2022-2023学年上海鲁迅中学物理高一第二学期期末经典试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A．a一定比b先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．两物体相对圆盘未滑动时，向心加速度大小相等D．ω＝时，a所受摩擦力大小为2、质量为m的小球从桌面上竖直抛出，桌面离地高度为，小球能达到的最大离地高度为．若以桌面作为重力势能等于零的参考平面，不计空气阻力，那么小球落地时的机械能为（）．A． B． C． D．3、(本题9分)如图，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动。从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中（弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力），下列说法正确的是（）A．绳刚伸直时，球的动能最大B．该过程中，球的机械能守恒C．该过程中，重力对球做的功等于球克服绳的拉力做的功D．该过程中，轻绳的弹性势能和小球的动能之和一直增大4、如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，则（）A．小球抛出点离地面的高度15m B．小球抛出点离地面的高度10mC．小球飞行的水平距离10m D．小球飞行的水平距离20m5、如图所示，AB为竖直面内圆弧轨道，半径为R，BC为水平直轨道，长度也是R．一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，现使物体从轨道顶端A由静止开始下滑，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（）A．μmgRB．μmgπRC．mgRD．（1﹣μ）mgR6、(本题9分)如图所示，水平面上有一物体A通过定滑轮用细线与玩具汽车B相连，汽车向右以速度v作匀速运动，当细线OA、OB与水平方向的夹角分别为α、β时，物体A移动的速度为A． B． C． D．7、(本题9分)一个连同装备总质量M=100kg的宇航员，脱离飞船进行太空行走后，在与飞船相距d=45m的位置与飞船保持相对静止．所带氧气筒中还剩有m0=0.5kg氧气，氧气除了供他呼吸外，还需向与飞船相反方向喷出一部分氧气以获得使他回到飞船反冲速度v′，为此氧气筒上有可使氧气以v=50m/s速度喷嘴．按照物理原理：如果一次性喷出氧气质量为m，喷气速度为v，则其获得反冲速度v′=mv/M，已知耗氧率为R=2.5×10-4kg/s（即每秒钟呼吸消耗氧气量）．则为保证他安全返回飞船，一次性喷出氧气质量m可能为（）A．0.04kgB．0.25kgC．0.35kgD．0.46kg8、如图甲所示，光滑平台上的物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车B上，车与水平面间的动摩擦因数不计，图乙为物体A与小车B的v-t图象，由此可知A．小车上表面长度B．物体A与小车B的质量之比C．物体A与小车B上表面的动摩擦因数D．小车B获得的动能9、(本题9分)空降兵是现代军队的重要兵种．一次训练中，空降兵从静止在空中的直升机上竖直跳下（初速度可看做0,未打开伞前不计空气阻力），下落高度h之后打开降落伞，接着又下降高度H之后，空降兵达到匀速，设空降兵打开降落伞之后受到的空气阻力与速度平方成正比，比例系数为k，即f=kv2，那么关于空降兵的说法正确的是（）A．空降兵从跳下到下落高度为h时，机械能损失小于mghB．空降兵从跳下到刚匀速时，重力势能一定减少了mg（H+h）C．空降兵匀速下降时，速度大小为mg/kD．空降兵从跳下到刚匀速的过程，空降兵克服阻力做功为10、(本题9分)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A．向心加速度变大 B．距地面的高度变大C．线速度变小 D．角速度变大11、(本题9分)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．周期不变 B．线速度不变C．向心加速度不变 D．角速度不变12、(本题9分)如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，甲、乙两小车放在木板上，并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质.现同时给两车一定的初速度，使甲、乙沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车粘在一起，两车的位置x随时间t变化的图象如图乙所示.甲、乙两车质量(含发射器)分别为1kg和8kg，则下列说法正确的是()A．两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量B．碰撞过程中甲车损失的动能是169C．碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小D．两车碰撞过程为弹性碰撞二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示．框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐．切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和．小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组和的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k．⑴当地的重力加速度为________(用k表示)．⑵若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______________(用题中物理量的字母表示)．⑶关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差（___）A．尽量靠近刻度尺零刻度线B．尽量靠近光电门2C．既不能太靠近刻度尺零刻度线，也不能太靠近光电门214、（10分）如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图。已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径相同，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.(1)本实验必须满足的条件是___________.A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端的切线水平C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D．入射球与被碰球满足ma=mb(2)为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1、OM间的距离x2和___________.(3)为了验证动量守恒，需验证的关系式是___________.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）(本题9分)a、b两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b卫星离地面高度为3R，己知地球半径为R，表面的重力加速度为g，试求：（1）a、b两颗卫星周期分别是多少？（2）a、b两颗卫星速度之比是多少？（3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？16、（12分）在一次篮球比赛中，一篮球斜向上抛出后从最高点至着地点经历的时间为，两点间的水平距离为，忽略空气阻力，重力加速度为。求：（1）篮球在最高点时的速度大小；（2）最高点与着地点的高度差；（3）篮球着地时的速度大小。17、（12分）(本题9分)如图，半径R＝0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L＝1m的水平轨道相切于B点，BC离地面高h＝0.45m，C点与一倾角为θ＝30º的光滑斜面连接．质量m＝1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.1，g＝10m/s1．求：⑴小滑块刚到达圆弧的B点时轨道的支持力大小；⑵小滑块从C点运动到地面所需的时间．

