2023-2024学年上海市杨浦区市级名校高一物理第二学期期末统考试题含解析

2023-2024学年上海市杨浦区市级名校高一物理第二学期期末统考试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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)一个质量为m的物体以a＝2g的加速度竖直向下加速运动，则在物体下降h高度的过程中物体的A．重力势能减少了2mgh B．合外力做功为mgh C．合外力做功为2mgh D．动能增加了mgh2、(本题9分)关于两物体之间的弹力和摩擦力的关系，下列说法正确的是()A．一个物体静止在另外一个物体的表面上，它们之间一定不存在静摩擦力作用B．一个物体静止在另外一个物体的表面上，它们之间可能存在静摩擦力作用C．两物体间的静摩擦力消失时，弹力一定也同时消失D．当两物体间的弹力消失时，摩擦力仍可存在一段时间3、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大C．c加速可以追上同一轨道上的b，b减速可以等候同一轨道上的cD．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度4、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上，有质量分别为3m和m的A、B两滑块，它们中间夹着（不相连）一根处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着而处于静止状态．则下列说法正确的是()A．剪断细绳，在两滑块脱离弹簧后，A、B两滑块的动量大小之比PA:PB=1:1B．剪断细绳，在两滑块脱离弹簧后，A、B两滑块的速度大小之比vA:vB=1:1C．剪断细绳，在两滑块脱离弹簧后，A、B两滑块的动能之比EKA:EKB=1：1D．剪断细绳到两滑块脱离弹簧过程中，弹簧对A、B两滑块做功之比WA:WB=1:15、(本题9分)如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同速度水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远．不考虑大气阻力，以下说法正确的是（）A．以7.9km/s的速度抛出的物体可沿着轨道AB．以7.9km/s的速度抛出的物体可沿着圆轨道BC．以大于7.9km/s，小于11.2km/s的速度抛出的物体有可能沿着圆轨道D．以大于11.2km/s，小于16.7km/s的速度抛出的物体有可能沿着椭圆轨道6、(本题9分)A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移—时间图象如图所示．由图可知，物体A、B的质量之比为A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶17、(本题9分)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，A．矿车上升所用的时间之比为4:5B．电机的最大牵引力之比为2:1C．电机输出的最大功率之比为2:1D．电机所做的功之比为4:58、如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑．下列说法正确的是（）A．A与B线速度大小相等B．B与C线速度大小相等C．C与A角速度大小相等D．A与B角速度大小相等9、(本题9分)如图所示，已知两颗人造卫星a和b绕地球做匀速圆周运动的周期分别是T1、T2，设a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为、，则下列关系式正确的是（）A． B． C． D．10、如图所示，水平地面上停放一质量为3m的木板C，质量分别为2m和m的A、B两滑块，同时从木板的两端以相同的速率v滑上木板，两滑块相撞后粘连成一个整体一起运动。已知木板C与水平地面间的动摩擦因数为μ，滑块A、B与木板间的动摩擦因数分别为为3μ和6μ，则（）A．木板C加速运动时的加速度大小为μgB．木板C加速运动时的加速度大小为2μgC．两滑块相撞后瞬间的速度大小一定小于D．两滑块相撞后瞬间的速度大小可能等于11、(本题9分)如图轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成，一个小滑块从距轨道最低点B为h的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦．则（）A．若滑块能通过圆轨道最高点D，h最小为2.5RB．若h=2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mgC．若h=2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R12、(本题9分)如图所示，质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹为θ．一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度开始运动．当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v,距地面高度为h,则下列关系式中正确的是A．m=(m+M)vB．mcosθ=(m+M)vC．D．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)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：(1)按图摆好实验装置，其中小车质量M＝0.20kg，钩码总质量m＝0.05kg.(2)释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为f＝50Hz)，打出一条纸带．(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把钩码重力(当地重力加速度g＝10m/s2)作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式Ek＝________(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek＝0.125J.(4)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．（双项选择题）A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因14、（10分）利用物体的自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验是实验室常用的实验方法，记录小球的自由落体运动通常有三种方法：①用打点计时器；②用光电门；③用频闪照相机。三种装置如图所示。打点计时器是大家所熟知的，光电门可记录小球通过光电门的时间，频闪照相在按下快门的同时切断电磁铁的电源让小球自由下落。(1)关于上图这三种实验方法，下列说法正确的是________A．方法①③需要测量的量和计算方法相同B．方法②需要测量小球直径dC．三种方法都需要测量下落重物的质量D．方法③的系统误差最小(2)下图是两位同学利用方法①实验操作时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是_______(3)方法②中测得小球被电磁铁吸住的位置到光电门的距离为h，小球直径为d，通过光电门的时间为，重力加速度为g。当______≈______时，可认为小球下落过程中机械能守恒。(4)方法③得到如下图所示频闪照片，测量结果已标注在图上，从小球由O点开始运动，到拍下D像，小球重力势能的减少量______J，小球动能的增加量_______J。（取，小球质量为，频闪照相机每隔0.05s闪光一次，结果保留三位有效数字）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，边长为L的等边三角形ABC处在匀强电场中，电场方向与三角形ABC所在平面平行。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从B点移动到A点，其电势能减少W；该粒子从B点移动到C点，其电势能减少2W。若将该粒子从A点沿垂直于BC方向射出，粒子恰好通过C点，不计粒子所受重力，求(1)匀强电场的电场强度大小和方向；(2)粒子从A点射出时的速度大小。16、（12分）(本题9分)一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧下端固定于倾角为θ=53°的光滑斜面底端，上端连接物块Q。一轻绳跨过定滑轮O，一端与物块Q连接，另一端与套在光湑竖直杆上的物块P连接，定滑轮到竖直杆的距离为d=0.3m。初始时在外力作用下，物块P在A点静止不动，轻绳与斜面平行，绳子张力大小为50N。已知物块P质量为m1=0.8kg，物块Q质量为m2=5kg，不计滑轮大小及摩擦取重力加速度g=10m/s2。现将物块P由静止释放，则：(1)物块P位于A时，弹簧的伸长量x1是多少?(2)物块P上升至与滑轮O等高的B点时，物块Q的速度是多大?(3)若A、B间距h=0.4m，求物块P上升至B点的过程中，绳子张力对物块P做的功。17、（12分）(本题9分)质量为m的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，ts末物体的速度到达v时撤去拉力，物体运动的v-t图象如图所示，求：（1）滑动摩擦力在（0-3t）s内做的功；（2）拉力在ts末的功率．

