2022-2023学年上海市复旦附中高一物理第二学期期末质量跟踪监视试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、卷上答题无效。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)设想：一张桌子放在水平地面上，桌面高为h2，一质量为m的小球处于桌面上方h1高处的P点．若以桌面为参考平面，重力加速度为g，N为桌面上的一点．小球从P点下落到地面上的M点，下列说法正确的是()A．小球在P点的重力势能为mg（h1+h2）B．小球在桌面N处的重力势能为mgh2C．小球从P点下落至M点的过程中，重力势能减少mg（h1+h2）D．小球从P点下落至M点的过程中，克服重力做功mg（h1+h2）2、(本题9分)一列火车从上海开往北京，下列叙述中，示时间的是（）A．早上6时10分从上海发车B．列车预计在18时11分到达北京C．列车在9时45分到达途中南京站D．列车在南京站停车10分钟3、(本题9分)如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两个小球在同一直线上运动．两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为8kg·m/s，运动过程中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则(　　)A．右方为A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3B．右方为A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6C．左方为A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3D．左方为A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶64、科学家在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F2。通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，设引力常数为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为（）A．B．C．D．5、(本题9分)如图所示，电风扇工作时，叶片上a、b两点的线速度分别为va、vb，角速度分别为ωa、ωb，则下列关系正确的是A．，B．，C．，D．，6、(本题9分)有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA．要把它改装成量程0～3V的电压表，则（　　）A．要串联一个阻值为990Ω的电阻B．要并联一个阻值为990Ω的电阻C．要串联一个阻值为0.10Ω的电阻D．要并联一个阻值为0.10Ω的电阻7、(本题9分)如图所示,将物块置于沿逆时针方向转动的水平转盘上,并随转盘一起转动(物块与转盘间无相对滑动).图中方向指向圆心,方向与方向垂直下列说法正确的是A．若物块所受摩擦力方向为方向,转盘一定是匀速转动B．若物块所受摩擦力方向为方向,转盘一定是加速转动C．若物块所受摩擦力方向为方向,转盘一定是加速转动 D．若物块所受摩擦力方向为方向,转盘一定是减速转动8、(本题9分)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　)A．该电场一定不是孤立点电荷形成的电场B．A点的电场强度小于B点的电场强度C．电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W＝EpA－EpBD．电子在A点的动能小于在B点的动能9、一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　　)A．将电压变为U/2B．将带电荷量变为2QC．将极板间的距离变为d/2D．两板间充满介电常数为2的电介质10、一钢球从某高度自由下落到一放在水平地面的弹簧上，从钢球与弹簧接触到压缩到最短的过程中，弹簧的弹力F、钢球的加速度a、重力所做的功WG以及小球的机械能E与弹簧压缩量x的变化图线如下图(不考虑空间阻力)，选小球与弹簧开始接触点为原点，建立图示坐标系，并规定向下为正方向，则下述选项中的图象符合实际的是()A．B．C．D．11、下列说法错误的是（）A．一定质量气体，在体积不变的情况下，它的压强与温度t成正比B．气体在趋近绝对零度时，其体积趋于零C．一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高1度，其压强增加D．绝对零度是低温的极限，将来随着技术的发展，也不可能达到12、如图所示，可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来，将细线水平拉直后从静止释放小球，小球运动到最低点时的速度为、重力的瞬时功率为P、绳子拉力为F，向心加速度为a，若不改变小球的质量，把悬线的长度增加一倍，仍将细线水平拉直后从静止释放小球，下面说法正确的是A．改变悬线长度之后最低点的速度变为原来的倍B．改变悬线长度之后最低点的重力瞬时功率P是原来的倍C．改变悬线长度前后最低点绳子拉力F都等于小球重力的3倍D．改变悬线长度前后最低点向心加速度a都等于重力加速度的3倍二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用图甲所示装置来验证机械能守恒定律。在某次实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，用刻度尺测量的数据如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.02s，O为打点计时器在纸带上打下的第一个点。取g=9.80m/s。