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.根据kmg=mrω2知，小木块发生相对滑动的临界角速度，b转动的半径较大，则临界角速度较小，可知b一定比a先开始滑动，故A错误。B.根据f=mrω2知，a、b的角速度相等，转动的半径不等，质量相等，可知a、b所受的摩擦力不等，故B错误。C.两物体相对圆盘未滑动时，向心加速度a=ω2r可知，转动的半径不等，向心加速度大小不相等，选项C错误；D.当ω=时，a所受的摩擦力f=mlω2=kmg，故D正确。2、D【解析】

小球运动过程中，只受重力作用，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解即可。【详解】小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，有小球落地时的机械能故选D。【点睛】本题关键根据机械能守恒定律，小球的机械能总量不变，小球任意位置的机械能都等于初位置和最高点的机械能。3、D【解析】

A、绳伸直前，球在做加速运动。绳伸直以后，开始阶段，重力大于绳的拉力，合力向下，球的速度增大，故球的动能增大，当重力与拉力相等时球的速度最大，动能最大，故A错误；B、由于绳的拉力对球做功，所以球的机械能不守恒，故B错误；C、该过程中，由于球的动能减小，根据动能定理知重力对球做的功与绳的拉力做的功之和为负值，所以重力对球做的功小于球克服绳的拉力做的功，故C错误；D、由于只有重力和弹性绳的弹力做功，所以球、绳和地球组成的系统机械能守恒，则轻绳的弹性势能、小球的动能和重力势能之和保持不变，重力势能一直在减小，则轻绳的弹性势能和小球的动能之和一直增大，故D正确；4、C【解析】

AB.根据平抛规律：求得：落地竖直速度，竖直方向：，计算得：，AB错误CD.根据竖直方向，解得，水平方向，C正确D错误5、D【解析】以物体为研究对象，全程由动能定理可知，mgR+Wf+W=0，其中W=-μmgR，解得Wf=μmgR-mgR=（μ-1）mgR，故AB段克服摩擦力做功为W克=（1-μ）mgR，所以D正确，ABC错误．6、B【解析】对A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为，对B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为，由于沿着绳子方向速度大小相等，所以则有，即，故B正确，A、C、D错误；故选B．【点睛】分别对A、B物体速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，根据三角函数关系及沿着绳子方向速度大小相等，可知两物体的速度大小关系．7、BC【解析】已知M=100kg，d=45m，m0=0.5kg，v=50m/s，R=2.5×10−4kg/s，设喷出氧气的质量为m，返回的时间为t，则返回速度v′=mv/M==0.5m，运动的时间t=d/v′=

