2024届上海市交大附中嘉定分校物理高一第二学期期末联考试题含解析

2024届上海市交大附中嘉定分校物理高一第二学期期末联考试题注意事项：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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)天文兴趣小组查找资料得知：某天体的质量为地球质量的a倍，其半径为地球半径的b倍，表面无大气层，地球的第一宇宙速度为v．则该天体的第一宇宙速度为（）A． B． C． D．2、(本题9分)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是()A．A球的角速度等于B球的角速度B．A球的线速度大于B球的线速度C．A球的运动周期小于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力3、下列说法正确的是：A．牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量。B．做圆周运动的物体，合力一定指向圆心C．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大D．国际单位制中，力学的三个国际基本单位是：kg、m、s4、(本题9分)下列说法中正确的是A．匀速圆周运动是一种匀速运动 B．匀速圆周运动是一种匀变速运动C．作匀速圆周运动的物体的受的合外力为零 D．物体做匀速圆周运动时所受的合外力不是恒力5、如图示，两个质量为m1=2kg和m2=3kg物体放置于光滑水平面上，中间用轻质弹簧秤连接，两个大小分别为F1=30N，F2=20N的水平拉力分别作用于m1和m2上．则（）A．弹簧秤示数是24NB．m1和m2共同运动加速度大小为a=4m/s2C．突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为a=3m/s2D．突然撤去F1的瞬间，m2的加速度大小为a=2m/s26、因首次比较精确地测出引力常量G，被称为“称量地球质量第一人”的科学家是A．伽利略 B．开普勒 C．卡文迪许 D．牛顿7、(本题9分)如图所示，细绳的一端系着质量为M=2kg的物体A，另一端通过光滑的小孔吊着质量为m=0.5kg球B，A的重心与圆孔的距离为0.5m．并已知与A圆盘的最大静摩擦力为4N，A随水平圆盘一起转动，为使球B高度不变，则水平转盘的角速度取（）．（g取10m/s2）A．1.5rad/s B．2.5rad/s C．3.5rad/s D．4.5rad/s8、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、科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事.地球流浪途中在接近木星时被木星吸引,当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G1，在木星表面的重力为G2，地球与木星均可视为球体，其半径分别为R1、R2，则下列说法正确的是（）A．地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等B．木星与地球的第一宇宙速度之比为GC．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方D．地球与木星的质量之比为G10、(本题9分)如图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示。取g=10m/s2，则（）A．第1s内推力做功为1J B．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0JC．第1.5s时推力F的功率为3W D．第2s内推力F做功的平均功率1.5W11、两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则A．C点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向沿x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功12、(本题9分)一只船在静水中的速度为0.4m/s，它要渡过一条宽度为40m的河，河水的流速为0.2m/s。则下列说法中正确的是（）A．船不能垂直到达对岸B．船有可能垂直到达对岸C．要使船渡河航程最短，船头应与上游河岸夹30°角D．船到达对岸所需最小时间是100s二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=___m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，拆去打点计时器．在木板上的B点固定一个光电计时器，小车上固定一遮光片，如图丙所示．将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，并且每次都控制小车从A点静止释放．记录每一次光电计时器的示数．本实验应取砝码盘及盘中砝码、小车（及车上挡光片、砝码）作为一个系统，即研究对象．下列说法正确的是________．A、需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量B、不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量C、每次从小车上取走砝码后，需要重新平衡摩擦力D、每次从小车上取走砝码后，不需要重新平衡摩擦力(3)已知，每个砝码质量为m0，遮光片宽度为d，AB间距离为L，重力加速度为g；在某次实验中，光电计时器示数为,则小车运动运动至B点的速度可表示为__________；(4)处理数据时，某同学将盘中砝码的总重力记为F，并以F作为纵坐标，作为横坐标，描点作图，得到如图丁所示的图像．该图线不过原点的原因是：____________________；已知图线的纵截距为-b，斜率为k，那么，砝码盘的质量为_________；小车及遮光片的总质量为________．14、用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。如图甲所示，A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端，R1和R2是固定在细绳上的两个标识。现将A端固定，用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉，R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙所示。已知细绳始终处于弹性限度内。(1)分析实验数据可知，弹性细绳的伸长是___________(填“均匀”或“不均匀”)的，在弹性限度内，弹性细绳的伸长量与所受拉力___________。(2)可以推断，当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm的位置时，R1位于刻度尺上___________cm的位置，此时测力计的示数为___________N。(3)手持细绳的A、B两端，使它们沿绳所在直线同时匀速运动，A端向左B端向右。实验中若发现标识R1不动，则A、B两端的速度之比为___________；若发现标识R2不动，则A、B两端的速度之比为___________。15、某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的实际边长为10cm.(1)请在图中作出小球运动的轨迹_______.(2)小球做平抛的初速度大小为_______m/s.（取g=10m/s2，计算结果保留2位有效数字）三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)一条轻绳跨过光滑的轻质定滑轮，滑轮离地足够高，绳的一端系一重物质量m1=5kg，重物静置于地面上，绳的另一端接触地面，有一质量m2=10kg的猴子，从绳子的另一端从地面开始沿绳向上爬，如图所示，已知绳子承受的拉力最大为Fm=150N，(g=10m/s2)。求：（1）重物上升的最大加速度a1和猴子向上爬的最大加速度a2。（2）在（1）问中，猴子爬过L=12.5m长的绳子时，重物的离地高度h。17、（10分）(本题9分)从离地面高h＝5m的平台上，以＝10m/s的初速度斜抛出一质量m＝3kg的小球，小球到达最高点时速度＝5m/s，以水平地面为零势能面，不计空气阻力，g＝10m/s1．求：（1）小球到达最高点的高度；（1）小球落地时速度的大小；（3）小球离地面多高时，小球的动能和重力势能相等。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A【解析】

