2024届上海市宝山区上海大学市北附属中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024届上海市宝山区上海大学市北附属中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、(本题9分)真空中两个静止的带电小球（可看成点电荷），相距为r时相互作用力为F，若将它们之间的距离变为原来的2倍，则相互间的作用力变为（）A．F/2 B．F/4 C．2F D．4F2、(本题9分)如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g．若以地面为参考平面，下列说法正确的是：（）A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mghB．足球在最高点位置2时，机械能为mghC．如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少D．足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh3、(本题9分)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（）A．v0-v2 B．v0+v2 C． D．4、A、B两颗卫星都绕地球做匀速圆周运动，已知卫星A的运周期小于卫星B的运行周期，则下列说法正确的是A．卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径B．卫星A的运行速度小于卫星B的运行速度C．卫星A的向心加速度大于卫星B的向心加速度D．卫星A所需的向心力大于卫星B所需的向心力5、(本题9分)在用电脑播放光碟时，光盘将绕其中心做匀速圆周运动．已知光盘的半径为r，光盘边缘上一点的线速度大小为v，则光盘转动的角速度为()A．vr B．vr2 C．v2r D．v/r6、(本题9分)如图所示，足够长的光滑细杆PQ水平固定，质量为2m的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量为0.99m的物块B通过长度为L的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。若把A固定，让质量为0.01m的子弹以v0水平射入物块B（时间极短，子弹未穿出）后，物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，且B不会撞到轻杆。则（）A．在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，其动量和机械能都守恒B．子弹射入物块B的初速度v0=100C．若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，物块上摆的初速度将小于原来物块A固定时的上摆初速度D．若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，物块A的速率为7、(本题9分)如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升机A，用悬索(重力可忽略不计)救起了伤员B。直升机A和伤员B以相同水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，A、B之间的距离l与时间t的关系为l=H-bt2(式中l表示伤员到直升机的距离，H表示开始计时时伤员与直升机的距离，H表示开始计时时伤员与直升机的距离，b是一常数，t表示伤员上升的时间)，不计伤员和绳索受到的空气阻力。这段时间内从地面上观察，下面判断正确的是:()A．悬索始终保持竖直B．伤员做直线运动C．伤员做曲线运动D．伤员的加速度大小、方向均不变8、(本题9分)把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（）A．导体内部场强为零B．A端的电势比B端的电势高C．A端的电势与B端的电势相等D．导体内部电场线从A端指向B端9、在一根两端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个圆柱形的红蜡块R，（蜡块的直径略小于玻璃管的内径），轻重适宜，它能在玻璃管内的水中匀速上升。如图，当红蜡块从A端开始匀速上升的同时，将玻璃管水平向右匀速移动。红蜡块与玻璃管间的摩擦很小，可以忽略不计，关于红蜡块的运动以下说法正确的是A．运动轨迹是曲线 B．运动轨迹是直线C．速度大小不变 D．速度大小变化10、(本题9分)以下说法正确的是A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定不等于零B．向心加速度大的物体比向心加速度小的物体速度方向改变快C．系统受到的合外力为零时，系统的机械能一定守恒D．系统受到的合外力为零时，系统的动量一定守恒二、实验题11、（4分）(本题9分)某组同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，实验中，让重锤拖着纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打下一系列点．（1）他们拿到了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要__________．（选填选项前的字母）A．交流电源B．毫米刻度尺C．天平及砝码D．秒表（2）先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如图2所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别为=12.16cm、=19.1cm和=27.36cm，其中有一个数值在记录时有误，是__________（选填选项前的字母）A．B．C．（3）已知重锤的质量为m，当地重力加速度为g，两相邻计数点间的时间间隔为T．为了验证机械能守恒定律，需要将重锤动能的增加量m与重锤重力势能的减少量__________进行比较．（选填选项前的字母）A．B．C．（4）他们在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点O的距离h，计算对应各计数点的重物速度v，描绘出图像，如下图所示，正确的是__________．（选填选项前的字母）（5）推导题（4）中图线的斜率表达式___________（所需物理量自行设定）12、（10分）(本题9分)某同学验证“重锤做自由落体运动过程中机械能守恒”的实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，只能研究中间某过程机械能是否守恒。如图所示，相邻两个计数点间还有一个点未画出，用刻度尺测出各计数点之间的距离：S1=2.80cm，S2=4.40cm，S3=5.95cm，S4=7.55cm，S5=9.05cm。已知打点计时器工作频率为50Hz，重锤的质量为1kg，重力加速度g=10m/s2。利用以上纸带可以求出在打第2个点到第5个点的过程中重锤重力势能的减少量为__________J，重锤动能的增加量为___________J（计算结果均保留3位有效数字）。

