ⅱ，需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动．所以在轨道Ⅱ上经过A点的动能小于在轨道I上经过A点的动能，故B正确．
C. 在轨道II上的半长轴小球轨道I上的半长轴（半径），由开普勒行星运动定律知，在轨道II上的周期小于在轨道I周期，所以C正确；
D.在轨道II上，B点的引力与速度方向垂直，则引力的功率为零，选项D错误．
9、ACD
【解析】
在刚接触弹簧的时候的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这时小球的加速度为0，此过程中小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，此后弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，此时弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能是不断增加的，故AD正确；压缩弹簧的过程中，弹性势能增加，故小球的机械能减小，故B错误；小球加速度为零的时候，速度最大，动能最大，此时系统势能最小，故C正确；
10、AC
【解析】光滑水平面上的物体所受的合力等于该外力的大小，外力减小，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐减小，因为加速度方向与速度方向相同，则速度逐渐增大，即做加速度逐渐减小的加速运动，速度增加的越来越慢．故AC正确，BD错误．
点晴：根据物体所受的合力判断加速度的变化，结合加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化．
11、BCD
【解析】
A．物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力的性质（大小、方向、作用点）不变，根据平衡条件，其余力的合力与撤去的力等值、反向、共线，合力是恒力；在撤去了恒力之后，物体受到的合力不为0，故物体一定做加速运动，不可能做匀速直线运动，故A是不可能的；
B．当合力与物体运动的方向相同时，物体做匀加速直线运动，故B是可能；
C．直线运动中合力与物体运动的方向相反时，物体做匀减速直线运动，C是可能的；
D．曲线运动中合力与速度不共线，物体做匀变速曲线运动；D是可能的．
12、BCD
【解析】
AD.C＝比值定义式，电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定，
与两极板间的电压、所带的电荷量无关，故A错误，D正确；
B.对于确定的电容器，C一定，由Q=CU知，Q与U成正比，故B正确；
C.电容器所带的电荷量与电压比值等于电容，电容与电荷量、电压无关，所以无论电容器的
电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变，故C正确。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、大于 相同 v2-
【解析】
试题分析：①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；
②要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为，因此弹簧的形变量为，不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，则C下落的高度为，即C下落的高度总相同；
③选取AC及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有：，整理得，，为得到线性关系图线，因此应作出图线．
④由上表达式可知，，解得．
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】理解弹簧有压缩与伸长的状态，掌握依据图象要求，对表达式的变形的技巧．
14、0.98 0.49 0.48 实验过程中存在摩擦阻力及空气阻力，机械能有损失
【解析】
由题意可得物体由P到B的过程中，重物高度下降了：，故重力势能的减小量：；
B点的速度等于AC段的平均速度,故：；
则动能的增加量：
在重物在下落中会受到空气阻力及存在摩擦阻力，故增加的动能小于减小的重力势能，实验中存在误差，故在误差允许的范围内机械能守恒．
15、平衡阻力 左 0.51 图像见解析； 在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比
【解析】
第一空.探究小车的加速度a与质量m的关系实验，由于导轨阻力的存在，实验之前要平衡阻力；
第二空.由于小车做加速运动，则纸带打出的点迹越来越稀，故左端是跟小车相连的；
第三空.由运动学公式求加速度，；
第四空.根据表格中数据先描点，再画图象如图所示；

第五空.从图象可以看出图象是一条过原点的直线，由此得出：在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比．

三．计算题(22分)
16、（1） （2）
【解析】
（1）根据角速度与周期的关系，地球同步卫星绕地球运行的角速度大小为：

（2）设地球的质量为，卫星质量为，引力常量为，地球同步卫星的轨道半径为r，则根据万有引力定律和牛顿第二定律有：

对于地球表面质量为的物体，根据万有引力等于其重力有：
，
联立方程可得：
，
所以：

答案：（1） （2）
17、（1）20m/s；（2）6923N；
【解析】
（1）小汽车从A点运动到桥顶，设其在桥顶速度为v，对其由动能定理得：

即

解得：
v=20m/s；
（2）在最高点由牛顿第二定律有

即

解得
N=6923N
根据牛顿第三定律知小汽车在桥顶时对桥的压力N′=N=6923N；