湖北省武昌市2023-2024学年高一物理第二学期期末监测模拟试题含解析

湖北省武昌市2023-2024学年高一物理第二学期期末监测模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时速率为1m/s，从此刻开始在与初速度相反的方向上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分布如图甲、乙所示，两图取同一正方向，取，则下列说法正确的是A．滑块的质量为2kgB．第1s内摩擦力对滑块做功为-1JC．第2s末拉力F的瞬时功率为0.3WD．第2s内拉力F的平均功率为0.15W2、(本题9分)物体在拉力作用下向上运动，其中拉力做功10J，克服阻力做功5J，克服重力做功5J，则A．物体重力势能减少5J B．物体机械能增加5JC．合力做功为20J D．物体机械能减小5J3、(本题9分)物体在水平拉力F作用下，沿x轴由坐标原点开始运动，设拉力F随x的变化分别如图甲、乙、丙所示，图甲为一半圆图形，对应拉力做功分别为W甲、W乙、W丙，则以下说法正确的是A．W甲>W乙>W丙 B．W甲=W乙>W丙C．W甲=W乙=W丙 D．W甲>W乙=W丙4、如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为A． B．C． D．5、(本题9分)下列物理量中是矢量的是（）A．质量 B．路程 C．位移 D．时间6、如图所示，场强为E＝1.0×102V/m的匀强电场中，有相距d＝2.0×10-2m的A、B两点，A、B连线与电场方向的夹角为，则A、B两点间的电势差为A．1.0V B．VC．2.0V D．3.0V7、(本题9分)物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则A．重力做功为50JB．物体的重力势能一定增加了50JC．重力做了50J的负功D．物体的重力势能一定减少了50J8、(本题9分)发射高轨道卫星时，一般是先将卫星发射至近地圆形轨道1上运行，然后在某点Q变速，使其沿椭圆轨道2运行，最后在远地点P再次变速，将卫星送入预定圆形高轨道3运行，已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点．设卫星的质量保持不变，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，只受地球引力作用，则下列说法正确的是A．卫星在1轨道上正常运行时的速度小于在3轨道上正常运行时的速度B．卫星在1轨道上正常运行时的机械能小于在3轨道上正常运行时的机械能C．卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，处于失重状态，但不是完全失重状态D．卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，加速度逐渐增大9、如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，甲、乙两小车放在木板上，并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质.现同时给两车一定的初速度，使甲、乙沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车粘在一起，两车的位置x随时间t变化的图象如图乙所示.甲、乙两车质量(含发射器)分别为1kg和8kg，则下列说法正确的是()A．两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量B．碰撞过程中甲车损失的动能是169C．碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小D．两车碰撞过程为弹性碰撞10、如图所示的是锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大小齿轮的角速度分别为ω1、ω2，周期分别为T1、T2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，两齿轮边缘处的向心加速度分别是a1、a2，则A．ω1<ω2v1=v2B．ω1=ω2T1>T2C．a1<a2T1>T2D．a1>a2v1>v211、(本题9分)长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，如果小球通过最高点时，受到杆的作用力大小为24N，g取10m/s2，则此时小球的速度大小可能是A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．12、(本题9分)一长为2R的轻质细杆两端分别固定质量为m和2m可视为质点的小球M和N，细杆的中点处有一转轴O，细杆可绕轴在竖直平面内无摩擦地转动，开始时细杆呈竖直状态，N在最高点，如图所示．当装置受到很小扰动后，细杆开始绕轴转动，在球N转动到最低点的过程中（）A．小球N的机械能减小量等于小球M的机械能增加量B．小球N的重力势能减小量等于小球M的重力势能增加量C．重力对小球N做功的绝对值等于重力对小球M做功的绝对值D．重力对小球N做功的绝对值大于重力对小球M做功的绝对值二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，根据图象回答以下问题.（1）弹簧的原长为_________cm.（2）弹簧的劲度系数为_______.（3）分析图象，总结出弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_________.（L用m为单位）14、(本题9分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。绕过轻质定滑轮的细线两端连接质量均为M的物块A和B，B上方放有一质量为m的铁环C(铁环C与物块B不粘连)。(1)开始时A、B、C由图示位置静止释放。物块B在穿过圆环D时，铁环C被圆环D挡住，而物块B穿过圆环D后继续下落。光电计时器E、F记录物块B从E到F的时间为t，测得EF间距为d，则物块B运动到圆环D处时的速度大小v＝___；测得铁环C到圆环D的高度差为h，当地重力加速度为g，本实验若在误差允许的范围内满足表达式________，则验证了机械能守恒定律(结果均用题中所给字母表示)。(2)该同学为了能更加精确地验证机械能守恒定律，进行了多次实验。实验中M＝0.2kg，m＝0.05kg，d＝0.2m，当地重力加速度g取9.79m/s2。具体操作如下:①改变物块B的释放位置，调整h值②测出相对应的时间t③在坐标纸中以为纵轴，以h为横轴建立坐标系，画出图象，如图乙所示;④根据图中数据可求得g＝_____m/s2，若在误差允许的范围内与当地重力加速度相等，则验证了机械能守恒定律(结果保留三位有效数字)。15、(本题9分)某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图1所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置．（1）实验时，该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是和．（2）如图2所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间距离已在图中标出，测出滑块的质量为M，钩码的总质量为m．从打B点到打E点的过程中，为达到实验目的，该同学应该寻找和之间的数值关系（用题中和图中的物理量符号表示）．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，OB与OC夹角为37，CD连线是圆轨道竖直方向的直径、D为圆轨道的最低点和最高点，可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，该图线截距为2N，且过点取求：滑块的质量和圆轨道的半径；若要求滑块不脱离圆轨道，则静止滑下的高度为多少；是否存在某个H值，使得滑块经过最高点D飞出后落在圆心等高处的轨道上若存在，请求出H值；若不存在，请说明理由．17、（10分）如图所示，质量为2m的木板，静止在光滑水平面上，木板左端固定着一根轻质弹簧，一质量m=1kg，大小不计的木块，从木板右端以未知初速度开始沿木板向左滑行，最终回到了木板右端刚好与未从木板滑出。若在木块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能可达到的最大值为6J，木块与木板间滑动摩擦力大小保持不变，求：（1）当弹簧弹性势能最大时，木块的速度与初速度的大小之比；（2）未知初速度的大小及木块在木板上滑动的过程中系统损失的机械能。

