2023-2024学年上海市华东师大一附中物理高一下期末监测模拟试题含解析

2023-2024学年上海市华东师大一附中物理高一下期末监测模拟试题注意事项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：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、如图所示为在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆关于摆球的受力，下列说法正确的是A．摆球同时受到重力、拉力和向心力的作用B．向心力是由重力和拉力的合力提供的C．拉力等于重力D．拉力小于重力2、(本题9分)如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，N为圆环的最低点。在环上套有两个小球A和B，A、B之间用一根长为R的轻杆相连，使两小球能在环上自由滑动。已知A球质量为4m，B球质量为m，重力加速度为g。现将杆从图示的水平位置由静止释放，在A球滑到N点的过程中，轻杆对B球做的功为A．mgR B．1.2mgR C．1.4mgR D．1.6mgR3、动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止；关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（）A．第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能B．第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能C．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能D．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能4、(本题9分)若某星球的质量和半径均为地球的2倍，那么质量约为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的A．B．C．2倍D．4倍5、(本题9分)关于力做功，下列说法正确的是（）A．作用力做正功时，如果反作用力做功，则一定做负功B．如果作用力和反作用力都做功，则所做的功大小一定相等C．滑动摩擦力一定对物体做负功D．静摩擦力可以对物体做正功6、(本题9分)我国于2013年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利．如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G．下列说法中正确的是A．图中探月卫星正减速飞向B处B．探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速C．由题中条件可以算出月球质量D．由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小7、(本题9分)已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度()A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度8、(本题9分)在倾角为30°的斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。那么，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两球落地点到顶端的水平位移之比为2：1B．甲、乙两球落点到顶点的距离之比为2：1C．甲、乙两球落在斜面上的速度方向相同D．甲、乙两球在空中的运动时间之比为2：19、(本题9分)一人从高h处以初速度v1．水平拋出一个质量为m的物体，以抛出点为重力势能的零点，不计空气阻力，下列说法正确的是A．人对小球做的功为mv12B．小球落地时的机械能为mv12C．小球落地时重力的瞬时功率为mD．小球落地时的重力势能为110、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是()A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B．物块A经过C点时的速度大小为C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量二、实验题11、（4分）某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。（1）除了甲图中所给器材以及交流电源和导线外，为完成实验在下列器材中，还必须使用的器材是____。（选填正确选项的字母）A．秒表B．天平（含砝码）C．弹簧测力计D．刻度尺（2）在实验中，得到一条符合要求的打点纸带，如乙图所示。已知相邻计数点间的时间间隔为T，已测量出相邻计数点间距为x1、x2、x3、x4、x5、x6。为了减小实验误差，较准确得出小车的加速度，则小车加速度的表达式为a=_____。（3）某组同学在验证加速度与力的关系时，获得数据后，在坐标系中作出了如丙图所示的a-F图象。①此图线不过坐标原点的原因是____________。②这组同学使用的小车的质量为___kg。12、（10分）(本题3分)某同学在验证机械能守恒定律的实验中，使重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．实验中所用重物的质量m＝3kg，打点计时器每隔T=1．13s打一个点，当地的重力加速度g=3．8m/s3．（1）记录B点时，重物的速度vB＝_____m/s，（此空及后面两空均保留三位有效数字），重物动能EkB＝____J．从开始下落到至B点，重物的重力势能减少量是_____J，由此可得到的结论是．（3）该同学进一步分析发现重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，造成这一现象的原因可能是．（写出一条合理的原因即可）（3）若该同学在实验时没有测量重物质量，是否能够正常完成实验？________（填“能”或“不能”）（4）该同学在纸带上又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，若重物下落过程中机械能守恒，则以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的，图线的斜率表示．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，一个可视为质点的物块，质量为m=1kg，从竖直放置的光滑四分之一圆弧轨道顶端静止释放，物块到达底端后，滑入与轨道底端相切的水平传送带．若传送带以大小为u=3m/s的速率沿逆时针方向匀速转动，圆弧轨道半径R=0.8m，皮带轮的半径r=0.1m，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，两皮带轮的轴间距L=6m，重力加速度g=10m/s1．求：（1）皮带轮转动的角速度．（1）物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力．（3）物块将从传送带的哪一端离开传送带？物块在传送带上克服摩擦力所做的功为多大？14、（14分）如图所示，在光滑水平面上，质量m1=2kg的小球以初速度v0=8m/s向右运动，与静止在水平面上质量m2=4kg的小球发生对心碰撞，碰撞以后小球m1的速度大小为v1=2m/s，方向与初速度方向相反。求：(1)碰撞以后，小球的速度大小；(2)碰撞过程，系统损失的机械能。15、（13分）如图所示，是双人花样滑冰运动中男运员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面，若女运动员做圆锥摆时和竖直方向的夹角约为θ，女运动员的质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，求：(1)男运动员对女运动员的拉力大小(2)女运动员转动的角速度．(3)如果男、女运动员手拉手均作匀速圆周运动，已知两人质量比为2:1，求他们作匀速圆周运动的半径比.