①宇航员耗氧：Rt=m0−m，即2.5×10−4×t=0.5−m，t=4000×(0.5−m)=，即400m2−200m+9=0，解得m1=0.05kg，m2=0.45kg，所以0.05kg<m<0.45kg.故AD错误，BC正确．故选BC.点睛：一次性喷出的氧气质量为m，根据题意得出宇航员及装备获得反冲速度，再根据速度公式求出宇航员返回飞船的时间，得出此段时间内宇航员消耗的氧气和一次性喷出的氧气质量以及总氧气质量之间的关系，联立方程进行求解，最终得出一次性喷出氧气质量的范围．8、BC【解析】

A．由图象可知，A和B最终以共同速度v1匀速运动，则不能确定小车上表面长度，故A错误；B．由动量守恒定律得：解得：故可以确定物体A与小车B的质量之比，故B正确；C．由图象可以知道A相对小车B的位移为两者的位移之差：根据能量守恒得：根据所求的质量关系，可以解出动摩擦因数，故C正确；D．由于只知两车的质量比值而小车B的质量无法求得，故不能确定小车B获得的动能，故D错误。9、BD【解析】

空降兵从跳下到下落高度为h的过程中，只有重力做功，机械能不变。故A错误；空降兵从跳下到刚匀速时，重力做功为：mg（H+h），重力势能一定减少了mg（H+h）。故B正确；空降兵匀速运动时，重力与阻力大小相等，所以：kv2=mg，得：．故C错误；空降兵从跳下到刚匀速的过程，重力和阻力对空降兵做的功等于空降兵动能的变化，即：mg（H+h）-W阻=mv2。得：W阻=mg（H+h）-m•（）2=mg（H+h）-．故D正确。10、BC【解析】

地球同步卫星绕地球圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力有：可得卫星周期，可知周期变大时，卫星距地面高度h增大；卫星的线速度，可知卫星离地高度h变大时，卫星的线速度变小；向心加速度，可知卫星离地高度h变大时，卫星的向心加速度变小；角速度，可知周期变大时，角速度变小．所以BC正确，AD错误．故选BC.11、AD【解析】试题分析：匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动；加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动；角速度的大小和方向都不变．解：A、匀速圆周运动转动一圈的时间叫做周期，是不变的，故A正确；B、匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，是变速运动，故B错误；C、匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，故C错误；D、匀速圆周运动的角速度不变，故D正确；故选AD．【点评】矢量由大小和方向才能确定的物理量，所以当矢量大小变化、方向变化或大小方向同时变化时，矢量都是变化的．12、BC【解析】

A.设a、b两车碰撞前的速度大小为v1、v2，碰后的速度大小为v3，根据x-t图象表示速度，结合题图乙得v1=2m/s，v2=1m/s，v3p碰后总动量：p两车碰撞前总动量等于碰撞后总动量，故A不符合题意；B.碰撞前a车动能为E碰撞后a车动能为E所以碰撞过程中a车损失的动能是Δ故B符合题意。C.碰前a、b两车的总动能为1碰后a、b两车的总动能为1故C符合题意；D.两车碰撞过程中机械能不守恒，发生的是完全非弹性碰撞，故D不符合题意。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、C【解析】

（1）以0刻度线为零势能面，小铁块从光电门1运动到光电门2的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：mv12-mgx1=mv22-mgx2

整理得：v22-v12=2g（x2-x1）

所以图象的斜率k=2g，解得：g=；

（2）小铁块经过光电门1时的机械能等于小铁块经过光电门1时的动能加上势能，若选择刻度尺零刻度线所在高度为零势能面，则有：

E1=mv12-mgx1

=mv12-mkx1

（3）用电磁铁释放小球的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一时间，铁球与电磁铁铁心可能有一些剩磁，都会使经过光电门1的时间较实际值大，引起误差，并适当增大两光电门A、B间的距离，使位移测量的相对误差减小，所以C正确．14、BCON间的距离x3(或)【解析】

第一空.A.“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；B.要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；C.要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；D.为