2023-2024学年上海嘉定区外国语学校高一物理第二学期期末质量检测模拟试题含解析

2023-2024学年上海嘉定区外国语学校高一物理第二学期期末质量检测模拟试题注意事项：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：（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、小明在苹果树上的A水平线上发现了两个苹果，若每个苹果的质量均为0.5kg，他将树摇了摇，苹果一个落到B处的篮子中，另一个落到沟底的D处．AB、AC、AD之间的垂直距离分别为0.8m、2m、3m，若以地面C为零势能的参考面，g取l0m/s2，则下列说法正确的是（）A．树上A处苹果的重力势能为15JB．沟底D处苹果的重力势能为-5JC．从树上A处落到沟底D处苹果的动能为10JD．从树上A处落到篮子B处苹果的动能为6J2、(本题9分)如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，生热为Q2，则应有()A．W1<W2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2 D．W1＝W2，Q1<Q23、(本题9分)如图所示，在一张白纸上放置一根直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板．将三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，同时将一支铅笔从三角板直角边的最下端向上运动，而且向上的速度越来越大，则铅笔在纸上留下的轨迹可能是（）A． B．C． D．4、(本题9分)已知某质点做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是A．该质点的角速度大小不变B．该质点的线速度大小不变，是一种匀速运动C．该质点的加速度大小不变，是一种匀变速运动D．该质点所受的合外力始终指向圆心，是恒力5、(本题9分)质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示．已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时()．A．小球对圆管的内、外壁均无压力B．小球对圆管的内壁压力等于C．小球对圆管的外壁压力等于D．小球对圆管的内壁压力等于mg6、(本题9分)用起重机将物体匀速吊起一段距离,作用在物体上的各力做功的情况是()A．重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B．重力做负功,拉力做正功,合力做正功C．重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D．重力不做功,拉力做正功,合力做正功7、(本题9分)如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时重力所做的功分别为WG1和WG2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（）A．WG1＞WG2 B．WG1＜WG2 C．W1＞W2 D．W1=W28、x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，从图中可看出()A．Q1一定大于Q2B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷C．电势最低处P点的电场强度为0D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点9、(本题9分)最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器。称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星。在探测器“奔向”火星的过程中，用h表示探测器与火星表面的距离，a表示探测器所受的火星引力产生的加速度，a随h变化的图像如图所示，图像中a1、a2、h0以及万有引力常量G己知。下列判断正确的是（）A．火星的半径为B．火星表面的重力加速度大小为C．火星的第一宇宙速度大小为D．火星的质量大小为10、在下列几个实例中,物体机械能一定守恒的是()A．在平衡力作用下运动的物体B．在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C．如图甲所示物体沿固定光滑圆弧面下滑D．如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球11、(本题9分)如图,竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一档板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A．B．C的质量均为m．给小球一水平向右的瞬时速度V，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，（不计小球与环的摩擦阻力），瞬时速度必须满足A．最小值B．最大值C．最小值D．最大值12、(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)一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A和B（B左侧安装挡光片）。实验步骤如下：①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A的质量比B大，实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。②用剪刀剪断钩码B下方的细绳，使B在A带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为、。③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度，如图2，则________。④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离。⑥查表得到当地重力加速度大小为。⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）__________，用以上物理量写出验证方程_____________。14、（10分）(本题9分)在做“研究平抛物体运动”的实验中,(1)不引起实验误差的原因有____A．小球运动时与白纸相接触B．确定Oy轴时,没有用重垂线C．斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦D．小球从斜槽上的不同位置由静止释放(2)在一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球的三个位置,如图所示,则该小球做平抛运动的初速度为_____m/s;平抛运动的初位置坐标为_______（如图，以O为原点，水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴的正方向,g取10m/s2)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）如图甲所示，水平面上A点处有一质量m＝0.5kg的小物块，从静止开始在水平向右恒力F1作用下运动，通过B点时立即撤去力F1，物块恰好落到斜面P点。物块与水平面间的滑动摩擦力为f，f大小与物块离A点的距离d的关系如图乙所示。已知AB间距为2m，斜面倾角＝37°，BP间距为3m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求(1)物块通过B点时速度大小;(2)恒力F1大小(3)现将图甲装置置于风洞实验室中，斜面BC.处于风场中，且足够长。物块从B点以(1)同中的速度水平向右抛出，立即撤去力F1，同时物块受到大小为4N的风力F2作用，风力方向从水平向左逆时针到竖直向下范围内可调，如图甲所示。调整风力方向使物块从抛出至落到斜面的时间最短，求该最短时间及在此条件下物块第一次落到斜面时的动能.16、（12分）(本题9分)某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度－时间图象如图(a)所示．降落伞用1根对称的悬绳悬挂运动员，每根悬绳与中轴线的夹角为37°，如图(b)所示．已知运动员和降落伞的质量均为50kg，不计运动员所受的阻力，打开降落伞后，降落伞所受的阻力f与下落速度v成正比，即f＝kv．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.1．求：(1)打开降落伞前运动员下落的高度；(2)阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度；(3)降落伞的悬绳能够承受的拉力至少为多少．17、（12分）(本题9分)如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=0.8m的1/4圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为d=0.8m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。一个小球从A点的正上方高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的9/4倍，取g=10m/s2。求：（1）小球经过D点时的速度大小为多少?（2）小球自由下落的高度H的大小?（3）试讨论小球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由.

