上海市莘庄中学等四校联考2023年高一物理第二学期期末监测模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、关于力做功，下列说法正确的是（）A．作用力做正功时，如果反作用力做功，则一定做负功B．如果作用力和反作用力都做功，则所做的功大小一定相等C．滑动摩擦力一定对物体做负功D．静摩擦力可以对物体做正功2、(本题9分)如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为()A．2－ B． C． D．3、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)()A． B．C． D．4、(本题9分)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（）A．v B．2v C．v D．3v5、(本题9分)株洲湘江风光带的湿地常有白鹭栖息。当一只质量为m的白鹭沿图示虚线方向匀速滑翔时，白鹭受到的空气阻力大小是(重力加速度为g)()A．mg B．mg C．mg D．mg6、下列有关运动的说法正确的是()A．图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小B．图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg，则此时小球的速度大小为C．图丙皮带轮上b点的加速度大于a点的加速度D．图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度7、(本题9分)如图所示,长为L的细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方L/2钉一个光滑的钉子A,小球开始时θ=60°的位置摆下.则细绳碰到钉子前后，下列说法正确的是（

）A．绳对小球的拉力之比为2：3 B．小球所受合外力之比为1：2C．小球做圆周运动的线速度之比为2：3 D．小球做圆周运动的角速度之比为1：28、轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于整个系统，下列说法正确的是()A．系统的弹性势能不变B．系统的弹性势能增加C．系统的机械能不变D．系统的机械能增加9、(本题9分)如图所示为汽车的加速度和车速倒数1/v的关系图像。若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则()A．汽车所受阻力为2×103NB．汽车在车速为15m/s时，功率为6×104WC．汽车匀加速的加速度为4m/s2D．汽车匀加速所需时间为5s10、(本题9分)当前汽车工业发展的大主题是“安全”、“环保”“节能”.某型号新能源汽车的额定功率为P额，在水平路面上行驶时受到的阻力是f.在阻力不变的条件下，下列说法正确的是（）A．汽车在额定功率下行驶的最大速率是B．汽车保持速度v(小于最大速度)匀速行驶时发动机输出的实际功率小于fvC．若汽车以恒定加速度由静止启动，行驶后速度达到最大，该过程牵引力做功为fs．D．若汽车以额定功率由静止启动，经后速度达到最大，该过程牵引力做功为P额11、(本题9分)2012年6月16日，“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，并于6月18日转入自主控制飞行与“天宫一号”实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接．在“神舟九号”飞船发射前约20天，“天宫一号”目标飞行器开始降轨调相，进入对接轨道，建立载人环境，等待与飞船交会对接．设变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，则有()A．“天宫一号”变轨前的线速度小于变轨完成后的线速度B．“天宫一号”变轨前的角速度小于变轨完成后的角速度C．“天宫一号”变轨前的向心加速度小于变轨完成后的向心加速度D．“天宫一号”变轨前的运行周期小于变轨完成后的运行周期12、(本题9分)（多选）如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，下列说法正确的是()A．物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动B．物体在水平面上运动的最大位移是10mC．物体运动的最大速度为8m/sD．物体在运动中的加速度先变小后不变二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用图所示装置来验证动量守恒定律，质量为m的钢球B放在小支柱N上，离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于点当细线被拉直时点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角为α;球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直方向夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量(设两球A、B碰前的动量分别为PA、PB碰后动量分别为P’A、P’B)，则PA＝_______，P’A＝______，P’B＝______14、（10分）利用物体的自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验是实验室常用的实验方法，记录小球的自由落体运动通常有三种方法：①用打点计时器；②用光电门；③用频闪照相机。三种装置如图所示。打点计时器是大家所熟知的，光电门可记录小球通过光电门的时间，频闪照相在按下快门的同时切断电磁铁的电源让小球自由下落。(1)关于上图这三种实验方法，下列说法正确的是________A．方法①③需要测量的量和计算方法相同B．方法②需要测量小球直径dC．三种方法都需要测量下落重物的质量D．方法③的系统误差最小(2)下图是两位同学利用方法①实验操作时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是_______(3)方法②中测得小球被电磁铁吸住的位置到光电门的距离为h，小球直径为d，通过光电门的时间为，重力加速度为g。当______≈______时，可认为小球下落过程中机械能守恒。(4)方法③得到如下图所示频闪照片，测量结果已标注在图上，从小球由O点开始运动，到拍下D像，小球重力势能的减少量______J，小球动能的增加量_______J。（取，小球质量为，频闪照相机每隔0.05s闪光一次，结果保留三位有效数字）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)1992年,中国载人航天工程正式启动.2003年10月15日9时,我国神舟五号字宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,把中国第一位航天员杨利伟送入太空.飞船绕地球飞行14圈后,于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场这次成功的发射实现了中华民族千年的飞天梦想,标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家,为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础.(1)神舟五号飞船绕地球飞行的周期大约是多少分钟(结果保留2位有效数字)?(2)已知引力常量,神舟五号做圆周运动时离地面的高度约为,地球半径约为,试根据这些数据估算出地球的质量.(结果保留2位有效数字)16、（12分）如图所示，一质量为m的小物体固定在劲度系数为k的轻弹簧右端，轻弹簧的左端固定在竖直墙上，水平向左的外力F推物体压缩弹簧，使弹簧长度被压缩了b．已知弹簧被拉长(或者压缩)长度为x时的弹性势能EP=kx1．求在下述两种情况下，撤去外力后物体能够达到的最大速度．(1)地面光滑；(1)物体与地面的动摩擦因数为μ．17、（12分）绝缘水平平台的高度为h=0.8m，平台上A点距B点的距离L=2m，B点处在平台边缘．平台上方一有界匀强电场区，电场方向竖直向下，电场区宽度d=0.5m，电场区的右边界恰经过B点．有一质量m=0.1kg、电荷量q=2×10-6C的带正电的小物块以初速度v0=4m/s从A点向B点滑动，离开平台后水平抛出，测得落地点C距B点的水平距离为x=0.8m．小物块与平台间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1）小物块离开平台的速度大小；（2）匀强电场的电场强度大小；（3）如果匀强电场区可在A、B两点间水平移动，则电场的右边界处在何处时小滑块从A点到落地的运动时间最长？最长时间为多少？

