2023年上海市建平实验中学物理高一下期末考试试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：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)人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体（）A．处于超重状态B．所受的合力不变C．速度的大小不变D．受到万有引力和重力两个力的作用2、(本题9分)以v0=15m/s的初速从地面竖直向上抛出一物体，设空气阻力大小不变，则在抛出后的第2s内平均速度和平均速率分别为A．0，0B．0，2.5m/sC．2.5m/s，2.5m/sD．2.5m/s，03、(本题9分)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。如图所示，是某双星系统中A、B两颗恒星围绕它们连线上的固定点O分别做匀速圆周运动，在运动中恒星A、B的中心和O三点始终共线，下列说法正确的是A．恒星A的角速度比恒星B的角速度小B．恒星A的线速度比恒星B的线速度小C．恒星A受到的向心力比恒星B受到的向心力小D．恒星A的质量比恒星B的小4、如图所示，虚线MN示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分布有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律都满足B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙，则下列判断正确的是(　　)A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲B．I乙＝2I甲，I丙＝0C．I乙＝0，I丙＝0D．I乙＝I甲，I丙＝I甲5、(本题9分)如图所示，在匀速转动的水平圆盘边缘处轻放一个小物块，小物块随着圆盘做匀速圆周运动，对小物块之后情况说法正确的是A．小物块仅受到重力和支持力的作用B．小物块受到重力、支持力和向心力的作用C．小物块受到的摩擦力产生了向心加速度D．小物块受到的摩擦力一定指向圆盘外侧6、(本题9分)在下面各实例中，机械能守恒的是（）A．树上飘落的树叶B．在空中匀速下降的跳伞运动员C．在空中做平抛运动的铅球D．草坪上滚动的足球7、如图为某运动员低空跳伞表演，假设质量为m的运动员在下落高度h的一段过程中受恒定阻力作用，匀加速下落的加速度为g(g为重力加速度)。在该运动过程中，下列说法正确的是（）A．运动员的重力势能减少了mghB．运动员的动能增加了mghC．运动员克服阻力所做的功为mghD．运动员的机械能减少了mgh8、(本题9分)在下列物理现象或者物理过程中，机械能发生改变的是（　　）A．匀速下落的降落伞B．沿斜面匀速上行的汽车C．树叶从树上掉下在空中飘落D．细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动9、(本题9分)如图所示,AB､CD为一圆的两条直径,且互相垂直,O点为圆心｡空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行｡现有一电子(重力不计),在静电力作用下,先从A点运动到C点,动能减少了1ev;又从C点运动到B点,动能增加了1ev,则此空间存在的静电场可能是A．方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场B．方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场C．位于O点的正点电荷形成的电场D．位于D点的正点电荷形成的电场10、(本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（　　）A．重力势能和动能之和减小B．重力势能和弹性势能之和总保持不变C．动能和弹性势能之和增大D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变11、(本题9分)如图，一木块放在光滑水平地面上，一颗子弹水平射人木块中，此过程中木块受到的平均阻力为，子弹射人深度为，木块位移为，则此过程中（）A．木块增加的动能为B．子弹的内能增加了C．子弹和木块组成的系统机械能守恒D．子弹动能的减少大于木块动能的增加12、(本题9分)下列说法正确的（　　）A．晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变B．给篮球打气时越来越费劲，说明分子间存在斥力作用C．能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界的能量不断减少D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”(1)下列物理量需要测量的是________、通过计算得到的是_______（填写代号）A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式__________，动能增量的表达式__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量．14、（10分）(本题9分)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两只已调零的弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两只弹簧秤的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较力F′和F的大小和方向，看他们在误差范围内是否相同，得出结论。