2025年湖北省武汉市黄陂区汉口北高中物理高一下期末监测试题含解析.doc

2025年湖北省武汉市黄陂区汉口北高中物理高一下期末监测试题
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)在物理学发展过程中，许多科学家作出了卓越的贡献，下列说法与事实相符合的是（ ）
A．爱因斯坦提出了相对论
B．第谷通过对前人积累的观测资料的仔细分析研究，总结出行星运动规律
C．牛顿建立了万有引力定律，并利用扭秤装置测定了万有引力常量
D．伽利略通过多年的潜心研究，提出了“日心说”的观点
2、 (本题9分)在距地面200km的轨道上，宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．飞船的速度一定大于第一宇宙速度
B．在飞船中，用弹簧秤测一个物体的重力，读数为零
C．在飞船中，可以用天平测物体的质量
D．因飞船处于完全失重状态，飞船中一切物体的质量都为零
3、 (本题9分)下列关于自由落体运动的说法中，正确的是
A．初速度等于零的竖直方向上的运动，就是自由落体运动
B．加速度为g的竖直方向上的运动，就是自由落体运动
C．羽毛与石块做自由落体运动时的加速度不等
D．物体只在重力作用下由静止开始所做的运动就是自由落体运动
4、 (本题9分)用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规 律变化，0～t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后物体继续加速，t1时刻物块达到最大速度．已知物块的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )

A．物块始终做匀加速直线运动
B．t1时刻物块的速度大小为
C．0～t0时间内物块的加速度大小为
D．0～t1时间内绳子拉力做的总功为
5、 (本题9分)“礼让行人”是城市文明交通的体现。小王驾驶汽车以36km/h的速度匀速行驶，发现前方的斑马线上有行人通过，立即刹车使车做匀减速直线运动，直至停止，刹车加速度大小为10m/s2。若小王的反应时间为0.5s，则汽车距斑马线的安全距离至少为
A．5m B．10m
C．15m D．36m
6、 (本题9分)如图所示，A球的质量m1=4m，B球的质量m2=m。球A以速度v0靠近静止在光滑的水平面上球B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等，且碰撞过程没有机械能损失。当m1、v0一定时，随着m2的增大，则（ ）

A．碰撞过程中B获得的动能增大
B．碰撞过程中B获得的动量增大
C．碰撞过程中A获得的最终速度减小
D．碰撞过程中A获得的最终速度增大
7、 (本题9分)一个质点做初速度不为零的匀加速直线运动，关于质点运动的位移、速度、速度平方、位移与时间的比值随、、变化的图像，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8、 (本题9分)一物体由M点运动到N点的过程中，物体的动能由12J减少到8J，重力势能由3J增加到7J，此过程中( )
A．物体的速度减小 B．物体的机械能不变 C．物体的机械能减少 D．物体的位置降低
9、 (本题9分)如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平地面上，质量为M的斜劈B置于斜面A上，质量为m的物块C置于斜劈B上，A、B、C均处于静止状态，重力加速度为g。下列说法正确的是

A．B、C整体受到的合力为零
B．斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mgcosθ+mg
C．斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上
D．物块C受到斜劈B的摩擦力大小为mgsinθ
10、如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是(　　)

A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小
B．物块A经过C点时的速度大小为
C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动
D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量
11、 (本题9分)两颗质量相等的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则下列选项正确的是（ ）
A．两卫星受到地球的万有引力之比为 B．两卫星的向心加速度之比为
C．两卫星的线速度之比为 D．两卫星的周期之比为
12、如图所示，一个由金属圆管制成的半径为R的光滑圆弧轨道固定在水平地面上，在轨道右侧的正上方金属小球由静止释放，小球距离地面的高度用h表示，则下列说法正确的是（ ）

A．若则小球能沿轨道运动到最高点对轨道的无压力
B．若h从2R开始增大，小球到达轨道的最高点对轨道的压力也增大
C．适当调整h，可使小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处
D．若h从2.5R开始增大，小球到达轨道的最高点和最低点对轨道的压力差保持不变
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)用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00cm，点A、C间的距离为s1=8.36cm，点C、E间的距离为s2=9.88cm，g取9.8/s2