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【解析】A．小球受重力和拉力，两个力的合力提供圆周运动的向心力．故B正确，A错误；C．设绳子与竖直方向的夹角为，根据几何关系可知，所以拉力大于重力，故CD错误；故选：B．2、B【解析】

根据几何知识可得：AO与竖直方向的夹角为60°。在A球滑到N点时，由系统的机械能守恒得：4mgR（1-cos60°）-mgR=，其中vA=vB；对B，运用动能定理得：-mgR+W=，联立以上各式得轻杆对B球做的功W=1.2mgR。3、B【解析】第一阶段减速过程中，由于速度变小，所以动能变小，由于继续行驶并带动发电机发电，故将一部分动能转化为电能．减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能，A错误B正确；第二阶段减小的动能有一部分转化为内能，有一部分转化成了电能，所以内能小于减小的动能，故CD错误．4、B【解析】

根据得，重力加速度因为星球质量和半径均为地球的2倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍，所以质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的倍。A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.2倍，与结论不相符，选项C错误；D.4倍，与结论不相符，选项D错误。5、D【解析】

A项：作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功，也可以一个做正功一个做负功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功；如传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；故A错误；B项：如果作用力和反作用力都做功，传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对货物做的功，大小不相等，故B错误；C项：滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故C错误；D项：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故D正确．6、BC【解析】

A．探月卫星关闭动力后只受到月球的吸引力而逐渐靠近月球表面，此过程为加速过程，选项A错．B．进入圆形轨道之前为椭圆轨道，二者相切与B点，相对于圆轨道，原来的运动在B点为离心运动，所以，而对圆形轨道则有，可得，所以进入环月轨道要减速，选项B对．C．在环月轨道运行过程有，整理得月球质量，选项C对．D．由题中条件找不到卫星质量，而且所以的圆周运动公式中卫星质量都消去了，所以无法计算探月卫星受到月球引力大小，选项D错．7、CD【解析】

已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式：，则，所以只能求出太阳的质量；故A错误．已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，可以求出地球质量，但不知道地球半径，求不出地球密度；故B错误．已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，根据密度定义得：，故C正确．已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式，，根据密度定义得：，故D正确．8、CD【解析】

AD、设小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为θ，，只要落到斜面上，角度不变，t与初速度成正比，甲、乙两小球运动的时间之比为2：1，甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移：x＝v0t，由于初速度之比为2：1，飞行的时间之比为2：1，所以水平方向的位移之比为4：1．A错误，D正确；B、甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移之比为4：1，由于斜面得夹角是相同的，所以甲、乙两球落地点到顶点的距离之比为4：1．B错误；C、设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为α，则tanα＝2tanθ，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，可知，两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，C正确；9、AB【解析】

A.人对小球做的功等于小球得到的动能，为，选项A正确；B.小球抛出时的机械能为mv12，落地过程中机械能守恒，则小球落地时的机械能也为mv12，选项B正确；C.小球落地时的竖直速度,则落地时重力的瞬时功率为，选项C错误；D.小球落地时的重力势能为-mgh，选项D错误；故选AB.10、BC【解析】

A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误。

B.物体到C点时物块B的速度为零。设物块A经过C点时的速度大小为v。根据系统的机械能守恒得：，得，故B正确。

C.由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。

D.物体到C点时物块B的速度为零。根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误。二、实验题11、BD未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足0.5【解析】

第一空.依据实验特点，打点计时器有计时功能，合力近似等于砂桶的重力，因此实验中不需要秒表和弹簧测力计；但是要用天平测量小车及砂桶的质量，用刻度尺测量纸带计数点之间的距离，故AC错误，BD正确；第二空.由匀变速直线运动规律可知：x4-x1=a1T2；x5-x2=a1T2；x6-x3=a1T2；所以小车加速度的表达式为；第三空.当绳子上拉力时小车没有加速度，说明小车的摩擦力大于重力沿斜面向下的分力．该组同学实验操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足第四空.在a-F图像中，斜率是质量的倒数，所以小车的质量12、（1）3．11，4．11，4．13，在误差允许的范围内重物在自由下落的过程中机械能守恒；（3）重物下落过程中受到空气阻力；纸带与限位框之间有摩擦等；（3）能；（4）C，重力加速度g．【解析】(1)利用匀变速直线运动的推论,那么，重力势能减小量△Ep=mgh=3.1×3.8×1.3151J=4.13J．由此可得到的结论是：在实验允许范围内，重物的机械能守恒；(3)重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．(3)根据动能与重力势能表达式可知，均有质量，当列成等式时，质量可以约去，因此重物的质量可以不测量；

(4)利用图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：，即；所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．图线的