2023届上海市上海师范大学第二附属中学物理高一第二学期期末调研模拟试题含解析

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答案后，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（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、已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（）A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短2、(本题9分)用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（）A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m3、(本题9分)自行车是一种代步工具。图是自行车的一部分，其大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样。它们的边缘有三个点a、b、c，下列说法中正确的是A．a、b的角速度相同B．b、c的角速度相同C．b、c的线速度相同D．a、c的线速度相同4、发现万有引力定律的科学家是A．牛顿 B．开普勒 C．卡文迪许 D．焦耳5、若某星球的质量和半径均为地球的2倍，那么质量约为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的A．B．C．2倍D．4倍6、在2015年世界蹦床锦标赛中，中国队包揽了女子单人蹦床比赛的金牌和银牌，对于运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程（如图所示），若忽略空气阻力，关于运动员所受重力做功、运动员的重力势能，下列说法中正确的是A．重力做正功，重力势能减少B．重力做负功，重力势能减少C．重力做负功，重力势能增加D．重力做正功，重力势能增加7、(本题9分)在某次演练中，一颗炮弹在向上飞行过程中爆炸，如图所示。爆炸后，炮弹恰好分成质量相等的两部分。若炮弹重力远小于爆炸内力，则关于爆炸后两部分的运动轨迹可能正确的是A． B． C． D．8、(本题9分)如图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示。取g=10m/s2，则（）A．第1s内推力做功为1J B．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0JC．第1.5s时推力F的功率为3W D．第2s内推力F做功的平均功率1.5W9、(本题9分)质量为m＝1kg的物体沿水平面向右做直线运动．t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示．此后物体的v－t图象如图乙所示．取水平向右为正方向．g取10m/s1．则A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5B．8s末物体的动量为8kgm/sC．0－10s内恒力F的冲量大小为30NSD．0－10s内恒力F做功的平均功率为0.6W10、(本题9分)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，=1kg，=2kg,=6m/s，=2m/s．当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是A．=5m/s,=2.5m/s B．=2m/s,=4m/sC．=3m/s,=3.5m/s D．=-4m/s,=7m/s11、如图所示，图中K、L、M为静电场中的三个相距较近的等势面．一带正电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动，已知粒子在ab段做减速运动．下列判断中正确的是（）A．粒子在a点的电势能小于在d点的电势能B．粒子在a点的电势能大于在d点的电势能C．K、L、M三个等势面的电势关系为φK<φL<φMD．K、L、M三个等势面的电势关系为φK>φL>φM12、(本题9分)如图所示的虚线为电场中的三条等势线，三条虚线平行且等间距，电势分别为10V、15V、20V，实线是仅受电场力的带电粒子的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，粒子在c点处的电势能为20eV，粒子在b点的动能为20eV，下列说法正确的是A．粒子在c处加速度大于在b处的加速度B．粒子带正电C．粒子从a运动到c过程中动能不断增加D．粒子在a点的动能为25eV二．填空题(每小题6分，共18分)13、人造地球卫星A和B的质量之比为1∶2，轨道半径之比为2∶1，它们受到地球的引力之比为______，它们运行的线速度之比为____，它们运行的周期之比为______。14、(本题9分)如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是rA=rC=2rB；若皮带不打滑，则A、B、C轮边缘的a、b、c三点的线速度之比va：vb：vC=__________角速度之比ωa：ωb：ωc=__________；向心加速度之比aa：ab：ac=__________。15、(本题9分)如图，飞机起飞时以300km/h的速度斜向上飞，飞行方向与水平方向成30°角，则水平方向的分速度vx=__________km/h，竖直方向的分速度vy=____________km/h．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为，已知该星球的半径为，引力常量为，求该星球的质量？17、（10分）(本题9分)如图，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间始终保持30°角。已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为，重力加速度为g。求：（1）求弹簧的劲度系数k；（2）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；（3）在杆的角速度由0缓慢增大到过程中，小球机械能增加了多少。

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、D【解析】

当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；2、B【解析】

在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有小球做平抛运动时时的水平射程小球的竖直位移：根据几何关系可得联立即得x图像的纵截距表示重力，即mg=5N所以有解得：R=0.25m故选B；【名师点睛】知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距3、B【解析】

A.大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，故：va=vb，由于半径不同和v=rω可知，a、b的角速度不同；选项A错误；B.由于b、c两点是同轴转动，可知b、c两点角速度相同，选项B正确；C.b、c两点角速度相同，据v=rω可知，b、c的线速度不相同，选项C错误；D.由于a、b两点线速度相同，b、c两点线速度不同，则a、c两点的线速度不相同；选项D错误；4、A【解析】

发现万有引力定律的科学家是牛顿；A.正确；BCD.错误.5、B【解析】

根据得，重力加速度因为星球质量和半径均为地球的2倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍，所以质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的倍。A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.2倍，与结论不相符，选项C错误；D.4倍，与结论不相符，选项D错误。6、A【解析】

