2023届上海交大附中物理高一第二学期期中联考试题含解析

2023届上海交大附中物理高一第二学期期中联考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、如图所示，在地面上发射一个飞行器，进入椭圆轨道II并绕地球运行，其发射速度v应满足A．v<7.9km/sB．7.9km/s<v<11.2km/sC．11.2km/s<v<16.7km/sD．v>16.7km/s2、关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法中正确的是()A．所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动B．所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动C．对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率D．所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同3、如图所示，公园的“魔法旋转圆盘”绕过圆心的竖直轴在水平面内匀速转动，一小孩站在圆某处的P点（非圆心）相对圆盘静止。下列说法正确的是（）A．小孩在P点相对圆盘静止，因此他不受摩擦力作用B．若使圆盘以较小的转速（不为零）转动，则小孩在P点受到的摩擦力为零C．若小孩随圆盘一起做变速圆周运动，则其所受摩擦力方向不指向圆心D．若小孩在距离圆心更近的另一点相对圆盘静止，则小孩受到的摩擦力增大4、物体在两个相互垂直的力的作用下运动，力对物体做功3J，物体克服力做功4J，则、的合力对物体做功为A、5JB、7JC、2JD、-1J5、位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同，则v1、v2的大小关系为（）A．v1>v2 B．v1<v2C．v1=v2 D．无法确定6、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是A．b、c的线速度大小相等B．b、c向心加速度大于a的向心加速度C．b、c运动周期大于a的运动周期D．b、c的角速度大于a的角速度7、下列说法正确的是A．不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的B．当物体运动速度很大(接近光速)时，经典力学理论所得的结果与实际结果之间出现了较大的偏差C．在经典力学中，物体的质量是不变的，在狹义相对论中，物体的质量随物体速度增大而减小D．牛顿的引力理论不能用于中子星表面8、大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动,对此有以下说法,其中正确的是()A．游客处于一种平衡状态B．游客做的是一种变加速曲线运动C．游客做的是一种匀变速运动D．游客的速度和加速度都在不断地改变着9、如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，轨道半径r=0.4m，轨道最低点处有一小球（半径比r小很多）。现给小球一水平向右的初速度v0，要使小球不脱离圆轨道运动，下列v0取值合适的是（g取10m/s2）（）A．v0≤2m/s B．v0≥0C．v0≥4m/s D．v0≥2m/s10、推导万有引力定律的过程中，可以依据以下哪些定律（）A．牛顿第一定律 B．牛顿第三定律C．开普勒第三定律 D．无法确定二、实验题11、（4分）两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______．（2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N下端射出．实验可观察到的现象应是_____．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____．12、（10分）如图所示，是在《研究小车速度随时间变化的规律》中打出的一条纸带，其中1、2、3、4点为依次选定的计数点，相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中数据可得小车运动加速度的大小为________m/s2，计数点2对应小车的瞬时速度大小为__________m/s．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）如图所示，直角架ABC的直角边AB在竖直方向上，B点和C点各系一细绳，两绳共吊着一质量为1kg的小球于D点，且BD⊥CD，∠ABD=30°，BD=40cm。当直角架以AB为轴，以10rad/s的角速度匀速转动时，绳BD和CD的拉力各为多少？（g取10m/s2）14、（14分）如图所示，在水平桌面上A点处静止有一辆可视为质点、质量为m=0.1kg的电动小车，以恒定的功率P=3W启动并向右运动，当速度为v1=1m/s时加速度为a1=1.5m/s1．小车运动到水平桌面的右侧边缘B点时刚好加速到最大速度，而后关闭电动小车的电源，小车从B点飞出，沿切线方向从C点进入固定的光滑圆弧轨道CDEF，并沿轨道恰好通过最高点F．已知FOD竖直，COE为圆弧的一条直径，圆弧CD的圆心角θ=53°，重力加速度g=10m/s1，sin53°=0.8，cos53°=0.2．求：（1）小车在水平桌面上运动过程中受到的阻力大小f；（1）小车在B点的速度大小vm；（3）平台末端B点到C点的竖直高度H；（4）现将半圆槽上半部的EF部分去掉，小滑块从E点脱离半圆槽后继续上升离E点的最大高度h．15、（13分）如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动，已知重度速度为g．若小球经过最低点时速度为，求此时杆对球的作用力大小；若小球经过最高点时，杆对球的作用力大小等于，求小球经过最高点时的速度大小．

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、B【解析】

A.7.9km/s，即第一宇宙速度，是发射卫星的最小发射速度，故A错误；B.11.2km/s，即第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力的最小发射速度，故进入椭圆轨道II并绕地球运行的卫星，其发射速度v应满足7.9km/s<v<11.2km/s，故B正确；C.发射速度大于11.2km/s，即第二宇宙速度，卫星将脱离地球引力，成为太阳的一颗卫星，故C错误；D.16.7km/s，即第三宇宙速度，是卫星逃离太阳系的最小发射速度，发射速度大于16.7km/s，卫星将逃离太阳系，故D错误。2、C【解析】