物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，大小7.9km/s，可根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式解得．【详解】设地球质量M，某天体质量是地球质量的a倍，地球半径r，某天体径是地球半径的b倍由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：解得：卫星在圆轨道上运行时的速度公式分别代入地球和某天体各物理量得：，故A正确．故选A．【点睛】本题要掌握第一宇宙速度的定义，正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式．2、B【解析】

小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动.小球在轨道上受力如图所示：因为A和B的质量相同,小球A和B在两处的合力相同,即它们做圆周运动时的向心力是相同的即：因为球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的角速度小，故A错误；再由向心力的计算公式因为球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的线速度就大，故B正确；由周期公式,所以球A的运动周期大于球B的运动周期,故C错误；根据受力可知轨道施加的支持力由于质量和夹角都相等，所以受到的支持力也相等，根据牛顿第三定律可知球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力,故D错误；故选B3、D【解析】

A.牛顿发现了万有引力定律，他没有测出万有引力常量，是卡文迪许测出了万有引力常量；故A错误.B.匀速圆周运动的合力一定指向圆心，变速圆周运动的合力不一定指向圆心；故B错误.C.惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度，惯性大小与速度无关；故C错误.D.国际单位制中，力学的三个国际基本单位是：kg、m、s；故D正确.4、D【解析】

A．匀速圆周运动的速度大小不变，但是方向不断变化，则是一种非匀速运动，选项A错误；B．匀速圆周运动的加速度方向不断变化，则是一种非匀变速运动，选项B错误；C．作匀速圆周运动的物体因为有向心加速度，则其受的合外力不为零，选项C错误；D．物体做匀速圆周运动时所受的合外力大小不变，方向不断变化，则不是恒力，选项D正确；故选D.5、D【解析】

AB．对两个物体整体受力分析，两物体受到F1与F2的拉力作用，弹簧秤的拉力属于系统内力，由牛顿第二定律有：，解得m1和m2共同运动加速度大小为；对m1受力分析可知，m1受到向右的F1的拉力以及向左的弹簧秤的拉力T，则有：，解得弹簧秤的拉力为，故AB错误；CD．突然撤去F2的瞬间，由于弹簧秤的弹力不变，则m1的受力情况不变，其加速度大小仍为，故C错误，D正确．6、C【解析】

牛顿发现了万有引力定律，牛顿得到万有引力定律之后，并没有测得引力常量，首次比较精确地测出引力常量的科学家是卡文迪许，称为“称量地球质量第一人”的科学家。A.伽利略与分析不符，A错误B.开普勒与分析不符，B错误C.卡文迪许与分析相符，C正确D.牛顿与分析不符，D错误7、AB【解析】

