上海市嘉定区外国语学校2023年高一物理第二学期期末达标检测试题含解析

2022-2023学年高一物理下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：（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)如图所示，两端封闭的真空玻璃管内有一金属片，用电磁铁吸在上端。切断电磁铁电源的同时，让玻璃管水平向右匀速移动，则管内金属片的运动轨迹可能是（）A．B．C．D．2、(本题9分)质量为m的物体以速度v0离开桌面，如图所示，当它经过A点时，所具有的机械能是（以桌面为参考平面，不计空气阻力）（）A．B．C．D．3、(本题9分)已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，则可以求出地球的质量为（）A．gRB．gC．GD．G4、(本题9分)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大B．人在最低点时，绳对人的拉力大小等于人所受的重力大小C．绳对人的拉力始终做负功，人的动能先增大后减小D．绳对人的冲量方向始终向上，人的动量大小一直减小5、(本题9分)关于物体做曲线运动的条件，下述正确的是()A．物体所受的合力是变力B．物体所受的合力的方向与速度方向不在同一条直线上C．物体所受的合力的方向与加速度的方向不在同一条直线上D．物体所受的合力方向一定是变化的6、(本题9分)物理定律的应用需要满足一定的条件。下列物理过程中（忽略空气阻力），物体的机械能不守恒的是（）A．一个物体自由下落的过程B．一物块在拉力作用下竖直向上匀速运动的过程C．铁球斜向上抛出后在空中运动的过程D．小球沿光滑固定斜面轨道运动的过程7、根据《日经新闻》的报道，日本将在2020年东京奥运会开幕之前使“无人驾驶”汽车正式上路并且投入运营．高度详细的3D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供大量可靠的数据，这些数据可以通过汽车内部的机器学习系统进行全面的分析，以执行不同的指令．如下图所示为一段公路拐弯处的3D地图，你认为以下说法正确的是（）A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车作离心运动而发生侧翻C．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出内（东）高外（西）低D．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出外（西）高内（东）低8、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q另一端悬挂物块P，设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P、Q由静止同时释放，角逐渐增大，则下列说法正确的是A．θ=30°时，P、Q的速度大小之比是1：2B．θ角增大到90°时，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的动能增加，P的动能减小D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的机械能增加，P的机械能减小9、(本题9分)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、.下列说法正确的是(

)A．电子一定从A向B运动B．若>，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有<D．B点电势可能高于A点电势10、(本题9分)质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于B．t1～t2时间内，汽车的功率等于C．汽车运动的最大速度等于D．t1～t2时间内，汽车的平均速度小于11、(本题9分)两汽车甲、乙分别挂上拖车，两汽车与两拖车的质量均相同，且阻力与质量成正比。开始两车以相同的速度v0做匀速直线运动，t=0时刻两拖车同时脱离汽车，已知汽车甲的牵引力不变，汽车乙的功率不变，经过相同的时间t0，汽车甲、乙的速度大小分别为2v0、1.5v0。则下列说法正确的是（）A．t0时间内，甲、乙两汽车的位移之比为4：3B．t0时刻，甲、乙两汽车的加速度大小之比为3：1C．t0时刻汽车甲的功率为拖车脱离前功率的4倍D．t0时间内，甲、乙两汽车牵引力做功之比为3：212、质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，经过时间t汽车的位移大小为s，速度大小为v。此过程中，车所受阻力大小恒为f，则t时刻A．汽车的牵引力大小为PB．汽车的动能为Pt-fsC．汽车的加速度大小为(D．牵引力的功率为fv二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的交流电荷直流电两种。重锤从高处静止开始下落，重锤上拖着的纸袋打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带E.测量纸带上某些点间的距离F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。答：________________________________________________________________________________________________________（2）某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）。该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为____________，而动能的增加量为____________，（均保留3为有效数字，重锤质量用m表示）。这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量____________动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”）原因是____________；该同学又在纸带上继续选取计数点D、E、F······后，测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘-h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的-h图象是图中的________________。14、（10分）某实验兴趣小组用如图所示实验装置研究小车在斜面上的运动情况及功能关系（1）实验中，除打点计时器（含纸袋、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有___。（填选项代号）A．交流电源B．直流电源C．刻度尺D．秒表（2）部分使用步骤如下：A．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔B．接通电源，打点计时器工作稳定后释放小车C．将纸带与小车尾部相连，小车停靠在打点计时器附进D．打点完毕，关闭电源，更换纸带，重复操作，打出多条纸带上述步骤的正确顺序是_____（用字母填写）（3）从打出的纸带中选出了一条理想纸带，纸带上点迹清晰，打点计时器所用的电源频率是50Hz．如图所示，O、A、B、C、D是选用的计数点，测得s1=2.50cm、s2=3.50cm、s3=4.50cm、s4=5.50cm。相邻两个计数点间的时间间隔是T=__s；打计数点B时纸带的瞬时速度大小为vB=__m/s．小车的加速度a=____m/s2。（4）斜面倾角=37，小车的质量为0.2kg，从打下计数点B到D的过程中，小车机械能的减小量E=___J（取g=9.8m/s2，=0.6，=0.8）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)如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小mg的滑动摩擦力。小环能达到的最大高度为3h，求：（1）小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。对比（1）问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。（3）以地面为零势能面。从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？（4）上升和下降两次经过2h高处时的速度大小之比为多少？16、（12分）(本题9分)水上滑梯可简化成如图所示的模型，倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接，起点A距水平的高度H=7.25m，BC长d=2.0m，端点C距水面的高度h=1.25m，一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速度地自由滑下，落水点距端点C的水平距离s=5m，运动员与AB、BC动摩擦因数均相同，已知cos37°=0.8，sin37°=0.6，重力加速度，求：（1）运动员到达C点时速度的大小；（2）运动员与滑道的动摩擦因数．17、（12分）(本题9分)如图为玻璃自动切割生产线示意图，宽的玻璃以恒定的速度向右运动，两侧的滑轨与玻璃的运动方向平行，滑杆与滑轨垂直，且可沿滑轨左右移动，割刀通过沿滑杆滑动和随滑杆左右移动实现对移动玻璃的切割，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，求：（1）滑杆的速度大小和方向；（2）若切割一次的时间，则割刀对地的速度多大．