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【解题分析】

根据库仑定律可得变化前：F＝kQqA.F/2，与结论不相符，选项A错误；B.F/4，与结论相符，选项B正确；C.2F，与结论不相符，选项C错误；D.4F，与结论不相符，选项D错误；2、D【解题分析】

A．足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，应用-mgh表示，故A错误；B．足球在最高点位置2时，重力势能为mgh，动能不等于零，则机械能大于mgh，选项B错误；C．分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与选不选参考平面没有关系，故C错误；D．足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，2、3两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh，故D正确。故选D。【题目点拨】重力做功与路径无关，与零势能面的选取无关，只与物体的始末位置有关。重力做正功，重力势能减少；重力做负功（或表述为克服重力做功），重力势能增加。但要注意，重力势能的大小与零势能面的选取有关。3、D【解题分析】

本题考查动量守恒定律【题目详解】系统分离前后，动量守恒：，解得：，故ABC错误；D正确．4、C【解题分析】

A.两卫星均由万有引力提供向心力，，解得轨道半径，卫星A的周期小，则轨道半径小，故A错误.B.根据，卫星A的轨道半径小，则运行速度大，故B错误.C.根据万有引力定律可知，向心加速度，卫星A的轨道半径小，则A的向心加速度大，故C正确.D.两卫星的质量m未知，则向心力，大小无法比较，故D错误.5、D【解题分析】试题分析：根据公式可得光盘转动的加速度为，D正确；考点：考查了圆周运动规律的应用【名师点睛】熟记描述匀速圆周运动的物理量线速度、角速度、周期、转速等之间的关系，即，6、BD【解题分析】

A.在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，合外力冲量远小于内力冲量，其动量守恒，但由于要产生内能，所以机械能不守恒，故A错误。B.物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，在最高点时由重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，得B从最低点到最高点的过程，根据机械能守恒定律得子弹射入物块B的过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得0.01mv0=（0.01m+0.99m）v2联立解得

，故B正确。C.若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，根据动量守恒定律知物块上摆的初速度等于原来物块A固定时的上摆初速度。故C错误。D.若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，设A的速率为vA，B的水平速率为vB．根据水平动量守恒有

（0.01m+0.99m）v2=（2m+0.01m+0.99m）vA．得，故D正确。7、ACD【解题分析】

A．由可以知道伤员在竖直方向的运动是加速度的方向竖直向上，大小恒定的匀加速直线运动，竖直方向只受两个力的作用，所以悬索的拉力大于伤员的重力，因此悬索始终保持竖直，所以A正确.BCD．他在水平方向做匀速直线运动，竖直方向上是匀加速直线运动，那么伤员的运动相对直升机做加速度不变的匀加速直线运动；从地面看就是类平抛运动，故B错误，C正确，D正确.8、AC【解题分析】

枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，导体是等势体，表面是等势面。A.导体内部场强为零，与结论相符，选项A符合题意；B.A端的电势比B端的电势高，与结论不相符，选项B不符合题意；C.A端的电势与B端的电势相等，与结论相符，选项C符合题意；D.导体内部场强为零，则无电场线可言，选项D不符合题意；9、BC【解题分析】

蜡块在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀速直线运动，都没有加速度，所以合运动一定为直线运动，并且速度保持不变.A．轨迹为曲线与分析不符，故A错误B．轨迹为直线与分析相符，故B正确C．速度大小不变与分析相符，故C正确D．速度大小变化与分析不符，故D错误【题目点拨】两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动.10、ABD【解题分析】

A.做曲线运动的物体加速度不为零，则受到的合外力一定不等于零，选项A正确；B.向心加速度是描述线速度方向改变快慢的物理量，向心加速度大的物体比向心加速度小的物体速度方向改变快，选项B正确.C.系统受到的合外力为零时，系统的机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体，选项C错误；D.系统受到的合外力为零时，系统的动量一定守恒，选项D正确；二、实验题11、ABBBAk=2g【解题分析】

(1)[1].“验证机械能守恒定律”的实验中除所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要交流电源和毫米刻度尺，故选AB；(2)[2].毫米刻度尺应估读到0.01cm，所以hB的读数有误，故选B；(3)[3].