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】

A.物体下降h高度的过程中，重力做功mgh，则重力势能减小mgh，故A错误；BCD.根据牛顿第二定律知，合力为2mg，根据动能定理知，合力做功为2mgh，则动能增加2mgh，故C正确，BD错误。2、B【解析】

A、B、静摩擦力的产生条件是同时具备接触面间有弹力、接触面粗糙、物体间存在相对运动趋势时，才会有静摩擦力，故A错误，B正确；C、D、有摩擦力一定有弹力，但是有弹力不一定有摩擦力，故C、D错误．故选B．【点睛】对于弹力和摩擦力之间的关系，要根据它们产生的条件、方向特点进行分析．结论是：有弹力不一定有摩擦力，而有摩擦力一定有弹力．3、B【解析】

A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有GmMr2=mv解得卫星线速度v=GM由图可知，ra＜rb=rc，则b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故选项A不合题意；B.由v=GMr知，aC.c加速要做离心运动，不可以追上同一轨道上的b；b减速要做向心运动，不可以等候同一轨道上的c，故选项C不合题意；

D.由向心加速度a=GMr2知，b、c的向心加速度大小相等，且小于4、A【解析】

A.系统动量守恒，以向左为正方向，在两滑块刚好脱离弹簧时，由动量守恒定律得：pA−pB=0，则：pA:pB=1:1，故A正确；B.系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：3mvA−mvB=0，解得：vA:vB=1:3，故B错误；C.两滑块的动能之比：EkA:EkB==1：3，故C错误；D.弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比，弹簧对A.