回答下列问题：（1）乙图中纸带的____（填“左”或“右”）端与重锤相连。（2）打点计时器在打下O点到B点的这段时间内重锤的重力势能减少量EP=_____J，动能的增加量EK=_____J。（结果保留3位有效数字）（3）通过计算可得EP____EK（填“。”或“<”），这是因为_________。14、（10分）某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示．框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐．切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和．小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组和的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k．⑴当地的重力加速度为________(用k表示)．⑵若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______________(用题中物理量的字母表示)．⑶关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差（___）A．尽量靠近刻度尺零刻度线B．尽量靠近光电门2C．既不能太靠近刻度尺零刻度线，也不能太靠近光电门2三、计算题解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)质量m＝2kg的小球在长为L＝1m的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力Tmax＝118N，转轴离地高度h＝21m，g＝10m/s2.试求：(1)若恰好通过最高点，则最高点处的速度为多大？(2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大？(3)绳断后小球做平抛运动，如图所示，求落地水平距离x.16、（12分）(本题9分)如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，长度，BC段倾斜，长度足够长，倾角为，AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接图中未画出圆弧传送带以的恒定速率顺时针运转现将一质量的工件可看做质点无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数．(1)工件从A点开始至第一次到达B点所用的时间t；(2)工件从第一次到达B点至第二次到达B点的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q．17、（12分）我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器，计划在2030年前后实现航天员登月，对月球进行科学探测。宇航员在月球上着陆后，自高h处以初速度v0水平抛出小球，测量出小球的水平射程为L(这时月球表面可以看成是平坦的)，已知月球半径为R，万有引力常量为G。(1)试求月球表面处的重力加速度g.(2)试求月球的质量M(3)字航员着陆后，发射了一颗绕月球表面做匀速圆周运动的卫星，周期为T，试求月球的平均密度ρ.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、C【解析】以桌面为参考平面，小球在P点的重力势能为，A错．小球在桌面N处的重力势能为0，B错．小球从P点下落至M点的过程中，重力做正功，重力势能减少，C对D错．2、D【解析】试题分析：时刻是指某一瞬间，在时间轴上用点表示，对应的是位置、速度、动量等状态量；时间间隔是两个时间点之间的部分，也就是通常人们所说的时间的长短。早6时10分，列车从上海站出发，6时10分指时刻，故A错误；列车预计在18时11分到达北京，18时11分指时刻，故B错误；列车在9时45分到达南京站，9时45分指时刻，故C错误；列车在南京站停车10分钟，10分钟指时间间隔，故D正确。考点：时刻和时间间隔3、C【解析】向右为正方向，A、B两球的动量均为正，两球速度方向向右，要想两球相碰，左侧球速度较大；两球质量关系为mB＝2mA，A、B两球的动量均为8kg·m/s，A球质量较小，速度较大；则左侧球为A球．碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则碰后A球动量为4kg·m/s；据动量守恒可得，碰后B球动量为12kg·m/s；两球质量关系为mB＝2mA，据可得．故选C．4、A【解析】在两极：；在赤道上：；联立解得； 由，且，解得。A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；5、D【解析】电扇上的a、b两点在同一扇叶上属于共轴转动，具有相同的角速度，所以，由于线速度，而且由图可知，所以．故选D正确．6、A【解析】把电流表改装成3V电压表需要串联的电阻：；故选A.点睛：把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出定值阻值．7、BD【解析】圆盘匀速转动时，重力和支持力平衡，合外力（摩擦力）提供圆周运动向心力，故摩擦力方向指向圆心O点，即co方向，选项A错误；当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向b，故b正确，C错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向d，故D正确．故选BD．点睛：分析圆周运动物体受到的力，把握好利用分解的思想：向切向和径向方向分解，平行速度方向的合力，即切向力，产生切向加速度，改变速度的大小；垂直速度方向的合力，指向圆心，产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小．