（1）下列做法正确的有____________
A．图甲中的两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验中需要测量出重锤的质量
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器
D．为了减小实验误差，应选用密度较大的重锤
（2）若重锤质量为m．选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒．重物减少的重力势能是______J，打下C点时重物的动能是________J．（结果保留三位有效数字）
（3）实验中，重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，写出一条产生这一现象的原因是_____
14、（10分）三个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)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，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，这说明_________。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每______s曝光一次，该小球的初速度大小为________m/s，小球运动到图中位置2时速度大小为_______m/s(g取10m/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)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．
16、（12分） (本题9分)在月球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求：
(1)月球的密度；
(2)月球的第一宇宙速度。
17、（12分） (本题9分)2019 年 1 月 3 日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆中 国载人登月工程前进了一大步。已知地球与月球的质量之比为 81:1，地球与月 球的半径之比为 4:1。忽略地球与月球的自转。
(1)求地球和月球表面的重力加速度大小之比 g1：g2
(2)若在地球和月球表面附近，分别竖直上抛一个小球结果两小球上升的最大高 度相同，求在地球和月球表面附近竖直上抛的小球的初速度大小之比
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
【解析】
A、爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，故A正确．B、开普勒发现了行星运动的规律，故B错误．C、卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故C错误；D、波兰天文学家哥白尼，经过长期天文观察，利用工作余暇写成以“日心说”为主要论点的《天体运行论》一书，故D错误；故选A．
【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2、B
【解析】
A. 由
，
得

所以飞船的速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B. 在飞船中的物体处于完全失重状态，所以用弹簧秤测一个物体的重力，读数为零，故B正确；
C. 在飞船中物体处于完全失重状态，不可以用天平测物体的质量，故C错误；
D. 质量是物体的固有属性，飞船处于完全失重状态，飞船中一切物体的质量不会改变，故D错误．
3、D
【解析】
ABD．自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动，是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，故A错误，B错误，D正确；
C．同一地点，自由落体运动时各物体的加速度相同，故C错误．
故选D.
4、B
【解析】
A．0-t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据
P=Fv
知v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误；
B．在t1时刻速度达到最大，F=mg，则速度

故B正确；
C．根据
P0=Fv=Fat，F=mg+ma
得
P=（mg+ma）at
可知图线的斜率

可知，故C错误；
D．P-t图线围成的面积表示牵引力做功的大小

故D错误。
故选B。
5、B
【解析】
汽车的初速度为，反应时间内做匀速直线运动，有：

刹车过程的加速度大小为，由匀减速直线运动的规律：

可得刹车距离为

故安全距离为：
；
故B正确，ACD错误；
故选B。
6、B
【解析】
设两球碰撞后m1、m2的速度分别为v1、v2.m1、m2碰撞时动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

弹性碰撞机械能守恒，由机械能守恒定律得：

解得碰后：，
A.碰撞过程B获得的动能,则当m1、v0一定时，随着m2的增大，分式的分母有极大值出现，动能有极小值，则B的动能先减小后增大；故A项不合题意.
B.碰撞过程B获得的动量,则当m1、v0一定时，随着m2的增大，B的动量逐渐增大；故B项符合题意.
CD.碰撞过程中A获得的最终速度，开始，若m2越大碰撞后A的速度v1越小；后来，若m2越大碰撞后A的速度v1越大；故C项不合题意，D项不合题意.
7、BD
【解析】
A．根据匀变速直线运动位移时间关系可知，图象不为直线，故A错误；
B．根据匀变速直线运动速度时间关系可得，图象是不过原点的斜线，故B项正确；
C．根据匀变速直线运动速度位移关系可得：