（1）上述C、E步骤中有重要遗漏，分别是：C中遗漏的是：________；E中遗漏的是：________。（2）实验情况如图甲所示，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________三、要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.20m的绝缘轻线把质量为m=0.10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为θ=37°．现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放．g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．求：（1）小球所受电场力的大小；（2）小球通过最低点C时的速度大小；（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小．16、（12分）(本题9分)如图，长L=0.2m的轻绳一端与质量m=2kg的小球相连，另一端连接一个质量M=1kg的滑块，滑块套在竖直杆上，与竖直杆间的动摩擦因数为。现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，当绳子与杆的夹角=60时，滑块恰好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球转动的角速度的大小；（2）滑块与竖直杆间的动摩擦因数。17、（12分）(本题9分)将轻质弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为4m的小球由静止释放，小球下降的最大高度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为m的物块P接触但不连接。AB是水平轨道，B端与半径为l的半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。用外力缓慢推动物块P，将弹簧压缩长度l，然后静止释放，P开始沿轨道运动，刚好能到达半圆轨道的D点。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5，释放时PB距离为2l，重力加速度大小为g。求：（1）释放时弹簧的弹性势能；（2）物块P到达半圆轨道最低点B时所受的支持力大小；（3）从半圆轨道B点到D点过程摩擦力对物块P做的功。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】A.人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体处于失重状态，选项A错误；B.卫星所受的合力大小不变，方向不断变化，选项B错误；C.卫星的速度的大小不变，选项C正确；D.卫星只受到万有引力作用，选项D错误．2、B【解析】物体做竖直上抛运动，物体上升的时间为：，所以抛出后第2s内有两个运动过程，1s~1.5s上升，1.5s~2s下降，两个过程互逆AD．第2s内的两个过程，相当于两个做了0.5s自由落体运动的过程，故在第2s内的路程为：故第2s内平均速率为：，AD错误；BC．根据对称性可知，第2s内物体的位移为0，则第2s内平均速度为0，B正确C错误．3、D【解析】A、由于二者具有共同的转轴，故二者角速度，故选项A错误；B、根据公式，由于二者角速度相同，A的半径大，则恒星A的线速度比恒星B的线速度大，故选项B错误；C、恒星A受到的向心力和恒星B受到的向心力均由二者之间的万有引力提供，而万有引力大小相等，故二者向心力大小相等，故选项C错误；D、根据上面的分析可知：，由于，故，故选项D正确。点睛：本题主要考查了双星系统的特点，知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的周期。4、B【解析】C环中穿过圆环的磁感线完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以没有感应电流产生，则I丙=1．根据法拉第电磁感应定律得：，S是有效面积．则得E∝S，所以甲、乙中感应电动势之比为E甲：E乙=1：2，根据欧姆定律得知，I乙=2I甲．故选B．【点睛】本题关键是：一要掌握产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，二是掌握法拉第电磁感应定律，理解式中S是有效面积，即有磁场穿过的面积．5、C【解析】小物块受到重力、支持力和静摩擦力三个力，向心力由静摩擦力提供，方向始终是指向圆盘中心，故选项C正确，A、B、D错误；6、C【解析】A：树上飘落的树叶受重力、空气对树叶的作用力，重力、空气对树叶的作用力均对树叶做功，则树上飘落的树叶的机械能不守恒。B：在空中匀速下降的跳伞运动员受重力和空气阻力，重力、空气阻力均对运动员做功，则在空中匀速下降的跳伞运动员机械能不守恒。C：在空中做平抛运动的铅球只受重力，只有重力对铅球做功，则在空中做平抛运动的铅球机械能守恒。D：草坪上滚动的足球，受重力、支持力和阻力，只有阻力做足球做功，则草坪上滚动的足球机械能不守恒。综上，机械能守恒的是C。点睛：物体机械能守恒的条件是除重力外，其余力对物体所做的功为零。7、BD【解析】A、运动员在下落高度h的一段过程中，重力做功mgh，运动员的重力势能减少了mgh，故A错误。B、运动员在下落高度h的一段过程中，合外力的功W合=mah=mgh，根据动能定理W合=Ek，运动员的动能增加了mgh，故B正确。