2025年四川省三台县塔山中学物理高一下期末质量跟踪监视模拟试题含解析.doc

2025年四川省三台县塔山中学物理高一下期末质量跟踪监视模拟试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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)设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R．宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1＝F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F2＝ ．假设第三次在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为F3；第四次在距行星表面高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F1．已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是(　　)
A．F3＝ ，F1＝
B．F3＝ ，F1＝0
C．F3＝ ，F1＝0
D．F3＝ ，F1＝
2、质量为m的小球从地面以初速度v0竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力大小与速度大小成正比．下列图象分别描述了小球在空中运动的速度大小v随时间t的变化关系和动能Ek随球距离地面高度h的变化关系，其中可能正确的是
A． B．
C． D．
3、 (本题9分)下列说法中正确的是
A．做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，故曲线运动不可能是匀变速运动
B．物体在一恒力作用下只可能做直线运动
C．曲线运动不一定是变速运动
D．做曲线运动的物体，若加速度在减小，速度可能在增加
4、 (本题9分).船在静水中的速度为v1,水流的速度为v2,河宽为d, 当船头垂直于河岸航行时：( )
A．实际航程最短 B．水速减少时渡河时间变长
C．过河时间最短 D．水速变大时渡河时间变长
5、 (本题9分)如图为人造地球卫星轨道的示意图，则卫星（ ）

A．在a轨道运行的周期为24 h
B．在b轨道运行的速度始终不变
C．在c轨道运行的速度大小始终不变
D．在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的
6、在距地面高度为H的位置斜向上抛出一个质量为m的小球，小球到达最高点时的速度大小为v1，小球落地时的速度大小为v2，忽略空气阻力．则小球抛出时的动能为（　）
A．
B．
C．
D．
7、 (本题9分)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则

A．3t0时刻的瞬时功率为
B．3t0时刻的瞬时功率为
C．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为
D．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为
8、 (本题9分)如图所示,质量为的物块下方有一竖直的轻弹簧,弹簧的下端距离水平地面为,将物块和弹簧由静止自由释放,物块下降了时,速度再次为零,重力加速度为,下列说法正确的是（ ）

A．弹簧性势能开始增加时物块的动能随即减小
B．物块的速度再次为零时,弹簧的弹性势能为
C．物块从开始下落到速度再次为零,物块克服弹簧弹力做功为
D．物块的速度最大时,弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小
9、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（ ）
A．质量之积
B．质量之和
C．速率之和
D．各自的自转角速度
10、 (本题9分)、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示 、周围的a与r2 的反比关系，它们左端点横坐标相同，则

A．的平均密度比 的大
B．的第一宇宙速度比 的小
C．的向心加速度比 的大
D．的公转周期比 的大
11、如图所示的电路中，当R3的滑动头向右滑动时，以下判断正确的是

A．电流表示数变大 B．电容器带电量减小
C．电压表示数变大 D．R1消耗功率变小
12、 (本题9分)如图所示为两级皮带传动装置,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮1的半径和轮2的半径相同,轮3的半径和轮4的半径相同,且为轮1和轮2半径的一半,则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比(   )

A．线速度之比为1:4 B．角速度之比为1：4
C．向心加速度之比为8:1 D．向心加速度之比为1:8
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)在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J．由此可得到的结论是__________________________________(g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字)．

14、（10分） (本题9分)某个实验小组利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）小组内某同学按照正确的操作得到如图所示的一条纸带。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hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=___________，动能变化量△Ek=___________。

（2）小组内同学发现他们的实验结果总有△Ep略大于△Ek，请你指出一个可能的原因___________。
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)将20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直提升4m，求：
(1)拉力的大小；
(2)该过程中拉力做的功；
(3)到达 4m 高处时拉力的瞬时功率．（g 取10m/s2）
16、（12分） (本题9分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h．汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍，取g=10m/s1．
（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？
（1）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？
17、（12分） (本题9分)如图所示，竖直平面内，长为L=2m的水平传送带AB以v=5m/s顺时针传送，其右下方有固定光滑斜面CD，斜面倾角θ=37°，顶点C与传送带右端B点竖直方向高度差h=1．45m，下端D点固定一挡板．一轻弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至E点，且CE相距1．4m．现让质量m=2kg的小物块以v1=2m/s的水平速度从A点滑上传送带，小物块传送至B点后飞出恰好落至斜面顶点C且与斜面无碰撞，之后向下运动．已知弹簧的最大压缩量为1．2m，物块所受空气阻力不计，取重力加速度g=11m/s2．求：

