2023届上海市金山区上海交大南洋中学物理高一第二学期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、试题卷上答题无效。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)“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目，它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来．假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿态，通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变所受向上风力的大小．已知人体所受风力大小与受风面积成正比．人水平横躺时受风面积最大，此时人所受风力大于重力；站立时受风面积最小，此时人所受风力小于重力；如图所示，某次表演中，人体可上下移动的空间总高度为H，表演者由静止以站立身姿从A位置下落，经过B位置时调整为水平横躺身姿（不计调整过程的时间和速度变化），运动到C位置速度恰好减为零。已知AB段距离大于BC段距离，关于表演者下落的过程，下列说法正确的是（）A．从A至B过程表演者的平均速度大于从B至C过程表演者的平均速度B．从A至B过程表演者的运动时间等于从B至C过程表演者的运动时间C．从A至B过程表演者加速度的绝对值大于从B至C过程表演者加速度的绝对值D．从A至C的过程中，重力对表演者做的功等于表演者克服风力做的功2、(本题9分)单位制由基本单位和导出单位组成。功是物理学中的重要物理量之一，在国际单位制中，功的单位用基本单位可表示为（）A．J B．N·m C．kg·m2·s-2 D．kg·m·s-13、(本题9分)某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车(如图)，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R＝6400km。下列说法正确的是()A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B．当汽车速度增加到1．9km/s，将离开地面绕地球做圆周运动C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hD．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力4、(本题9分)如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA=2RB．当主动轮A以角速ω匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上．若将小木块放在B轮边缘上，欲使木块相对B轮也静止，则A轮转动的角速度不可能为（

）A．12ω

B．ω

C．245、(本题9分)某星球与地球的质量比为a，半径比为b，则该行星表面与地球表面的重力加速度之比为()A．a/b B．ab2 C．a/b2 D．ab6、(本题9分)如图所示，小球位于轻质弹簧的正上方，小球从高处由静止自由下落，直至弹簧压缩到最短．不考虑空气阻力的影响，下列叙述中正确的是（）A．整个过程中，小球的机械能守恒B．整个过程中，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒C．在压缩弹簧的过程中，小球的机械能先增大后减小D．在压缩弹簧的过程中，小球重力勢能的减少量等于弹簧弹性勢能的增加量7、如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，它们与盘面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时两物体刚好就要发生滑动，则（）A．细线中的拉力大于B受到的最大静摩擦力B．细线中的拉力小于A受到的最大静摩擦力C．烧断细线，只有物体B相对圆盘发生滑动D．烧断细线，两物体都会相对圆盘发生滑动8、(本题9分)如图，一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连，另一端可绕O点转动，现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动，测得小球的向心加速度大小为g（g为当地的重力加速度）。下列说法正确的是()A．小球的线速度大小为gLB．小球运动到最高点时处于完全失重状态C．当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球作用力的方向不可能指向圆心OD．轻杆在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为3mg9、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在表面水平的力传感器上，一质量为m的小球，从弹簧正上方距弹簧上端高h处由静止释放，不计空气阻力，以小球开始释放点为坐标原点O，竖直向下为x轴正方向，建立坐标轴Ox．力传感器记录的弹簧弹力大小F随小球下落距离x变化的关系图象如图乙所示，图乙中h、x0已知，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为B．小球动能的最大值为C．弹簧压缩量为2x0时，弹簧的弹性势能最大D．小球加速度的最大值为g10、如图所示，足够长的光滑细杆PQ水平固定，质量为2m的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量为0.99m的物块B通过长度为L的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。若把A固定，让质量为0.01m的子弹以v0水平射入物块B（时间极短，子弹未穿出）后，物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，且B不会撞到轻杆。则（）A．在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，其动量和机械能都守恒B．子弹射入物块B的初速度v0=100C．若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，物块上摆的初速度将小于原来物块A固定时的上摆初速度D．若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，物块A的速率为11、(本题9分)一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的线速度必小于B球的线速度C．A球的运动周期必大于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力12、甲、乙两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度高于甲的运行高度．两卫星轨道均可视为圆形轨道．以下判断正确的是A．甲的周期小于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度大于乙的加速度 D．甲在运行时，能经过北极正上方二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时：（1）下列说法中正确的是______（填字母代号）A．该实验不需要平衡摩擦力B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度（2）下列说法中正确的是______（填字母代号）A．橡皮筋做的功可以直接测量B．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值14、（10分）(本题9分)验证“力的平行四边形法则”实验如图所示。A为固定橡皮的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳子，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）图甲中弹簧秤B的读数为_______N；（2）图乙中的F和平行四边形画出的F'两力中，方向一定沿OA方向的是______；（3）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有_________A．两细绳的方向B．橡皮筋的原长C．两弹簧秤的示数D．结点O的位置（4）本实验中，若将细绳换成橡皮筋，其它操作不变，则实验结果_________发生变化。(选填“会”或“不会”)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)根据我国航天规划，未来某个时候将会在月球上建立基地，若从该基地发射一颗绕月卫星，该卫星绕月球做匀速圆周运动时距月球表面的高度为h，绕月球做圆周运动的周期为T，月球半径为R，引力常量为G．求：（1）月球的密度ρ；（2）在月球上发射绕月卫星所需的最小速度v．16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m1=0.3kg和m2=1kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v0=1.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.1．某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v2=3m/s，g取10m/s2．求：(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep(2)从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物体m1平抛的最大水平位移x的大小。17、（12分）有一辆质量为1.2t的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥．问：（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大？（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？（3）设想拱桥的半径增大到与地球半径一样，那么汽车要在这样的桥面上腾空，速度要多大？（重力加速度g取10m/s2，地球半径R取6.4×103km）