CD、根据牛顿第二定律mg-Ff=ma，运动员受到的阻力Ff=mg，在下落高度h的过程中，运动员克服阻力所做的功Wf=mgh，根据能量守恒，运动员的机械能减少了mgh，故C错误，D正确。8、ABC【解析】A.匀速下落的降落伞，必受到除重力以外的一个向上的阻力作用，阻力做负功所以机械能会减少，故A符合题意；B.沿斜面匀速上行的汽车，动能不变，但重力势能变大，所以机械能增加，故B符合题意；C.树叶从树上掉下在空中飘落，空气阻力做负功，所以机械能减少，故C符合题意；D.细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不变，所以机械能不变，故D不符合题意。9、AD【解析】分析：从A到B电场力做功为零，由W=qU可知AB两点电势相同，连接AB为等势线，电场线与等势线相互垂直，可知电场线为水平方向，由A到C电场力做负功，电子所受电场力水平向左，所以场强方向水平向右，A对；B错；如果场源电荷在O点，则ABC均为同一条等势线上的三点，电势相等，由题干已知可知这是不可能的，所以C错；同理D对；考点：考查常见电场的电场线分布点评：本题难度较小，主要是考查了学生对常见电场的分布的记忆和理解，例如等量同种点电荷、独立点电荷、点电荷与金属板的电场线分布，理解电场力做功与电势能的关系10、ACD【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小。故A正确。在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为零，要注意在小球刚接触到加速度变为零的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误。小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大。故C正确。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。故D正确。故选ACD。【点睛】根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化。11、AD【解析】A、对木块，由动能定理得，其增加的动能为，故A正确；B、系统增加的内能，对子弹，其子弹的内能增加小于，故B错误；CD、子弹和木块组成的系统，子弹减少的动能转化为木块增加的动能和系统增加的内能，故系统机械能不守，子弹动能的减少大于木块动能的增加，故C错误，故D正确；故选AD．【点睛】根据动能定理得出子弹损失的动能和木块获得的动能，根据阻力与相对路程的乘积等于系统获得的内能，求出系统损失的机械能．12、ADE【解析】A.晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变，故A正确；B.给篮球打气时越来越费劲，这是气体压强作用的缘故，与分子间的作用力无关，故B错误；C.能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界中可利用的能源不断减少，故C错误；D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力，故D正确；E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢，故E正确。故选ADE。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CD小于【解析】(1)[1][2]重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去。需要测量的物理量是C；重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是D；与下落高度对应的重锤的瞬时速度。(2)[3]重物由B点到D点势能减少量的表达式为，[4]B点的速度，D点的速度，则动能的增加量[5]由于重锤下落时要克服阻力做功，有内能产生，根据能量守恒定律知，该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量；14、（1）①未记下两条细绳的方向②未说明是否把橡皮条的结点拉到O位置（2）【解析】（1）C中遗漏的是：未记下两条细绳的方向；E中遗漏的是：未说明是否把橡皮条的结点拉到O位置；（2）F1与F2合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值（实际值）是指通过平行四边形得出的值，故F′是力F1与F2合力的实验值，其方向一定沿AO方向。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）103N/C（2）（3）1.5N【解析】试题分析：（1）在B点，由平衡条件知，qE="mg"tanθ，得电场强度E=1000V/m。（2）由A到C过程，由动能定理得：mgL－qEL=mvC2，解得vC=m/s。（3）在C点，由牛顿第二定律：F－mg=m，解得细线对小球的拉力大小F=1.5N考点：动能定理、牛顿第二定律16、（1）10rad/s；（2）【解析】（1）通过对小球的受力分析，由牛顿第二定律得：mgtan=m2Lsin，解得小球转动的角速度=10rad/s。（2）对小球，在竖直方向：FTcos=mg；对滑块，由平衡条件可得：FTsin=FN，FN=Mg+FTcos，解得滑块与竖直杆间的动摩擦因数=。17、(1)(2)7mg(3)【解析】（1）小球下落过程根据能量守恒有：（或）（2）P从释放到B点过程根据能量守恒有：在B点：解得N＝7mg（3）物块刚好能到D点，有：B到D过程由动能定理有：解得：