A．所有行星绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，A错误；B．行星绕太阳的轨道半径越大，运动速度越小，B错误；C根据开普勒第二定律，相同的时间内扫过相同的面积，因此在近日点的速率大于远日点的速率，C正确；D．所有行星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同，D错误。故选C。3、C【解析】

AB．以小孩为研究对象，受到：重力、支持力和静摩擦力，受力如图所示小孩相对圆盘静止，与圆盘一起做匀速圆周运动，所需要的向心力在水平面内指向圆心，重力G与支持力FN在竖直方向上，G与FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小孩作圆周运动的向心力由静摩擦力f提供。故AB错误；C．小孩随圆盘一起做变速圆周运动时，向心力只是小孩受到的摩擦力的沿着半径方向的一个分量，所以其所受摩擦力方向不指向圆心，故C正确；D．根据牛顿第二定律得转速n增大时，f增大，故D错误。故选C。【点睛】本题关键对做圆周运动的物体进行受力分析，明确做匀速圆周运动的物体需要向心力，向心力是效果力，它由物体所受的合外力提供。4、D【解析】试题分析：力对物体做功，物体克服力做功4J，则做功为，的合力对物体做功等于两个力做功之和，为，D正确；考点：考查了功的计算名师点睛：求合力的功有两种方法：先求出合力，然后利用功的公式求出合力功；或求出各个力做功，再求出各个功之和5、B【解析】试题分析：物体都做匀速运动，受力平衡，则：F1=μmgF1cosθ=μ（mg-F1sinθ）解得：F1（cosθ+μsinθ）=F1…①根据F1与F1功率相同得：F1v1=F1v1cosθ…②由①②解得：，可知v1＜v1．故选B．考点：物体的平衡；功率【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡，结合功率相等列式求解．求解瞬间功率时，注意力与速度方向的夹角．6、AC【解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力：，解得：，由图可以知道，，所以b、c的线速度大小相等，故A正确；根据万有引力提供向心力：，解得：，由图可以知道，，所以b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B错误；根据万有引力提供向心力：，解得，由图可以知道，，所以b、c运行周期相同，且大于a的运行周期，故C正确；根据万有引力提供向心力：，解得：，由图可以知道，，所以b、c的角速度相同，小于a的角速度，故D错误。所以AC正确，BD错误。7、BD【解析】

A、经典力学的使用范围是宏观、低速的物体，不适用微观、高速的物体，故A错误；B、当物体运动速度很大（v→c）、引力很强、活动空间很小（微观）时，经典力学理论所得的结果与实验结果之间出现了较大的偏差，虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律，它是科学的进步，但并不表示对经典力学的否定，故B正确；C、在经典力学中，物体的质量是不变的，在狹义相对论中，物体的质量随物体速度增大而最大，故选项C错误；D、密度越大的天体表面引力越强，中子星密度非常大，其表面的引力比常见的引力强得多，为强引力，牛顿的引力理论已经不能正确解决了，故D正确．【点睛】该题的关键是掌握经典力学与量子力学的区别，理解经典力学与相对论和量子力学适用范畴，要理解相对论的基本内容，理解简单的相对论原理．8、BD【解析】

游客随轮的转动而做匀速圆周运动，合力提供向心力，不是平衡状态，故A错误；游客随轮的转动而做匀速圆周运动，加速度方向指向圆心，时刻改变，是一种变加速曲线运动，故B正确，C错误；游客随轮的转动而做匀速圆周运动，速度和加速度的大小不变，但方向时刻改变，故游客的速度和加速度都是变化的，故D正确；9、AD【解析】

在最高点的临界情况解得根据动能定理得解得若不通过四分之一圆周，根据动能定理有解得所以或故选AD。10、BC【解析】

推导万有引力定律的过程中用到了牛顿第三定律、开普勒第三定律以及牛顿第二定律，故BC正确；故选BC。二、实验题11、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动两球相碰平抛运动在水平方向上做匀速直线运动【解析】

(1)[1]金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直方向上做自由落体运动．

(2)[2][3]两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到两球将相碰，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．12、6；1.23【解析】根据纸带可知，相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s．根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得：由题意可知，△x=2.0cm，根据匀变速直线运动推论，△x=aT2得：

三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、40N,0【解析】

球随着杆一起做圆周运动，先假设绳CD没有力的作用，来判断球的运动状态，根据球的运动的状态来分析绳BC是否被拉直，在进一步分析绳子的拉力的大小。【详解】设角架以ω0转动时，TCD=0，其中r=|BD|sin30°=0.2m

此时对小球分析，由牛顿第二定律有：mgtan30°=mrω02解得：ω所以当ω=10rad/s时，CD绳无拉力

设此时BD与AB夹角为θ，则有mgtanθ=mLsinθ而T联立可得：TBD=40N，T【点睛】本题中首先要判断绳子CD是否被拉直，即绳子CD是否有拉力的存在，是解决本题的关键的地方。14、（1）1.0N；（1）3m/s；（3）0.8m；（4）m；【解析】

(1)设小车在水平桌面上受到的阻力大小为f，当