上海市12校2022-2023学年物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空．若减小风力，体验者在加速下落过程中()A．失重且机械能增加 B．失重且机械能减少C．超重且机械能增加 D．超重且机械能减少2、(本题9分)如图所示，小物块A与圆柱保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A受力情况是受()A．重力、弹力 B．重力、向心力 C．重力、弹力和摩擦力 D．重力、弹力、向心力和摩擦力3、(本题9分)2018年3月22日，一架中国国际航空CA03客机，从天津飞抵香港途中遭遇鸟击，飞机头部被撞穿约一平方米的大洞，雷达罩被击穿，所幸客机及时安全着陆，无人受伤。若飞机飞行的速度为150m/s，小鸟在空中的飞行速度非常小，与飞机的速度相比可忽略不计。已知小鸟的质量约为0.4kg，小鸟与飞机的碰撞时间为6.0×10﹣4s．则飞机受到小鸟对它的平均作用力的大小约为（）A．108N B．105N C．103N D．102N4、若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星()A．线速度越小 B．角速度越小 C．向心加速度越小 D．周期越小5、(本题9分)如图为一皮带传动装置，右轮的半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，点在小轮上，它到小轮中心的距离为，点和点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则（）A．点与点的线速度大小相等B．点与点的角速度大小相等C．点与点的线速度大小相等D．点与点的向心加速度大小相等6、(本题9分)如图所示，传送皮带的水平部分AB是绷紧的．当皮带不动时，滑块从斜面顶端静止由开始下滑，从B端飞出时速度为v1；若皮带沿逆时针方向转动时，滑块同样从斜面顶端由静止开始下滑，从B端飞出时的速度为v2，则A．v1>v2B．v2<v1C．v1＝v2D．无法确定7、马戏团中上演的飞车节目深受观众喜爱。如图甲，两表演者骑着摩托车在竖直放置的圆锥筒内壁上做水平匀速圆周运动。若两表演者（含摩托车）分别看作质点A、B，其示意简图如图乙所示，摩托车与内壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，则B做圆周运动的A．周期较大B．线速度较大C．角速度较大D．向心加速度较大8、(本题9分)已知一只船在静水中的速度为3m/s，它要渡过一条宽度为30m的河，河水的流速为5m/s，则下列说法中正确的是()A．船不可能渡过河B．船渡河航程最短时，船相对河岸的速度大小为4m/sC．船不能垂直到达对岸D．船垂直到达对岸所需时间为6s9、(本题9分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小10、(本题9分)如图，一个质量为m的光滑小环套在一根轻质细绳上，细绳的两端分别系在竖直的杆上A、B两点，让竖直杆以角速度匀速转动，此时小环在绳上C点，AC和BC与竖直方向的夹角分别为37°和53°，，，重力加速度大小为g，则（）A．绳中的张力大小为B．绳子的总长度为C．杆上AB两点间的距离为D．环做圆周运动的向心力加速度大小等于g11、(本题9分)下列运动中的物理量，不变的是A．平抛运动中的势能B．平抛运动中的加速度C．匀速圆周运动中的动能D．匀速圆周运动中的向心加速度12、(本题9分)如图为过山车以及轨道简化模型，不计一切阻力，以下判断正确的是A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态C．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于D．过山车在斜面h＝3R高处由静止滑下通过圆轨道最高点时对轨道压力大小等于其重力二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．(1)实验所用的电源为学生电源输出电压有的交流电和的直流电两种，实验中应选用的电源为的___________电．(2)实验中同学用天平测出了重锤的质量，而同学认为没有必要测出重锤质量，你认为__________(填“有”或“没有”)必要测出重锤的质量．(3)打开电源开关，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出了一系列的点，如图所示，点为打点计时器所打的第一个点，相邻计数点间的时间间隔为，重力加速度为．若重锤的质量用表示，从点到打下计数点的过程中，重锤重力势能的减少量___________，动能的增加量___________．(4)实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度为，重锤的质量为．试用这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为_____________．14、（10分）(本题9分)利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（_______）A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是（_______）A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝__________.（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______________________________________________________________。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）如图所示，质量为2m的木板，静止在光滑水平面上，木板左端固定着一根轻质弹簧，一质量m=1kg，大小不计的木块，从木板右端以未知初速度开始沿木板向左滑行，最终回到了木板右端刚好与未从木板滑出。若在木块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能可达到的最大值为6J，木块与木板间滑动摩擦力大小保持不变，求：（1）当弹簧弹性势能最大时，木块的速度与初速度的大小之比；（2）未知初速度的大小及木块在木板上滑动的过程中系统损失的机械能。16、（12分）(本题9分)现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成．物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘，并恰好与转盘无相对滑动，运动到C处被取走．已知物品在转盘上与转轴O的距离R=3.0m，物品与传送带间的动摩擦因数μ1=0.15，与转盘之间动摩擦因数μ1=0.3，各处的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度相同，取g=10m/s1．求：(1)水平传送带至少为多长；(1)若物品的质量为m=1.0kg，每输送一个物品，该流水线需多做多少功．17、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.10kg的小球从B点的正上方H=0.95m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：（1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小；（2）小球经过最高点P的速度大小；（3）D点与圆心O的高度差．