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】

A项：作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功，也可以一个做正功一个做负功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功；如传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；故A错误；B项：如果作用力和反作用力都做功，传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对货物做的功，大小不相等，故B错误；C项：滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故C错误；D项：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故D正确．2、C【解析】

当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：，当拉力倾斜时，物体受力分析如图由平衡条件得：，，又，得摩擦力为：，联立解得：，故选C.3、C【解析】

小球A下降高度h过程中，重力势能转化为弹性势能，所以此时弹簧的弹性势能为，换为质量为3m的小球B，下降h时减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球B的动能，根据能量守恒可知由于弹簧形变量与第一次相等，所以此位置的弹性势能仍然为，解得：故C正确；ABD错误；故选C4、B【解析】

设小船相对静水的速度为，河的宽度为d，则去程时过河的时间为回程时船头与河岸所成角度为，回程的时间由题意知回程时水流方向合速度为零即：解得故B对；ACD错；综上所述本题答案是：B5、C【解析】

白鹭受重力、垂直于速度方向的空气浮力、空气阻力三个力的作用，受力图如图所示，由于白鹭做匀速运动，故其合力为零，根据平衡条件可得空气阻力为f=mgsin30°=mg。A.mg，与结论不相符，选项A错误；B.mg，与结论不相符，选项B错误；C.mg，与结论相符，选项C正确；D.mg，与结论不相符，选项D错误；6、B【解析】

考察竖直面、水平面内的圆周运动，主要是寻找向心力来源，利用圆周运动知识、规律解答．同轴转动，角速度相同；皮带连接边缘位置线速度相同．【详解】A对图甲小球受力分析如图所示，则有：得：由上式可知，ω越大，越小，则θ越大，不符合题意；B图乙中小球到达最高点时，若对上管壁压力为3mg，则管壁对小球作用力向下，有：得：符合题意；C图丙中，，由：得：又，由：得：可得：不符合题意；D图丙中，c和d在同一个轴上，属于同轴转动，所以：，由：得：不符合题意．7、ABD【解析】