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、D【解析】从A到B过程中的初速度为零，末速度为v，从B到C过程中的初速度为v，末速度为v，故平均速度都为，A错误；因为两个过程中的平均速度相同，而AB段距离大于BC段距离，根据公式可知AB段的运动时间大于BC段的运动时间，B错误；根据公式可知AB段的加速度小于BC段的加速度的绝对值，C错误；根据动能定理可得，故重力对表演者做的功等于表演者克服风力做的功的大小，D正确．2、C【解析】

根据W=Fx可知，1J=1N•m=kg•m2•s-2，其中N、J都不是基本单位.A．J，与结论不相符，选项A错误；B．N·m，与结论不相符，选项B错误；C．kg·m2·s-2，与结论相符，选项C正确；D．kg·m·s-1，与结论不相符，选项D错误；3、B【解析】试题分析：汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化．当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动．根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得，，当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大，故A错误；1.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故B正确；“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小．

最小周期，v=1.9km/s，R=6400km，代入解得T=5081s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，故C错误；在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，故D错误．4、B【解析】A和B用相同材料制成的靠摩擦传动，边缘线速度相同，则ωARA=ωBRB，而RA=2RB．所以ωAωB＝12，对于在A边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即fmax＝mRAωA2=mRAω2，

在B轮上恰要滑动时，根据牛顿第二定律有：fmax＝mRBωB2=mRB(2ωA′)点睛：本题要抓住恰好静止这个隐含条件，即最大静摩擦力提供向心力，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大．5、C【解析】试题分析：根据，得g=，则，故C正确，A、B、D错误；故选C．考点：万有引力定律及其应用6、B【解析】

AB、小球下降的过程中，有重力和弹簧弹力做功，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒，小球的机械能不守恒，故B正确，A错误；C、小球接触弹簧后，弹簧弹性勢能的增加量，根据能量守恒可知小球的机械能减小，故C错误；D、在压缩弹簧的过程中，根据能量守恒可知小球机械的减少量等于弹簧弹性勢能的增加量，故D错误；故选B．【点睛】根据机械能守恒的条件判断小球机械能是否守恒；小球接触弹簧后，弹簧弹性勢能的增加量，根据能量守恒可知小球的机械能减小．7、BC【解析】