8、AC【解析】由题图乙可知，电子在A、B两点的电势能分别为EpA和EpB，且EpB>EpA，说明电子由A运动到B时电势能增大，电场力做负功，电场力对其所做的功为W＝EpA－EpB，选项C正确；电场力做负功，故动能减小，故电子在A点的动能大于B点的动能，选项D错误；由于A、B两点的电势能与两个位置间的关系如题图乙所示，说明电势是均匀增加的，故这一定是匀强电场，即不是孤立点电荷形成的电场，选项A正确；A、B两点的电场强度相等，选项B错误．9、CD【解析】电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与极板间的电压和所带电荷量无关，所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，故AB错误．由电容器的决定式可知，要使电容器的电容加倍，可采取的方式是：①将极板间的距离变为；②将电解质换为介电常数为原来的介电常数为2的电介质；故CD正确.【点睛】改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，由电容器的决定式我们可以知道通过改变正对面积S，介电质常数，极板间的距离d来改变电容．10、BC【解析】A．由于向下为正方向，而弹簧中的弹力方向向上，所以选项A中的拉力应为负值，A错误；B．小球接触弹簧上端后受到两个力作用：向下的重力和向上的弹力．在接触后的前一阶段，重力大于弹力，合力向下，而弹力F=kx，则加速度，故B正确；C．根据重力做功的计算式，可知C正确；D．小球和弹簧整体的机械能守恒，小球的机械能不守恒，D错误．11、ABC【解析】A.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，根据：可知压强p与热力学温度T成正比，而：T=t+273故压强与温度t不是成正比，故A错误,符合题意；B.气体趋近于绝对零度时，已液化，气体实验定律已经不适用了，体积也不会趋近于零。故B错误,符合题意。C.一定质量气体发生等容变化，由理定律定律得：则有：气体温度每升高1℃，压强就增加T温度时压强的倍，当0℃=273K，故气体温度每升高1℃，增加的压强等于它在0℃时压强的，故C错误,符合题意；D.根据热力学第三定律可知，热力学温标的零K达不到，故D正确,不符合题意。12、AC【解析】A.由机械能守恒定律得，，加倍之后，低点的速度变得为原来的倍，A正确；B.最低点重力与速度垂直，重力的瞬时功率为零，B错误；C.在最低点绳的拉力为，则，则，与无关，C正确；D.向心加速度，D错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）左（2）0.941，0.938（3）>，克服阻力做功【解析】（1）重锤拉着纸带做加速运动，即开始的点迹之间的距离小，后来越来越大，故从乙图可知左端与重锤相连；（2）O点到B点的这段时间内重锤的重力势能减少量；根据匀变速直线运动过程中中间时刻速度等于该段过程的平均速度可得，所以动能增量为；（3）通过计算可得，因为过程中需要克服阻力做功，部分重力势能转化为内能．【点睛】纸带实验中，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，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．由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．14、C【解析】（1）以0刻度线为零势能面，小铁块从光电门1运动到光电门2的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：mv12-mgx1=mv22-mgx2整理得：v22-v12=2g（x2-x1）所以图象的斜率k=2g，解得：g=；（2）小铁块经过光电门1时的机械能等于小铁块经过光电门1时的动能加上势能，若选择刻度尺零刻度线所在高度为零势能面，则有：E1=mv12-mgx1 =mv12-mkx1 （3）用电磁铁释放小球的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一时间，铁球与电磁铁铁心可能有一些剩磁，都会使经过光电门1的时间较实际值大，引起误差，并适当增大两光电门A、B间的距离，使位移测量的相对误差减小，所以C正确．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)m/s(2)7m/s(3)14m【解析】(1)当小球恰好通过最高点时,小球只受重力,并由重力提供向心力.设此时速度为根据牛顿第二定律得:所以(2)若细绳此时恰好被拉断小球在最低点时,由牛顿第二定律得: 解得：(3)绳断后,小球做平抛运动,设水平距离为x,则由竖直方向自由落体运动则有:解得：点睛：(1)当小球恰好通过最高点时,重力提供向心力,根据向心力公式即可求解;(2)在最低点细绳恰好被拉断时,绳子的拉力达到最大值,对小球在最低点进行受力分析,由向心力公式即可求解;(3)细绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动基本公式即可求解.16、(1)1.4s(2)64J【解析】（1）工件刚放在水平传送带上的加速度为，由牛顿第二定律得：解得：设经时间工件与传送带的速度相同，则有：工件前进的位移为：此后工件将与传送带一起匀速运动至B点，用时：所以工件第一次到达B点所用的时间为：（2）工件上升过程中受到摩擦力大小为：由牛顿第二定律可得：工件上升的加速度大小为：方向沿斜面向下由运动学公式可得：工件上升的时间为：下降过程加速度不变，仍为由运动学公式可得：工件与传送带的相对路程为：摩擦生热为：17、（1）（2）（3）【解析】（1）根据题目可得小球做平抛运动,水平位移:v0t=L竖直位移:h=gt2联立可得:（2）根据万有引力黄金代换式，可得（3）根据万有引力公式；可得，而星球密度,联立可得