A．在最低点由牛顿第二定律得T−mg＝m，则拉力为T＝mg+m，和钉子接触前绳子拉力为T1＝mg+m＝2mg，接触钉子后半径变为原来的一半，绳子对小球的拉力T′＝mg+m＝3mg，所以接触钉子前后绳子的拉力之比为2：3，故A正确；B．线速度大小不变，半径变为原来的一半，向心力（合力）增大为原来的2倍，故B正确；C．小球由初始位置到最低点的过程中，由动能定理得：mgl（1-cos60°）=mv2，则到达最低点的速度为，和钉子接触瞬间速度不突变，故C错误；D．根据ω＝知，线速度不变，半径变为原来的一半，故角速度变为原来的两倍，所以角速度之比为1：2，故D正确；8、BD【解析】根据力的平衡条件可得F＝mgtanθ，弹簧弹力大小为F弹＝，B位置比A位置弹力大，弹簧伸长量大，所以由A位置到B位置的过程中，系统的弹性势能增加，又由于重力势能增加，动能不变，所以系统的机械能增加．9、ABD【解析】

设汽车的额定功率为P，由图知：汽车的最大速度为30m/s，此时汽车做匀速直线运动，有F=f，有P=Fvm=fvm；代入得：P=f×30①，当1v=110s/m时a=2m/s2，根据牛顿第二定律得Pv10、AD【解析】A、当汽车达到最大速度时，牵引力和阻力大小相等，由可得，最大速度为：，故选项A正确；B、当汽车保持速度v(小于最大速度)匀速行驶时，其牵引力，则实际功率为：，故选项B错误；C、若汽车以恒定加速度由静止启动，其牵引力不变，当功率达到额定功率之后，牵引力开始减小，达到最大速度是牵引力等于阻力，即开始时牵引力大于阻力，最后等于阻力，所以该过程牵引力做功与不相等，故选项C错误；D、根据功率的公式：可知，若汽车以额定功率由静止启动，经后速度达到最大，该过程牵引力做功为，故选项D正确．点睛：本题考查机车启动的问题，需要注意当汽车达到最大速度时，牵引力和阻力大小相等，根据分析即可得出结论．11、ABC【解析】A、据得，所以轨道半径减小，线速度增加，故A正确；

B、据得，所以轨道半径减小，角速度增加，故B正确；

C、据得，所以轨道半径减小，向心加速度增加，故C正确；

D、据得周期，所以轨道半径减小，周期减小，故D错误。点睛：天宫一号绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，根据半径变化关系分析线速度、角速度、向心加速度及周期的变化关系。12、BC【解析】试题分析：物体受到摩擦力和推力，推力小于摩擦力时物体开始减速；根据牛顿第二定律，当物体的合力最大时，其加速度最大．由图读出推力的最大值即可求出最大加速度．分析物体的运动情况：物体先加速运动，当合力为零为后做减速运动．速度最大时推力就能得到，再由图读出位移．由动能定理可求出最大速度时的位置．物体先做加速运动，当推力小于摩擦力时开始做减速运动，A错误；由图象得到推力对物体做功等于“面积”，得推力做功为W=200J，根据动能定理W-μmgxm=0，代入数据解得xm=10m，B正确；拉力一直减小，而摩擦力不变，故加速度先减小后增大，D错误；由图象可得推力随位移x是变化的，当推力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大，则F=μmg=20N，由图得到F与x的函数关系式为F=100-25x，代入数据得x=3.2m二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、mA2gL(1-cosα)【解析】

[1]小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：

mAgL（1-cosα）=12mAvA2解得：vA则p[2]同理，碰后A的速度v'p[3]碰撞后B球做平抛运动，水平方向：S=vBt，竖直方向H=12gt2vB=Sg2H则p14、ABDBgh1.921.92【解析】

(1)[1]A．①③实验要确定出下落的高度与获得的速度，所用的方法都是留迹法，故A正确；B．方法②要由求速度则需要测量小球直径d，故B正确；C．三种方法验证机械能时动能和重力势能都含有质量m，则质量可以约掉，故三种方法都不需要测量下落重物的质量，故C错误；D．方法①纸带与计时器有摩擦，方法②用平均速度测量速度有误差，方法③避免了①②两种情况，系统误差小，故D正确。故选ABD。(2)[2]A图中的重物离打点计时器太远，导致纸带有很长一截不能打点，故B图的操作是正确的，有效的利用了纸带打点。(3)[3][4]方法②中，实验原理为验证重力势能的减少量等于动能的增加量，有即验证机械能守恒定律需满足(4)[5][6]方法③中，小球重力势能的减少量△Ep=mgh=1×9.8×(11.02+8.57)×10-2J=1.92J小球动能的增加量为三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共