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、B【解析】据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确。平衡条件、机械能变化与外力做功关系、超重和失重【方法技巧】通过体验者加速度方向判断超重和失重，通过除重力外其他力做正功机械能增加，其他力做负功机械能减少判断机械能变化情况。2、C【解析】

向心力是根据效果命名的力，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力；小物块A跟着圆盘一起作匀速圆周运动，其合力充当向心力；小物块在圆盘上相对静止，一定受到重力和圆盘支持力的作用；物块在转动过程中，有背离圆心向外运动的趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力。A.小物块受重力、弹力，与上分析不一致，故A错误；B.小物块受重力、向心力，与上分析不一致，故B错误；C.小物块受重力、弹力和摩擦力，与上分析相一致，故C正确；D.小物块受重力、弹力、向心力和摩擦力，与上分析不一致，故D错误。3、B【解析】

可以认为撞击前鸟的速度为零，撞击后鸟与飞机的速度相等，飞机速度为：v＝700m/s，撞击过程可以认为鸟做匀加速直线运动，对鸟，由动量定理得：Ft＝mv﹣0，代入数据可得：F＝1.0×105N，故B正确，ACD错误。4、D【解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，则有：解得：A.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，线速度越大，故A错误；B.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，角速度越大，故B错误；C.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，向心加速度越大，故C错误；D.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，周期越小，故D正确。5、D【解析】

AB．根据皮带传动装置的特点，首先确定三点处于同一个轮轴上，其角速度相同；、两点靠皮带连接，其线速度大小相等，设点的线速度为、角速度为，则所以点的线速度大小为可求点的角速度，即点的角速度大小为，点的线速度大小为，故AB错误；C．、两点角速度相等，而半径不相等，所以线速度不相等，故C错误；D．根据向心加速度的公式可求的向心加速度分别为即点与点的向心加速度大小相等，故D正确。故选D。6、C【解析】

在两种情况下，滑块下降的高度相同，所以滑块到达A点的初速度相等，到达传送带上后，两种情况滑块都是相对传送带向前运动，即都是受到向后的摩擦力，都做匀减速直线运动，加速度a=μmg相等，根据速度位移公式v2-vv1A．v1B．v1CD．v1【点睛】187734738407、AB【解析】

BC.摩托车做匀速圆周运动，摩擦力恰好为零，由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力，作出受力分析如图：则有：向心力Fn=mgtanα，由mgtanα=mω2r=mv2r，得：ω=gtanαA.因为T=2πω，而D.因为mgtanα=ma，则向心加速度为a=gtanα，所以A、B两质点的向心加速度相等，故D错误.8、BC【解析】

A．当静水速度与河岸不平行，则船就能渡过河，A错误；B．以水速矢量尾端为圆心，以小船船速大小为半径做圆，过水速矢量始端做圆的切线，此时小船航程最短，合速度与船速垂直，故船相对河岸的速度大小为m/s，B正确；C．根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸，C正确；D．当静水速与河岸垂直时，渡河时间：sD错误。故选BC。9、AC【解析】

试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．考点：圆周运动的实例分析【名师点睛】此题是圆周运动的实例分析问题；解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题．10、ABD【解析】

小球受到重力mg、绳子张力为T，如图所示，竖直方向根据平衡条件可得：T（cos37°+cos53°)=mg，解得：T=mg，故A正确；设小环做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律可得：Tsin37°+Tsin53°=mrω2，解得：r=，根据几何关系可得绳子长度为：，故B正确；杆上A、B两点间的距离为：h=rtan53°-rtan37°=，故C错误；环做圆周运动的向心加速度大小为：a=rω2=g，故D正确。故选ABD。11、BC【解析】

A．做平抛运动的物体，重力做了正功，可知物体的重力势能减小，故A错误；B．做平抛运动的物体只受重力作用，加速度等于重力加速度，做匀变速曲线运动，即加速度不变，故B正确；C．做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，根据Ek＝12mv2D．做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，物体的加速度即为向心加速度，一直指向圆心位置，即向心加速度的方向改变，故D错误。12、CD【解析】

A．过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，只有重力做功，其机械能守恒，动能和重力势能相互转化，知速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；B．在最低点时，乘客的加速度向上，处于超重状态，故B错误；C．在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当轨道对车的压力为零时，速度最小，则得：所以过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于，故C正确；D．过山车在斜面h=3R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：解得；所以轨道对车的支持力为故D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）交流（2）没有（3），（4）【解析】

（1）[1]电磁打点计时器使用的低压交流电，故选6V的交流电；（2）[2]因为我们是比较、的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重锤的质量；（3）[3][4]重力势能减少量为；打下B点的速度为，故到B点时重锤增加的动能为；[5]根据动能定理可得，解得．14、AAB存在阻力【解析】

第一空.验证机械能守恒，即需比较重力势能的