2025年荆门市龙泉中学物理高一下期末监测试题含解析.doc

2025年荆门市龙泉中学物理高一下期末监测试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、 (本题9分)质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是
A．物体的重力势能减少
B．物体的机械能减少
C．物体的动能增加
D．重力做功mgh
2、 (本题9分)如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(   )

A．卫星a的加速度大于b的加速度
B．卫星a的角速度小于c的角速度
C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D．卫星b的周期大于24 h
3、(本题9分)牛顿发现万有引力定律后，测出引力常量的科学家是（ ）
A．第谷
B．牛顿
C．开普勒
D．卡文迪许
4、 (本题9分)在我国探月工程计划中，“嫦娥五号”将会登月取样返回地球．当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中，地球和月球对它的引力F1和F2的大小变化情况是（ ）
A．F1增大，F2减小
B．F1减小，F2增大
C．F1和F2均增大
D．F1和F2均减小
5、 (本题9分)在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是

A．运动员做圆周运动的角速度为vR
B．如果运动员减速，运动员将做离心运动
C．运动员做匀速圆周运动的向心力大小是m
D．将运动员和自行车看做一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
6、 (本题9分)关于经典力学、狭义相对论和量子力学下面说法中正确的是(　　)
A．狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论
B．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
C．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动
D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
7、 (本题9分)起重机以0.5 m/s的速度将质量为300 kg的重物匀速提升了2 m．若g取10 m/s2，此过程中起重机
A．做功3 000 J B．做功6 000 J
C．功率是1 500 W D．功率是6 000 W
8、 (本题9分)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )

A．b和a同时相对圆盘滑动
B．当a、b相对圆盘静止时，a、b所受的摩擦力之比为1：2
C．b开始相对圆盘滑动的临界角速度为ω=
D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmg
9、 (本题9分)质量为1 kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示．外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.下列分析正确的是(　　)

A．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
B．物体运动的位移为13 m
C．物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2
D．x＝9 m时，物体的速度为3 m/s
10、 (本题9分)如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R．轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方．A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环．两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量．现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升．则（     ）

A．力F做的功等于系统机械能的增加量
B．在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量
C．当B环到达最高点时，其动能为零
D．B环被拉到与A环速度大小相等时，sin∠OPB＝R/h
二、实验题
11、（4分） (本题9分)某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C，在距地面为处由一宽度略大于A的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过，开始时A距离狭缝的高度为，放手后，A、B、C从静止开始运动

（1）利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后落地用时，则钩码A通过狭缝的速度为_______（用题中字母表示）；
（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需要测出环形金属框C的质量m，当地重力加速度为g，若系统的机械能守恒，则需满足的等式为___________（用题中字母表示）；
（3）为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节，测出钩码A从释放到落地的总时间t，来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式；若不可行，请简要说明理由________、___________．
12、（10分） (本题9分)利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。请回答下列问题：

（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_________。
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
（2）实验时，先________，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。若重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量___________，动能变化量__________。

（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是
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)a、b两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b 卫星离地面高度为3R，己知地球半径为R，表面的重力加速度为g，试求：
（1）a、b两颗卫星周期分别是多少？
（2） a、b两颗卫星速度之比是多少？
（3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？
14、（14分） (本题9分)某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在 A 点用一弹射装置可 将静止的小滑块以 v0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到 B 点后，进入半径 R=0.3m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自 B 点向 C 点运动，C 点右侧有一陷阱，C、D 两点的竖 直高度差 h=0.2m，水平距离 s=0.6m，水平轨道 AB 长为 L1=1m，BC 长为 L2 =2.6m，小滑块与 水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5，重力加速度 g=10m/s2.

(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在 A 点弹射出的速度大小；
(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围．
15、（13分） (本题9分)如图所示，劲度系数为k＝1N/m的轻质弹簧一端固定在竖直墙上，另一端拴接一个质量为m＝1.5kg的小球，小球放在光滑的水平面上，弹簧也水平，系统静止．t＝0时刻对小球施加一个与水平面始终成θ＝37°角的拉力F，使小球以大小为8m/s1的恒定加速度向右做匀加速直线运动，当小球刚要离开地面时撤去拉力，弹簧足够长且始终在弹性限度内，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s1．求：