所以图象是不过原点的斜线，故C项错误；
D．根据匀变速直线运动位移时间关系可得：

所以图象是不过原点的斜线，故D正确。
8、AB
【解析】
试题分析：物体的动能由14J减少到8J，物体的动能减小，速度要减小，故A错误；物体的动能由14J减少到8J，减小6J；重力势能由3J增加到9J，增加6J，总机械能不变．故B正确；C错误；重力势能由3J增加到9J，增加6J，物体的位置升高．故D错误．故选B．
考点：动能、势能和机械能
9、AC
【解析】
A、斜劈B和物块C整体处于平衡状态，则整体受到的合力大小为0；A正确。B、对BC组成的整体进行受力分析可知，A对B的作用力与B、C受到的重力大小相等，方向相反。所以A对B的作用力大小为Mg+mg，根据牛顿第三定律可知，斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mg+mg；故B错误。C、根据B和C的整体平衡可知A对B的静摩擦力沿斜面向上，大小等于两重力的下滑分力，，C正确。D、C受到B对C的摩擦力为mgcosθ，方向垂直斜面A向上，D错误。故选AC。
若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法。对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离法相结合的方法。
10、BC
【解析】
A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误。
B.物体到C点时物块B的速度为零。设物块A经过C点时的速度大小为v。根据系统的机械能守恒得：，得，故B正确。
C.由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。
D.物体到C点时物块B的速度为零。根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误。
11、BD
【解析】
由于，根据可得两卫星的万有引力大小之比为，向心加速度为，A错误B正确；根据，故，C错误；根据，故，D正确．
12、CD
【解析】
对小球先自由落体再通过环形轨道到达最高点的过程，由动能定理

可得小球到达环形轨道最高点的速度

A．若，可知小球到达最高点的速度刚好为零，也是刚好能过环形轨道最高点的最小速度，此时的向心力为零，则内侧轨道对球有向上的支持力等于mg，故A错误；
B．若h从2R开始增大，小球过最高点有不等于零的速度，当时，满足

内侧轨道的支持力随速度的增大而减小到零；
当时，外侧轨道提供向下的支持力力，有

外侧轨道的支持力随速度的增大而增大，故B错误；
C．若小球从槽口平抛落到端口，有
，
联立速度公式可解得

故适当调整，可使小球从轨道最高点飞出后恰好落在轨道右端口处，故C正确；
D．设在最低点速率为，最高点速率为，最低点由牛顿第二定律

因h从2.5R开始增大，由动能定理可知在最高点的速度取值从开始，则外侧轨道提供支持力，由牛顿第二定律

从最低点到最高点的过程，由动能定理

联立可得

再由牛顿第三定律可知最低点和最高点的压力差恒为6mg，故D正确。
故选CD。

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、AD 2.68m 2.59m 重物受到的空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力
【解析】
（1）A、为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，故A正确．B、因为在该实验中要比较的是mgh、的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，故B错误．C、实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C错误．D、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，故D正确．故选AD．（2）重物减少的重力势能为：，根据匀变速直线运动的推论，可得C点的速度为，则打下C点时的动能为．（3）由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力．
【点睛】了解实验中的注意事项后分析解答．重物减少的重力势能为mgh，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点C时的速度大小，从而求出动能；由于空气阻力和摩擦力阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能．
14、平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 PQ两球将相碰 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 0.1 2 2.5
【解析】
(1)[1]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，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；
(2)[2][3]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动；
(3)[4]平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；在竖直方向：由△h=gt2可得

[5]水平方向：由x=v0t得：

[6]位置2竖直分速度为：

根据平行四边形定则知，位置2的速度为：

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、（1）；（2）；（3）．
【解析】
（1）设地球的质量为M，地球表面某物体质量为m，忽略地球自转的影响，则有
解得：M=；
（2）设A的质量为M1，A到O的距离为r1，设B的质量为M2，B到O的距离为r2，
根据万有引力提供向心力公式得：
，
，
又因为L=r1+r2
解得：；
（3）设月球质量为M3，由（2）可知，
由（1）可知，M=
解得：
16、（1）（2）
【解析】
(1)根据竖直上抛运动的特点可知：
所以：g=
设月球的半径为R,月球的质量为M,则：
体积与质量的关系：
联立得：
（2）由万有引力提供向心力得

解得;
综上所述本题答案是：（1）（2）
会利用万有引力定律提供向心力求中心天体的密度，并知道第一宇宙速度等于 。
17、（1）（2）
【解析】
（1）设地球与月球的质量分别为、，地球与月球的半径分别为、，由重力等于万有引力可得：
，
联立解得：
（2）设小球上升的最大高度为，由运动学公式可得：
，
联立解得：