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】

A项：以C为零势能的参考面，地面A处苹果的重力势能为EpA=mghAC=0.5×10×2J=10J，故A错误；B项：以C为零势能的参考面，D处苹果的重力势能为EpB=-mghCD=-mg（hAD-hAC）=-0.5×10×（3-2）J=-5J，故B正确；C项：根据机械能守恒定律得：从树上A处落到沟底D处苹果的动能EkD=mghAD=15J，故C错误；D项：从树上A处落到沟底B处苹果的动能EkB=mghAB=0.5×10×0.8J=4J，故D错误．2、A【解析】

根据W=Fscosθ，比较拉力所做的功，摩擦产生的热量Q=fs相对，通过比较相对位移比较摩擦产生的热量．【详解】木块从木板左端滑到右端F所做的功W=Fs，因为木板不固定时木块的位移要比固定时长，所以W1＜W2.摩擦产生的热量Q=fs相对，两次都从木板左端滑到右端，相对位移相等，所以Q1=Q2.故A正确，B、C、D错误.故选A.【点睛】解决本题的关键掌握恒力做功的求法，以及知道摩擦产生的热量Q=fs相对．3、C【解析】

本题考查曲线运动的条件及运动的合成问题，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动；加速度加速度方向（即合外力方向）大致指向轨迹凹的一向．【详解】笔尖参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动，加速度方向竖直向上，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，笔尖做曲线运动，加速度的方向大致指向轨迹凹的一向，知C正确，A、B、D错误．【点睛】解决本题的关键知道笔尖在水平方向和竖直方向上的运动规律，物体的运动是这两运动的合运动，由此确定合速度的方向．比较合速度的方向与加速度方向是否在一条直线上，确定物体做直线运动还是曲线运动，曲线应该向哪个方向弯曲．4、A【解析】

A.匀速圆周运动的角速度大小不变，故A项符合题意；B.匀速圆周运动的速度大小不变，方向沿圆弧的切线方向，时刻在改变，所以速度是变化的，不是匀速运动，故B不符合题意；C.在匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，但方向时刻在变，所以向心加速度是变化的，不是匀变速运动，故C项不符合题意；D.匀速圆周运动的合力提供向心力，向心力方向始终指向圆心，是变力，故D项不符合题意．5、B【解析】

以小球为研究对象,小球以速度v通过最高点C时,根据牛顿第二定律得

当小球以速度通过圆管的最高点,根据牛顿第二定律得:

计算得出负号表示圆管对小球的作用力向上,即小球对圆管的内壁压力等于，故B正确；故选B。6、C【解析】试题分析：重力方向竖直向下，位移竖直向上，所以重力做负功，AD错误拉力方向竖直向上，位移竖直向上，故拉力做正功，物体匀速上升合力为零，所以合力做功为零，B错误，C正确故选C考点：考查了功的计算点评：在计算功时，第一确定力的方向，第二确定在力的方向发生的位移，然后根据公式W=FScos7、AD【解析】

由题图及“WG1和WG1”、“W1和W1”可知，本题考查功的计算公式的运用。根据物体下降的高度关系分析重力做功关系。由功的计算公式分析克服摩擦力所做的功关系。【详解】AB、根据重力做功公式WG=mgh，知m相等，h1＞h1，则WG1＞WG1，故A正确，B错误。CD、设任一斜面的倾角为θ，斜面的长度为s，斜面底边为L．则物体克服摩擦力做功Wf=μmgcosθ•s=μmgL，μ、m、L都相等，则W1=W1．故C错误，D正确。【点睛】计算知道重力做功与竖直高度有关，滑动摩擦力做功与水平位移有关。8、AC【解析】