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、C【解析】

切断电源后电磁铁失去磁性，金属片不在受磁场力作用，在竖直方向上只受重力作用做自由落体运动，水平方向上做匀速运动，所以金属片的运动轨迹应该是一抛物线，且重力指向轨迹的凹侧，故C对；ABD错；综上所述本题答案是：C2、D【解析】试题分析：选择桌面为零势能面，开始是机械能为：，由于不计空气阻力，物体运动过程中机械能守恒，则经过A点时，所具有的机械能也为，故选项D正确．考点：机械能守恒定律名师点睛：物体在运动过程中机械能守恒，即任意两个时刻或位置的机械能都相等，本题中关键是正确计算物体具有的势能．3、B【解析】

设地球质量为M，地球上的物体质量为m，重力等于万有引力，即为：GMmR2=mg，则地球质量为：M=【点睛】此题只需要应用万有引力定律进行计算，万有引力等于重力，由万有引力公式即可求出地球质量．4、C【解析】A、绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能不是最大，动能最大的位置应该是重力与弹力相等的位置，即加速度等于零的位置，故A错；B、当加速度等于零时，速度达到最大，再向下运动的过程中，绳子的拉力将大于人的重力，所以人在最低点时，绳对人的拉力大小大于人所受的重力大小，故B错C、绳子的拉力方向向上，而人的运动方向向下，根据W=FscosD、拉力方向向上，所以绳对人的冲量方向始终向上，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人先向下加速后向下减速，所以动量先增大后减小，故D错；故选C点睛：理解动量的概念，以及知道外力做功的公式W=Fscos5、B【解析】

物体做曲线运动是由于所受合外力的方向与速度方向不在一条直线上，而与合外力是恒力还是变力、合外力方向是否变化均无关，故AD错误，B正确；由牛顿第二定律可知，C错误．6、B【解析】

A．物体只受重力作用，所以机械能守恒；故A不符合题意；B．物块竖直向上匀速运动，速度不变，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大。故B符合题意；C．铁球只受重力作用，所以机械能守恒；故C不符合题意；D．小球受重力和支持力，但支持力不做功，所以机械能守恒；故D不符合题意。故选B。7、BD【解析】试题分析：“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，A错误；如果弯道是水平的，则静摩擦力提供向心力，当达到最大静摩擦力时对应一最大速度，超过这个速度，将发生离心运动而侧翻，B正确；如果弯道倾斜，则要使重力的分力提供向心力，所以应标出外（西）高内（东）低，C错误：D正确：故选BD．考点：生活中的圆周运动．【名师点睛】根据汽车转弯运动的实际情况，为防止侧滑，要使公路内侧低于外侧，形成斜面，使重力的分力提供向心力．8、BD【解析】