（1）小球在水平面上运动的时间；
（1）撤去拉力后小球继续向右运动的最大位移大小．
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、C
【解析】
根据重力做功与重力势能变化的关系得，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，，所以重力势能减小了mgh，A错误D正确；由除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化得出，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，根据牛顿第二定律得，物体除了重力之外就受竖直向上的阻力，所以物体的机械能减小了，B正确；根据动能定理知道，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，，所以物体的动能增加了，故C错误．
2、B
【解析】
由万有引力提供向心力 ，解得卫星a、b半径相同，所以周期、加速度相同；故AD错误；卫星a的半径大于c，所以卫星a的角速度小于c的角速度；故B正确；第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，其值最大，所有卫星的运行速度都小于或等于它，故C错误；故选B
3、D
【解析】
在牛顿发现万用引力定律大约100年后，英国物理学家卡文迪许在实验室里利用扭秤装置第一次测出了万有引力常量，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
【点睛】根据有关天体运动的物理学史及科学家注意贡献的掌握分析答题．
4、A
【解析】
根据F=知,当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中，与月球之间的距离变大，与地球之间的距离减小，可知地球对它的万有引力F1增大，月球对它的万有引力F2减小．故A正确，B.C.D错误．
故选A.
点睛：根据万有引力定律公式，结合“嫦娥五号”与地球和月球之间距离的变化判断万有引力的变化．
5、C
【解析】
A. 运动员做圆周运动的角速度为，选项A错误；
B. 如果运动员加速，运动员将做离心运动，选项B错误；
C. 运动员做匀速圆周运动的向心力大小是m，选项C正确；
D. 将运动员和自行车看做一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力的作用，三个力的合力充当向心力，选项D错误.
6、BC
【解析】
经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论。
【详解】
A项：经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故A错误；
B项：在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律，故B正确；
C、D项：牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速适用于狭义相对论，故C正确；D错误。
故选：BC。
本题主要考查了狭义相对论和经典力学之间的区别与联系，如果理解不深，就很容易出错。
7、BC
【解析】
重物匀速提升，起重机的拉力等于重物的重力，起重机的拉力F=mg=300×10=3000N，
起重机做的功，W=Fh=3000×2=6000J，故A错误，B正确；起重机的拉力F=mg，功率P=Fv=mgv=1500W，C正确，D错误．故选BC．
8、BC
【解析】
A、两个木块的最大静摩擦力相等.木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得:木块所受的静摩擦力 ,m、 相等,所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力,当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值,所以b一定比a先开始滑动,
故A错;B对；
C、当b刚要滑动时,有 ,计算得出ω=，故C对；
D、当ω=时，a所受摩擦力的大小为，故D错；
综上所述本题答案是：BC
木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定.当圆盘转速增大时,提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动.因此是否滑动与质量无关,是由半径大小决定
9、ACD
【解析】
在W-x图中，斜率是力。
A．由：
Wf＝Ffx
对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff＝2 N，由
Ff＝μmg
可得：
μ＝0.2
A正确；
C．由：
WF＝Fx
对应题图乙可知，前3 m内，拉力F1＝5 N，3～9 m内拉力F2＝2 N，物体在前3 m内的加速度：
a1＝＝3m/s2

C正确；
D．由动能定理得：
WF－Ffx＝mv2
可得x＝9 m时，物体的速度为v＝3m/s
D正确；
B．物体的最大位移：
xm＝＝13.5 m
B错误．
10、AD
【解析】因为恒力F做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F所做的功等于系统机械能的增加量，故A正确；由于恒力F做正功，A、B组成的系统机械能增加，则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量，故B错误．当B环到达最高点时，A环的速度为零，动能为零，而B环的速度不为零，则动能不为零，故C错误．当PB线与圆轨道相切时，速度关系为：vB=vA，根据数学知识，故D正确。所以AD正确，BC错误。

二、实验题
11、（1）（2）（3）可行；速度
【解析】
试题分析：（1）由于钩码通过狭缝后，C不再对A施加力了，而AB的质量又相等，故钩码A做做匀速运动，所以钩码A通过狭缝的速度为；（2）若验证机械能守恒时，因为A降低的重力势能等于B增加的重力势能，故重力势能的减少量为C下降h2的重力势能的减少量，即mgh2，而系统动能的增加量为，故满足的等式为时，就证明机械能守恒了；（3）当h1=h2=h时，A的运动是先匀加速运动，后匀速运动，如果设加速的时间为t1，匀速的时间为t2，匀速运动的速度为v，则加速运动时的平均速度为，故t1v=2h成立；在匀速运动时，t2v=h成立；二式相加得（t1+t2）v=3h，即，故这种做法是可行的．
考点：匀速运动的计算，匀变速运动的计算，机械能守恒．
12、 AB 先接通电源 －mghB 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
【解析】(1) 打点计时器需接交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，故选：AB；
(2)为了打点计时器能稳定工作，应先接通电源，再放开小车；
从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=mghB，
B点的瞬时速度，则动能的增加量；
(3)由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，重力势能的减小转化为动能和内能，所以重力势能的减少量大于动能的增加量。

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）速度之比为2 ；
【解析】
【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量，然后根据万有引力做向心力求得运动周期；卫星做匀速圆周运动，根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比；由根据相距最远时相差半个圆周求解；
解：（1）卫星做匀速圆周运动，，
对地面上的物体由黄金代换式
a卫星
解得
b卫星
解得
（2）卫星做匀速圆周运动，，
a卫星
解得
b卫星b卫星
解得
所以
（3）最远的条件
解得
14、（1）（2）5m/s≤vA≤6m/s和vA≥
【解析】
（1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律及机械能守恒定律

由B到最高点
由A到B：
解得A点的速度为
（2）若小滑块刚好停在C处，则：
解得A点的速度为
若小滑块停在BC段，应满足
若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟，则有

解得
所以初速度的范围为和
15、（1）1s（1）4m
【解析】
【分析】小球刚离开桌面时，根据拉力F的竖直分力与小球的重力平衡求出拉力F，根据牛顿第二定律求出弹簧的伸长的长度，由运动学公式求出小球在水平面上运动的时间；从撤去拉力到最右端，根据牛顿第二定律和运动学公式求出小球继续向右运动的最大位移大小；
解析：（1）小球刚离开桌面时，拉力F的竖直分力与小球的重力平衡
Fsinθ＝mg　　　F＝15N
根据牛顿第二定律
Fcosθ－kx＝ma　　　　
解得x＝4m
由得
t＝1s
（1）设最大位移大小为xm
从撤去拉力到最右端，小球受到相对位移的平均合力为
根据牛顿第二定律得
根据运动学公式得v＝at且
联立得xm＝4m（另一根－11m舍去）