当物体M在此平面绕中心轴线以角速度转动时，当A恰好要向里滑动时，取得最小值为，此时A所受的静摩擦力达到最大为，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：，代入数据解得：，当A恰好要向外滑动时，取得最大值为，此时A所受的静摩擦力达到最大为，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：，代入数据解得：，所以角速度范围是：，故AB正确，CD错误；故选AB．【点睛】本题是圆周运动中临界问题，抓住当A恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，可能有向外滑的运动趋势，也有可能向里滑的趋势，最后由牛顿第二定律求解角速度的取值范围．8、AC【解析】

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、AD【解析】

A.由开普勒第二定律可知对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等，故选项A正确；B.根据重力提供向心力得G1=mv12RC.根据开普勒第三定律得a13TD.根据重力与万有引力相等，根据G'=GMmR2解得M=G'R2Gm，可得地球的质量为10、BC【解析】

A.从速度时间图像中可知物体在第1s内速度为零，即处于静止状态，所以推力做功为零，故A错误；B.速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以第2s内的位移为由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，故摩擦力做功为所以克服摩擦力做功2.0J，故B正确；C.第1．5s速度为1m/s，故第1．5s时推力的功率为故C正确；D.F在第二秒做功，F的功为：所以第2内推力F做功的平均功率为：故D错误．11、AD【解析】

A．图的斜率为E，C点电势的拐点，则电场强度为零，故A正确；B．由图知A点的电势为零，则O点的点电荷的电量比M点的点电荷的电量大，且O点的电荷带正电，M点电荷带负电．故B错误；C．由图可知：OM间电场强度方向沿x轴正方向，MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向．故C错误；D．因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功．故D正确；12、BD【解析】A、由于船相对于水的速度大于水流速度，根据平行四边形定则可知，它们的合速度，即船实际的速度可以与河岸垂直，船可以垂直于河岸行驶，最终到达对岸，故B正确，A错误；C、如图所示，当船渡河航程最短时即为合速度垂直对岸，设船头应与上游河岸为θ则：cosθ=v2vD、当船头指向始终垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间为tmin二．填空题(每小题6分，共18分)13、0.16BD未计入砝码盘的重力（F=0时，砝码盘的重力依旧使系统加速运动）b/g【解析】(1)由匀变速直线运动的判别式，解得.(2)对系统进行受力分析可得：砝码盘及盘中砝码的重力等于合外力，进而由合外力求得小车加速度；在此过程中，对砝码盘及盘中砝码的质量没有要求，故不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量；小车和木板之前的动摩擦因数不变，故只要保证木板倾斜角不变，那么，小车受到的摩擦力和重力沿斜面分量总是等大反向，故不需要重新平衡摩擦力；故选BD．(3)遮光片宽度较小，小车通过遮光片的时间△t足够小，故小车可看成匀速运动，那么，根据运动时间和位移可得：速度.(4)盘中砝码的总重力F=0时，砝码盘的重力依旧使系统加速运动，故该图线不过原点．由图可得，砝码盘的重力，故砝码盘的质量.根据受力分析可得，系统合外力为，故小车加速度，那么有匀变速运动规律可得：；故，故，则；又有砝码盘质量，每个砝码质量为m0，故砝码总质量为5m0，那么小车和遮光片的总质量.【点睛】在得到纸带后，要注意计数点若按照纸带上的点来计算，时间间隔一般为0.02s；若计数点之间还有点，要么要先确定时间间隔，才能根据△x=a(△T)2来求解加速度．14、均匀成正比3.503.61:22:1【解析】

第一空.第二空.图甲中，弹性细绳长度为6.00cm。

图乙中，弹性细绳长度为9.00cm，伸长了3.00cm，测力计的示数为2.4N，

图丙中，弹性细绳长度为12.00cm，伸长了6.00cm，测力计的示数为4.8N，

由以上实验数据可知，在弹性限度内，弹性细绳是均匀伸长的，且伸长量与所受拉力成正比；

第三空.第四空.由图甲可知，R2位于4.00cm时，R1位于2.00cm；

由图乙可知，R2位于6.00cm时，R1位于3.00cm；

由图丙可知，R2位于8.00cm时，R1位于4.00cm；

综上可知，R1的长度是R2长度的一半，则当标识R2刚好位于刻度尺上7