B两滑块做功之比：WA:WB=EkA:EkB=1:3，故D错误．故选A.【点睛】先根据动量守恒守恒求出脱离弹簧后两滑块的速度之比，根据动能、动量的表达式求出动能及动量之比，根据弹簧对两滑块做功等于滑块动能的变化量求出弹簧对两滑块做功之比5、B【解析】当v1=7.9km/s时，为地球的第一宇宙速度；当v6、C【解析】由s-t图象可知，碰撞前：，碰撞后，碰撞过程动量守恒，对A、B组成的系统，设A原方向为正方向，则由动量守恒定律得：mAvA=（mA+mB）v，解得mA：mB=1：3，故C正确，ABD错误．7、AC【解析】

A．由图可得，变速阶段的加速度，设第②次所用时间为t，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，，解得：，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为，选项A正确；B．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B错误；C．由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C正确；D．加速上升过程的加速度，加速上升过程的牵引力，减速上升过程的加速度，减速上升过程的牵引力，匀速运动过程的牵引力．第①次提升过程做功；第②次提升过程做功；两次做功相同，选项D错误．【点睛】此题以速度图像给出解题信息．解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功．实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同．8、AC【解析】试题分析：据题意，这是摩擦传递装置，两轮边缘接触部分线速度大小相等，即，故选项A正确；由于两轮半径不相同，据可知A、B两点角速度不相等，故选项D错误；由于A、C两点在同一轮上，角速度相等，，据可知，故选项B错误而选项D正确．考点：圆周运动【名师点睛】摩擦传递装置，接触边远部分线速度相等，可以判断A、B两点线速度相等；A、C两点在同一转动轮上，属于同轴转动体，同轴转动体除了转动轴，其他任意两点角速度相等，可以判断A、C两点角速度大小，进而比较B、C两点的线速度大小．9、AB【解析】

AC．据开普勒第三定律可得：解得：故A项正确，C项错误．BD．人造卫星绕地球运转时，有：解得：所以：故B项正确，D项错误．10、BD【解析】

CD．A与B相向运动时对C时间的摩擦力为故C无相对运动趋势而保持静止，对A与B的系统动量守恒有解得：故C错误，D正确；AB．A与B相撞后一起向右运动，对C受力分析，由牛顿第二定律可知：，解得：，方向向右，故A错误，B正确；故选BD。【点睛】本题分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题。11、ACD【解析】试题分析：要使物体能通过最高点，则由mg=m可得：v=，从A到D根据机械能守恒定律得：mgh=mg2R+，解得h=2.5R，选项A说法正确；若h=2R，从A到C根据机械能守恒定律得：mgh=mgR+，在C点有：N=m，解得：N=2mg，选项B说法正确；若h=2R，小滑块不能通过D点，在CD中间某一位置即做斜上抛运动离开轨道，做斜抛运动，选项C说法；若要使滑块能返回到A点，则物块在圆弧中运动的高度不能超过C点，否则就不能回到点，则则h≤R，选项D说法．考点：本题考查了竖直平面内的圆周运动、机械能守恒定律、斜抛运动．12、BC【解析】

AB．小物块上升到最高点时速度与楔形物体的速度相同，均为v．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒．以水平向右为正方向，由水平方向系统动量守恒得：故A错误，B正确；

CD．系统的机械能守恒，由机械能守恒定律得：故C正确，D错误．故选BC.点睛：本题主要考查了动量守恒定律和机械能守恒定律的直接应用，要知道小物块上升到最高点时，竖直方向速度为零，系统水平方向动量守恒，但总动量不守恒．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.180AB【解析】

（1）根据题意物体所受合外力为：F=mg=0.05×10=0.50N，

根据功的定义可知：W=Fs=mgh=0.180J；

根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小为：（其中t=5T=）

动能公式为：（2）A设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma;

对钩码有：mg-F=ma

解得：，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，会造成较大误差，故A正确；实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故B正确；释放小车和接通电源得次序有误是偶然误差，不是该实验得主要误差，距离的测量产生的误差是偶然误差，不是该实验产生的主要误差，故D错误．故选AB．14、ABDBgh1.921.92【解析】

(1)[1]A．①③实验要确定出下落的高度与获得的速度，所用的方法都是留迹法，故A正确；B．方法②要由求速度则需要测量小球直径d，故B正确；C．三种方法验证机械能时动能和重力势能都含有质量m，则质量可以约掉，故三种方法都不