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、A【解析】由图象斜率得加速度;由两图知，第一秒内有：f+F=ma，第二秒内有：F′-f=ma，代入数据得：f+1=3-f，故f=1N，m=2kg，故A正确；又由f=μmg可得动摩擦因数μ=0.05，第1s内的位移：x=×1×1m=0.5m，根据功的公式W=FL可得第1s内摩擦力对滑块做功为-0.5J，故B错误；第2s末物体的速度1m/s，则F的瞬时功率：P2=Fv2=3W，选项C错误；根据v-t图象可知，第2秒内的平均速度，所以第2s的平均功率P=＝3×0.5W＝1.5W，故D错误．故选A.点睛：解决本题的关键是读图v-t图象，能根据牛顿第二定律和功、功率公式计算进行有关的计算，注意区别平均功率和瞬时功率的不同.2、B【解析】

A.物体向上运动重力做负功5J，故重力势能增加了5J；故A错误.C.合力做功W=10-5-5=0，即合力做功为零；故C错误.BD.除重力以外的力做功衡量机械能的变化，因此物体的机械能增加了△E=10-5=5J；故B正确，D错误.3、D【解析】

F-x图象的“面积”等于拉力做功的大小，则得到拉力做功分别为：，其中，则W1=πFmx0；W2=Fmx0；W3=Fmx0；故有：W1＞W2=W3。A.W甲>W乙>W丙，与结论不相符，选项A错误；B.W甲=W乙>W丙，与结论不相符，选项B错误；C.W甲=W乙=W丙，与结论不相符，选项C错误；D.W甲>W乙=W丙，与结论相符，选项D正确；4、A【解析】试题分析：OA的中点C的电势为3V，将C点与B点连接，如图，电场线与等势线垂直，根据几何关系得，BC=2cm，则OB沿电场线方向上的距离d=sin60°＝1．5cm．所以电场强度．故A正确，BCD错误．故选A．考点：电场强度【名师点睛】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直，掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系，即，注意d是沿电场线方向上的距离．5、C【解析】