从图象看到，从Q1到Q2电势是先减小后增大，可以判断Q1和Q2为同种正电荷，若P点位于中点，两点电荷的电荷量相同，但是P点离Q2近点，说明Q1一定大于Q2;因此A正确B错误；沿着电场线的方向电势降低，因此可以判断OP之间得额场强方向向右，而PQ2之间的场强方向向左，因此D错误，图像的斜率为场强，因此P点的场强为零，因此C正确9、BD【解析】

AD．分析图象可知，万有引力提供向心力当时联立解得，火星的半径火星的质量A错误D正确；B．当h=0时，探测器绕火星表面运行，火星表面的重力加速度大小为a1，B正确；C．在火星表面，根据重力提供向心力得解得火星的第一宇宙速度C错误。故选BD。10、BC【解析】

A.在平衡力作用下的物体不一定守恒，如物体在竖直方向上做匀速直线运动；故A错误；B.在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球，动能和重力势能均不变，机械能一定守恒，故B正确；C.物体沿固定光滑圆弧面下滑时，只有重力做功机械能守恒，故C正确；D.在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，由于受弹簧弹力作用，小球的机械能部分转移为弹簧的机械能，故小球的机械能不守恒，故D错误。11、CD【解析】

考点：牛顿第二定律；向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：当小球恰好到达最高点时，由重力提供向心力，求出小球在最高点时速度，根据机械能守恒定律求出小球经过最低点时速度，即为速度的最小值．当小球经过最高点恰好使环在竖直方向上跳起时，对环的压力等于环和木板B的重力和时，根据牛顿第二定律求出小球在最高点时速度，根据机械能守恒定律求出小球经过最低点时速度，即为速度的最大值．解答：解：当小球恰好到达最高点时，设小球经过最高点时速度为v1，最低点速度为v2，则mg=m①根据机械能守恒定律得mg·2r+m=m②由①②联立得最小速度v2=当小球经过最高点恰好使环在竖直方向上跳起时，小球对环的压力等于环的重力和木板B的重力和．以小球为研究对象，根据牛顿第二定律得mg+2mg=m③根据机械能守恒定律得mg×2r+m=m④解得最大速度v2′=．故应该选CD12、BD【解析】

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。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、6.710钩码A、B的质量m1、m2【解析】

③[1]根据螺旋测微器测量原理得⑦[2][3]为验证机械能守恒定律，还需测量钩码A、B的质量m1、m2。对系统，因为动能的增加量等于重力势能的减少量，则验证方程为14、C；1.5；（-5,5）【解析】

(1)A项：小球运动时不应与木板上白纸接触，防止摩擦而改变运动的轨迹，会造成较大误差，故A会引起实验误差；B项：确定Oy轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，保证初速度沿水平方向，故B会引起实验误差；C项：只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，故C不会引起实验误差；D项：因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，所以D会引起实验误差，故D会引起实验误差．本题选不会引起实验误差的是，故选C．(2)根据图象，由，代入数据解得：平抛初速度B点的竖直分速度从抛出点到B点的时间抛出点到A点的时间为0.2-0.1=0.1s抛出点到A点的水平位移抛出点到A点的竖直位移结合图象知平抛的初始位置（-5，5）．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）4m/s（2）4.5N（3）7.69J【解析】

（1）物块从到，假设间距为，根据平抛运动规律有水平方向：①竖直方向：②代入数据，联立①②式解得；（2）由图乙可知摩擦力对物块做功为③物块从到，由动能定理有④代入数据，联立③④式解得（3）方法一：以点为坐标轴原点，水平方向为轴，竖直方向为轴，假设与轴方向成角，根据运动的合成与分解有水平方向：⑤竖直方向：⑥几何关系：⑦联立⑤⑥⑦式解得⑧代入数据可得，要使最小，即要取最大值，而，故当时，最小，⑨⑩（11）联立⑨⑩（11）式解得（12）（，）【或：把代入⑥式中解得⑨假设落到点，从到过程，由动能定理得，即⑩代入数据解得（11）方法二：以点为坐标轴原点，沿斜面方向为轴，竖直斜面方向