A．P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当时，Q的速度得：故A错误；B．P机械能最小时，为Q到达O点正下方时，此时Q的速度最大，即当时，Q的速度最大，加速度最小，故B正确；C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，Q的动能增加，而P的速度先减小后增大，所以P的动能先减小后增大，故C错误；D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，动能增大，而重力势能不变，所以Q的机械能增加，P、Q组成的系统，机械能守恒，所以P的机械能减小，故D正确；故选BD．【点睛】P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，根据运动的合成与分析分析PQ的速度关系，当θ=90°时，P的机械能最小，Q的动能最大，速度最大．9、BC【解析】由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A错误；若aA＞aB，则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有EpA＜EpB求解过程与Q所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C正确；由B可知，电场线方向由M指向N，那么A点电势高于B点，故D错误；故选BC．10、BC【解析】

A.由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，，F1-Ff=ma，联立得，，故A错误；B.在t1时刻汽车达到额定功率：P=F1v1=（m+Ff）v1，t1～t2时间内，汽车保持额定功率不变，故B正确；C.t2时刻，速度达到最大值v2，此时刻F2=Ff，P=F2v2，，故C正确；D.由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平均速度大于，故D错误。11、BD【解析】

A．对甲车拖车脱离后做匀加速运动经过t0的位移对乙车功率一定，则做加速度减小的加速运动，则经过t0时的位移则t0时间内，甲、乙两汽车的位移之比不可能为4：3，选项A错误；B．设汽车和拖车的质量均为m，则汽车的牵引力为F=2kmg，对甲车拖车脱离后做匀加速运动的加速度乙车功率一定P=Fv0=2kmgv0在t0时刻乙车的加速度则甲、乙两汽车的加速度大小之比为3：1，选项B正确；C．甲车拖车脱离前功率P=Fv0=2kmgv0t0时刻汽车甲的功率为P0=2kmg∙2v0=4kmgv0=2P选项C错误；D．甲车牵引力做功乙车牵引力做功t0时间内，甲、乙两汽车牵引力做功之比为3：2，选项D正确。故选BD。12、BC【解析】

A．汽车所受的牵引大小为F＝B．根据动能定理可得t时刻的动能为Ek=Pt-fs，故B正确；C．根据牛顿第二定律可得此时的加速度大小为a＝D．由已知可知，牵引力的功率为P，由于不知在t时刻是否已经做匀速运动，故不一定等于fv，故D错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、B说法错误，打点计时器应接在交流电源上。C本实验可以不测重锤的质量。D说法错误，应先打开电源，在释放纸带小于重锤在下落的过程由阻力的作用，减小的重力势能没有全部转化为重锤的动能。A【解析】

（1）[1]B说法错误，打点计时器应接在交流电源上。C本实验可以不测重锤的质量。D说法错误，应先打开电源，在释放纸带（2）[2]重锤重力势能的减少量为[3]打点计时器打下B点的速度，所以重锤增加的动能为[4]这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量小于动能的增加量[5]重锤在下落的过程由阻力的作用，减小的重力势能没有全部转化为重锤的动能。[6]由动能定理可得，化简可得，可看出和是正比例关系，所以图象是过坐标原点的直线，故A正确。14、ACACBD0.10.4001.000.10【解析】

第一空、AC打点计时器需要使用交流电源，需要用刻度尺测量计数点之间的距离，打点计时器本身就是计量时间的仪器，故不需要秒表。第二空、ACBD第三空、0.1打点计时器所用的电源频率是50Hz，O、A、B、C、D是选用的计数点，计数点与计数点之间有5个时间间隔，相邻两个计数点间的时间间隔是T=50.02s=0.1s。第四空、0.400打计数点B时纸带的瞬时速度大小为vB===10-2m/s=0.400m/s。第五空、1.00由逐差法可求小车的加速度a===10-2m/s2=1.00m/s2。第六空、0.10打D点时小车的速度vD=vB+a(2T)=(0.400+1.000.2)m/s=0.600m/s，从打下计数点B到D的过程中，小车机械能的减小量E=mgsBD+mvB2-mvD2=0.10J。三、计算题要求解题步骤，和必