运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做功正功，重力势能减少；A.重力做正功，重力势能减少，与结论相符，选项A正确；B.重力做负功，重力势能减少，与结论不相符，选项B错误；C.重力做负功，重力势能增加，与结论不相符，选项C错误；D.重力做正功，重力势能增加，与结论不相符，选项D错误。7、BD【解析】

A.炮弹爆炸时，内力远大于外力，系统的动量守恒，由图知，该图水平方向满足动量守恒，但竖直方向不满足动量，不可能，故A项与题意不相符；B.该图水平方向和竖直方向都满足动量守恒，是可能的，故B项与题意相符；C.该图水平方向满足动量守恒，但竖直方向不满足动量，不可能，故C项与题意不相符；D.该图竖直方向和水平方向都满足动量守恒，是可能的，故D项与题意相符。8、BC【解析】

A.从速度时间图像中可知物体在第1s内速度为零，即处于静止状态，所以推力做功为零，故A错误；B.速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以第2s内的位移为由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，故摩擦力做功为所以克服摩擦力做功2.0J，故B正确；C.第1．5s速度为1m/s，故第1．5s时推力的功率为故C正确；D.F在第二秒做功，F的功为：所以第2内推力F做功的平均功率为：故D错误．9、CD【解析】设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得，加速度大小a1=1m/s1方向与初速度方向相反；设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得，加速度大小a1=1m/s1方向与初速度方向相反；根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma1；F-μmg=ma1；解得：F=3N；μ=0.05，故A错误．8s末物体的速度为v4=-4m/s，动量mv4=-8kgm/s，选项B错误；0－10s内恒力F的冲量大小为I=Ft=30N∙S，选项C正确；10s内的位移；0-10s内恒力F做功W=Fx=3×1J=6J，则平均功率，故D正确．故选CD．点睛：本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因数，根据v-t图与横轴所围的面积表示位移求解位移及功率等．10、BC【解析】

以碰撞前A的速度方向为正方向，碰撞前系统的总动量：p=mAvA+mBvB=1×6+2×2=10kg•m/s，系统的总动能：Ek=mAvA2+mBvB2=22J；A．如果碰撞后vA′=5m/s，vB′=2.5m/s，碰撞后A的速度大于B的速度，不符合实际情况，不可能，故A错误；B．如果vA′=2m/s，vB′=4m/s，则碰撞后总动量p′=mAvA′+mBvB′=1×2+2×4=10kg•m/s系统总动能：Ek′=mAvA′2+mBvB′2=18J则碰撞后系统动量守恒，总动能能不增加，是可能的，故B正确；C．如果vA′=3m/s，vB′=3.5m/s，则碰撞后总动量p′=mAvA′+mBvB′=1×3+2×3.5=10kg•m/s碰撞后系统动量守恒，系统总动能：Ek′=mAvA′2+mBvB′2=16.75J则碰撞后系统动量守恒，总动能能不增加，是可能的，故C正确；D．如果vA′=-4m/s，vB′=7m/s，碰撞后总动量p′=mAvA′+mBvB′=1×(-4)+2×7=10kg•m/s碰撞后系统动量守恒，系统总动能：Ek′=mAvA′2+mBvB′2=57J碰撞后总动能增加，不符合实际情况，不可能，故D错误；故选BC．【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，要知道碰撞过程中系统所受的合外力为零，遵守动量守恒定律．碰撞过程机械能不增加，碰撞后后面的球速度不能大于前面球的速度．11、AC【解析】

解：由轨迹的弯曲方向判断出带电粒子所受电场力大体向左．画出电场线的分布，如图．A、已知粒子在ab段做减速运动，则粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，而b、d两点在同一条等势面上，粒子的电势能相等，所以粒子在a点的电势能小于在d点的电势能．故A正确，B错误．C、由轨迹的弯曲方向判断出带电粒子所受电场力大体向左，可知M的电势最高，K的电势最低．故C正确，D错误．故选AC【点评】本题是轨迹问题，首先根据轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受的电场力方向，画电场线是常用方法．12、BD【解析】

考查带电粒子在电场中运动规律，根据电场力做正负功判断动能、电势能变化。【详解】A．由等势线可以画出电场线，因等差等势线间距相等，说明电场为匀强电场，粒子在c处加速度等于在b处的加速度，故A不符合题意。B．粒子只受电场力作用，电场力指向轨迹内侧，说明粒子带正电。故B符合题意。C．粒子从a运动到c过程中，电场力做负功，动能不断减小。故C说法不符合题意。D．粒子在C处电势能为20ev，C点电势为20v，由EP【点睛】物体做曲线运动时，合力一定指向轨迹内侧，只有电场力做功时，粒子动能、电势能总和不变。根据等势线可以画出电场线，电场线垂直等势线，且从高电势指向低电势。二．填空题(每小题6分，共18分)13、1:8【解析】

[1].由万有引力公式可得，，因此[2].由万有引力提供圆周运动的向心力有，，因此[3].由万有引力提供圆周运动的向心力有，，因此14、1：1：21：2：21：2：4【解析】

由于皮带不打滑，各处的线速度相等，而同一固定轴上的轮，角速度相等，从而推出各处的线速度，角速度及向心加速度的关系。【详解】