（1）传送带与小物块间的动摩擦因数μ；
（2）由于传送物块电动机对传送带所多做的功；
（3）弹簧的最大弹性势能．
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】
设该行星的质量为M，则质量为m的物体在极点处受到的万有引力：F1＝=F2
由于球体的体积公式为：V=；由于在赤道处，弹簧测力计的读数为F2=F2．则：Fn2＝F1−F2＝F2＝mω2•R，所以半径R以内的部分的质量为：;物体在R处受到的万有引力：F3′＝; 物体需要的向心力：，所以在赤道平面内深度为R/2的隧道底部，示数为：F3=F3′−Fn3＝F2−F2＝F2；第四次在距星表高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中时，物体受到的万有引力恰好提供向心力，所以弹簧秤的示数为2．所以选项B正确，选项ACD错误．故选B．
点睛：解决本题的关键知道在行星的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力．同时要注意在绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中时物体处于完全失重状态．
2、C
【解析】
A.v-t图象与t轴的交点表示小球到达最高点，速度为0，此时空气阻力为0，小球所受的合力等于重力，由牛顿第二定律得：mg=ma，a=g不为零，故A错误；
B.空气阻力f=kv，上升过程由牛顿第二定律得：，因为速度减小，所以加速度a大小逐渐减小，不可能恒定不变，故B错误；
CD.根据动能定理得：上升过程有△Ek=-（mg+kv）△h，得=-（mg+kv），v减小，||减小，Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线．下降过程有△Ek=（mg-kv）△h，得 =mg-kv，v增大，||减小，Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线．故C正确，D错误．
3、D
【解析】
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但合外力方向、大小不一定变化，所以加速度可以不变，即曲线运动可以是匀变速运动，如平抛运动，故AB错误；无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，故C错误；做曲线运动的物体，加速度在减小，如果加速度方向与速度方向夹角小于900，那么速度在增加，故D正确；故选D．
4、C
【解析】
A.如果水流速度为v2，船渡河过程被冲到下游的距离为：x=v2t=d，实际航程不是最短，故A不符合题意；
B.船渡河的时间与水流速度无关，选项B不符合题意；
C.设河宽为d，船垂直于河岸的速度为v1，过河最短时间为：，选项C符合题意；
D.船渡河的时间与水流速度无关，选项D不符合题意；
5、D
【解析】
同步卫星的运行周期为24小时，即相对地球静止，所以只能在赤道平面内，A错误；b轨道内的卫星做圆周运动，其速度方向时刻变化，所以其速度时刻变化着，B错误；c轨道为椭圆轨道，根据，可知在近地点速度大，在远地点速度小，根据，同一卫星在近地轨道受到的引力大，在远地轨道受到的引力小，C错误D正确．
6、A
【解析】
小球不受空气阻力，则小球在运动中机械能守恒；则对抛出到落地点分析可知：