AB．A、B一起随圆盘做圆周运动，当两物体刚好就要发生滑动时，两物体所受的摩擦力都达到最大静摩擦力。对A根据牛顿第二定律有：fm−T＝mrAω2，可知细线的拉力小于A受到的最大静摩擦力，因为A、B与圆盘间的动摩擦因数相同，质量相等，则最大静摩擦力相等，则细线的拉力也小于B受到的最大静摩擦力，故A错误，B正确。CD．烧断细线，细线拉力消失，对A，由于最大静摩擦力大于向心力，靠静摩擦力提供向心力，所以A不会发生滑动；对B，最大静摩擦力不够提供向心力，B相对圆盘发生滑动，故D错误，C正确。8、BC【解析】A：小球的向心加速度大小为g，则a=v2RB：小球运动到最高点时，加速度方向竖直向下，加速度大小为g，处于完全失重状态。故B项正确。C：当轻杆转到水平位置时，向心加速度方向水平，对小球受力分析可得，轻杆对小球作用力的水平分量提供向心力，轻杆对小球作用力的竖直分量与重力抵消；则轻杆对小球作用力的方向不可能指向圆心O。故C项正确。D：轻杆在匀速转动到最低点时，轻杆对小球作用力最大；则Fm-mg=mv9、AB【解析】A、由图乙可知，当弹簧压缩量为时，有，则，故选项A正确；B、在小球下落的过程中，小球克服弹力做的功即为乙图中三角形的面积大小，即，对小球由动能定理得：，可得小球的最大动能，选项B正确；C、由于小球刚落到弹簧上端时速度不是零，故可知当弹簧的压缩量为时小球的速度还不是零，小球继续向下运动，当小球速度为零时，弹簧的最大压缩量将大于，故选项C错误；D、由上面分析可知，小球的最大压缩量将大于，则小球受到弹力的最大值大于，可知小球的最大加速度，选项D错误．点睛：解决本题的关键知道小球在整个过程中的运动情况，结合图象，综合牛顿第二定律进行分析求解．10、BD【解析】

A.在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，合外力冲量远小于内力冲量，其动量守恒，但由于要产生内能，所以机械能不守恒，故A错误。B.物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，在最高点时由重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，得B从最低点到最高点的过程，根据机械能守恒定律得子弹射入物块B的过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得0.01mv0=（0.01m+0.99m）v2联立解得

，故B正确。C.若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，根据动量守恒定律知物块上摆的初速度等于原来物块A固定时的上摆初速度。故C错误。D.若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，设A的速率为vA，B的水平速率为vB．根据水平动量守恒有

（0.01m+0.99m）v2=（2m+0.01m+0.99m）vA．得，故D正确。11、AC【解析】

如图所示向心力得：，A、由于球A运动的半径大于B球的半径，A球的角速度必小于B球的角速度，A球的线速度必大于B球的线速度，故A正确，B错误；C、由周期公式，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C正确；D、球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D错误．故选AC．12、AC【解析】

卫星的向心力由万有引力提供有，所以有：周期，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的周期小于乙的周期，故A正确；因为第一宇宙速度是近地卫星的运行速度可知，乙的轨道大于地球的半径，故乙的速度小于第一宇宙速度，所以B错误；加速度，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的加速度大于乙的加速度，故C正确；甲是同步卫星，甲的轨道只能在赤道上空，故甲在运行时不能经过北极正上方，所以D错误．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCC【解析】

第一空：本实验是把橡皮筋的弹力作为小车受到的合外力，然后验证合外力做功与动能变化之间的关系，所以要平衡摩擦力，故A错误；每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为W、2W、3W、、、、、这样可以不用具体求每次做功为多少，且验证合外力做功与动能变化之间的关系，故B正确；当橡皮筋恢复原长时，小车的速度达到最大，然后做匀速运动，则通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度，故C正确；D错误；故选BC第二空：弹力是变力，做功没办法具体计算，故A错误；由于弹力做功与伸长的长度不是正比关系，所以当橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功不会增加为原来的两倍，故B错误；可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为W、2W、3W、、、、、故C正确；对小车做的功是由橡皮筋的条数决定的，不能通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值，故D错误；故选C14、11.40FACD不会【解析】（1）图甲中弹簧秤B的读数为：11N+0.40N=11.40N；

（2）F1与F2的合力的实际值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值F′．因此方向一定沿AO方向的是F．

（3）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有：两细绳的方向、两弹簧秤的示数和结点O的位置；故选ACD.（4）由于O点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果。点睛：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，了解具体