ABD．质量、路程和时间都是只有大小没有方向的标量，选项ABD不符合题意；C．位移是既有大小又有方向的矢量，故C符合题意．故选C.6、A【解析】

由题知，E=1.0×102V/m，d=2.0×10-2m，根据匀强电场中电势差和电场强度的关系：故A正确。7、BC【解析】克服重力做功，即重力做负功，则重力势能一定增大，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，故重力势能增加50J，BC正确．【点睛】重力势能变化量直接对应重力做功，与其他因素无关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，且满足．8、BD【解析】

A.根据可知，则卫星在1轨道上正常运行时的速度大于在3轨道上正常运行时的速度，选项A错误；B.卫星从轨道1要在Q点加速进入轨道2，然后在轨道2上的P点再加速进入轨道3，则卫星在1轨道上正常运行时的机械能小于在3轨道上正常运行时的机械能，选项B正确；C.卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，只受万有引力作用，处于完全失重状态，选项C错误；D.根据可知，卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，加速度逐渐增大，选项D正确；9、BC【解析】

A.设a、b两车碰撞前的速度大小为v1、v2，碰后的速度大小为v3，根据x-t图象表示速度，结合题图乙得v1=2m/s，v2=1m/s，v3p碰后总动量：p两车碰撞前总动量等于碰撞后总动量，故A不符合题意；B.碰撞前a车动能为E碰撞后a车动能为E所以碰撞过程中a车损失的动能是Δ故B符合题意。C.碰前a、b两车的总动能为1碰后a、b两车的总动能为1故C符合题意；D.两车碰撞过程中机械能不守恒，发生的是完全非弹性碰撞，故D不符合题意。10、AC【解析】

AB.大齿轮带动小齿轮转动，轮子边缘上的点在相同时间内走过的弧长相同，则线速度大小相等，即v1=v1，根据，知，r1＞r1，则ω1＜ω1．由，知T1＞T1，故A正确，B错误.CD.根据，可知，r1＞r1，则a1＜a1，由，知T1＞T1，故C正确，D错误.11、AC【解析】

当杆对小球为支持力时，根据牛顿第二定律可知：，代入数据解得：v=1m/s；当杆对小球为拉力时，根据牛顿第二定律可知：，代入数据解得：v=3m/s，故AC正确，BD错误。12、AD【解析】A、对两个球组成的系统,只有重力和细杆的弹力做功,机械能守恒,所以小球N的机械能减小量等于小球M的机械能增加量，故A正确；B、在转动过程中，由于两个小球有动能，根据机械能守恒，可知小球N的重力势能减小量不等于小球M的重力势能增加量，故B错误；C、由于小球M和小球N的质量不相等，在重力作用下的位移大小相等，所以重力对小球N做功的绝对值大于重力对小球M做功的绝对值，故C错误；D正确；故选AD点睛：本题关键是明确两个球系统机械能守恒,而单个球的机械能不守恒,结合机械能守恒定律和动能定理列式分析即可.二．填空题(每小题6分，共18分)13、101000【解析】

第一空.当所挂钩码的重力为零时，弹簧的长度即为原长，由题图可知，弹簧的原长为10cm.第二空.弹簧的劲度系数：.第三空.由胡克定律.14、9.76【解析】

第一空.铁环C运动到圆环D处时的速度大小即为铁环被挡住后，A、B匀速运动的速度；第二空.根据机械能守恒定律得；第三空.由化简得图象斜率为=54.2，代入数据可得g=9.76m/s215、（1）平衡摩擦力，钩码质量远小于滑块质量；（2）mg（x2+x3+x4），【解析】试题分析：（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用钩码的重力表示小车受到的合外力，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量．（2）根据纸带分别求出B点和E点的速度，进而求出滑块动能的变化量以及合外力做的功，再根据动能定理求出需要比较