故抛出点的动能为

故A正确。
7、BD
【解析】
AB.3t0时速度
v=a1·2t0+a2t0=·2t0+·t0=
3t0时刻瞬时功率
P=3F0·v=
故A错，B对；
CD.0~2t0内，力F0做的功
W1=F0···（2t0）2=
2t0~3t0内位移
x2=a1·2t0·t0+··=+=
2t0~3t0内水平力3F0做的功
W2=3F0x2=
0~3t0内平均功率
==
C错，D对。
8、CD
【解析】
弹簧下端刚接触地面时，弹簧的弹性势能开始增加，此时由于重力大于弹力，物体动能仍然会增加，当弹力等于重力时，动能最大，以后动能减小，故A错误；物体的速度再次为零时，物体的重力势能减小mgH，物体的动能不变，可知弹黄的弹性势能为mgH．故B错误；物块从开始下落到速度再次为零，物体的重力势能减小mgH，物体的动能不变，所以物体的机械能减小mgH，由功能关系可知，物块克服弹簧弹力做功为mgH．故C正确；物块与弹簧组成的相同的机械能守恒，由功能关系可知，当物体的速度最大时，弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小．故D正确．故选CD．
点睛:本题考查牛顿第二定律的动态分析以及能量守恒定律等，重点要分析弹簧弹力与重力的大小关系，从而分析物体的速度变化情况；知道系统的动能、重力势能和弹性势能之和守恒．
9、BC
【解析】
本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．
双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+ r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πf r1，v2=ωr2=2πf r2，联立解得：v1+ v2=2πf r，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．
【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．
10、AC
【解析】
由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知的质量比的大，即的平均密度比的大，所以选项A正确； 由图可知，表面的重力加速比的大，由可知，的第一宇宙速度比的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，的向心加速度比的大，所以选项C正确；根据可知，的公转周期比的小，所以选项D错误；
考点：天体与万有引力定律
11、AB
【解析】
当R3的滑动头向右滑动时，接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，电流变大，则电流表示数变大，电阻R1两端电压变大，R1消耗功率变大，则R3两端的电压减小，电压表的示数变小，故A正确，CD错误。电容器的电压等于变阻器两端的电压，由上分析可知其电压减小，由Q=CU知，带电量减小，故B正确。
12BD
【解析】
A、皮带传动，各点的线速度相等，所以a与轮3边缘的线速度是相等的，c与轮2边缘的线速度是相等的；轮2与轮3属于同轴转动，角速度相等；结合图根据可知：，其中v2、v3为轮2和轮3边缘的线速度，则，故A错误；
B、设轮4的半径为r，则轮1的半径是2r，角速度之比为，故B正确；
CD、根据向心加速度与线速度、角速度的关系可得向心加速度之比为，故C错误，D正确；
故选BD．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、2.28; 2.26; 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的
【解析】
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
【详解】
重力势能减小量等于．利用匀变速直线运动的推论，可得B点的速度为，，由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．
14、 纸带和重物受到摩擦阻力和空气阻力的作用（言之成理即可）
【解析】
第一空.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=mghB；
第二空.打B点时，重物的速度为，由于初速度为零，所此过程中动能的增加量为；
第三空.由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。

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)对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律列式得：

代入数据得：

(2) 该过程中拉力做的功代入数据解得：

(3) 设物体到达4m高处时速度为v，由得：，到达4m高处时拉力的瞬时功率
P=Fv=240×4W=960W
16、（1）180m（1）90m
【解析】
(1) 汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，写出运动学方程，即可求得结果；
(1) 汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，重力与支持力的合力提供向心力；为了保证安全，车对路面间的弹力FN必须大于等于零．
【详解】
(1) 汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有：
Fm=0.5mg
由速度v=30m/s，解得弯道半径为：r≥180m；
(1) 汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有：

为了保证安全，车对路面间的弹力FN必须大于等于零，有：

代入数据解得：R≥90m．
17、（1）1．3（2）21J（3）3．2J
【解析】
将物块在C点的速度沿水平和竖直方向分解，则
则物块通过B点的速度为
由于，所以物块由A到B一直做匀加速运动，
在此过程中，物块的加速度为 
由
解得
物块由A到B的运动时间
此过程传送带的位移
所以由于传送块电动机对传送带所做的功
物块到C点时的速度为
对物块，由C点运动到最低点的过程，
由能量守恒定律得 ；
代入解得弹簧的最大弹簧性势能  
本题是多过程问题，关键要熟练运用运动的分解法研究平抛运动，把握题目中隐含的条件：物块到达C点时速度沿斜面向下，明确能量守恒定律是求弹簧的弹性势能常用的方法．