上海市虹口区上海外国语大学附属外国语学校2023-2024学年高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

上海市虹口区上海外国语大学附属外国语学校2023-2024学年高一物理第二学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、如图，在验证向心力公式的实验中，质量为m的钢球①放在A盘的边缘，质量为4m的钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2:1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1:2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为A．2:1 B．4:1 C．1:4 D．8:12、(本题9分)如图所示，在AB间有两轨道Ⅰ和Ⅱ，物体从轨道顶端A由静止下滑，且与两轨道间的动摩擦因数均相同，不计物体在C点时的能量损失，物体分别沿Ⅰ和Ⅱ轨道到达底端B时摩擦力做功分别为W1和W2，则W1和W2的大小关系（）A．W1<W2B．W1>W2C．W1=W2D．无法判断3、(本题9分)一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10m/s2)()A．重力做功为1.8JB．重力做了0.55J的负功C．物体的重力势能一定减少0.55JD．物体的重力势能一定增加1.25J4、下列有关电场强度、电势、电势能的说法中正确的是A．在电场中，电场强度越大的地方电势越高B．在电场中，电势越高的地方，电荷在该点具有的电势能就越大C．在电场中某一点，放入试探电荷的电荷量越大，它所具有的电势能越大D．在场源电荷为正点电荷的电场中，某带正电的试探电荷离场源电荷越近所具有的电势能越大，离场源电荷越远所具有的电势能越小5、(本题9分)如图所示，木块、叠放在光滑水平面上，、之间不光滑，用水平力拉，使、一起沿光滑水平面加速运动，设对的摩擦力为，对的摩擦，则以下说法正确的是（）A．对做负功，对做正功B．对做正功，对不做功C．对做正功，对不做功D．对不做功，对做正功6、下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是A．实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了比值定义法B．在研究运动的合成与分解时，采用了控制变量法C．人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了等效替代的方法D．卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法7、(本题9分)已知地球的半径为，宇宙飞船正在离地高度为的轨道上绕地球做匀速四周运动，飞船内有一弹簧秤下悬挂一个质量为的物体，物体相对宇宙飞船静止，已知地球表面重力加速度为（）A．物体受力平衡B．物体受到重力为C．物体受到重力D．弹簧秤的示数为8、(本题9分)关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A．如果需要，可以定点在北京的正上方B．卫星的运行周期与地球的自转周期相同C．在轨道上运行的线速度大于7.9km/sD．所有同步卫星离地面的高度都相等9、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则A．重力做功为50JB．物体的重力势能一定增加了50JC．重力做了50J的负功D．物体的重力势能一定减少了50J10、(本题9分)下列物理量是矢量的是（）A．位移 B．加速度C．平均速率 D．时间11、(本题9分)2017年9月25日是我国新一代同步卫星“风雨四号”在轨交付的日子，与上一代相比，“风云四号”的整星观察数据量提高了160倍，当日，腾讯公司把微信的启动页面从阿波罗17号宇航员所拍摄的非洲大陆上空视角照片更换为“风云四号”拍摄的中国所在的东半球上空视角照片，下列关于“风云四号”同步卫星的说法正确的是（）A．一定位于赤道正上空B．绕地球运行的周期比月球绕地球的周期大C．发射速度大于D．运行速度大于12、如图所示，a、b是两个在同一平面内的，绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其中已知b为地球同步卫星，引力常量为G．据图和上述信息，关于地球和卫星a、b的分析或结论，如：卫星a、b的绕行速度va、vb，绕行周期Ta、Tb等。下列的叙述正确的是（）A．由于va＞vb，因而卫星a减速可有可能让卫星b追上B．卫星a的绕行周期Ta一定小于24hC．卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合D．利用以上信息，可计算出地球的半径二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门．有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H．则：

（1）小球经过光电门B时的速度vB表达式为_____；

（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出-H的变化图象如图乙所示，当图线斜率k=________时（用已知量g、d表示），可判断小球下落过程中机械能守恒；

（3）实验中发现动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，△EP-△Ek将_______增加（选填“增加”、“减小”、“不变”）．14、(本题9分)某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．（1）请指出实验装置甲中存在的明显错误：______．（2）进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应______（选填“A”或“B”）A．先接通电源，再释放纸带B．先释放纸带，再接通电源（3）某同学作出了υ2-h图象（图丙），则由图线得到的重力加速度g=______m/s2（结果保留3位有效数字）．15、图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：（1）纸带的______端与重物相连；填“左”或“右”（2）打点计时器打下点B时，物体的速度______(保留两位有效数字；（3）从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量______J，此过程中物体动能的增加量______J；（g=9.8m/s2，以上两空均保留两位有效数字（4）通过计算，______填“”“”或“”，这是因为______；（5）实验的结论是______．三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场，虚线框外为真空区域；半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，圆心O恰在MN的中点，半圆管的一半处于电场中．一质量为m，可视为质点的带正电小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内，小球从B点穿出后，能够通过B点正下方的C点．重力加速度为g，小球在C点处的加速度大小为5g/1．求：（1）小球所受电场力的大小；（2）小球在B点时，对半圆轨道的压力大小；（1）虚线框MNPQ的宽度和高度满足的条件．17、（10分）(本题9分)动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值．(1)质量为1.0kg的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s的时间内运动了2.5m的位移，速度达到了2.0m/s．分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1和F2的值．(2)如图1所示，质量为m的物块，在外力作用下沿直线运动，速度由v0变化到v时，经历的时间为t，发生的位移为x．分析说明物体的平均速度与v0、v满足什么条件时，F1和F2是相等的．(3)质量为m的物块，在如图2所示的合力作用下，以某一初速度沿x轴运动，当由位置x=0运动至x=A处时，速度恰好为0，此过程中经历的时间为，求此过程中物块所受合力对时间t的平均值．

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】皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以，a轮、b轮半径之比为1∶2，所以，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则，根据向心加速度，由向心力公式，得.故A正确．2、A【解析】

设斜面I的倾角为，高为，斜面II的倾角为，高为，斜面底长为L，根据功的公式有，可见，克服摩擦力做的功与斜面高度或倾角无关，只与斜面底边长有关，即，A正确．【点睛】应熟记重要结论：物体沿斜面下滑过程中克服摩擦力做的功等于动摩擦因数、物体重力、斜面底边长三者的乘积，而与斜面的高度或倾角大小无关．3、C【解析】在整个过程中，物体下降的高度为：h=1.8-1.25=0.55m；该过程中重力对物体做正功为：W=mgh=0.1×10×0.55=0.55J，故AB错误；重力做多少正功重力势能就减少多少，故小球的重力势能一定减少0.55J，故C正确，D错误．故C正确，ABD错误．4、D【解析】

A.沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的地方电场强度小。可知电场强度越大的地方电势不一定越高，故A项不符合题意；B.根据电势能公式Ep=qφ知：正电荷在电势越高的地方，其电势能越大，负电荷在电势越高的地方，其电势能越小，故B项不符合题意；C.根据电势能公式Ep=qφ知：在电场中，电势高的地方，放在该点的正电荷的电荷量越大，电势能越大，而负电荷则相反，故C项不符合题意；D.沿着电场线的方向电势逐渐降低，在场源电荷为正点电荷的电场中，某带正电的试探电荷离场源电荷越近所具有的电势能越大，离场源电荷越远所具有的电势能越小，故D项符合题意。5、A【解析】

以整体受力分析可知F=(mA+mB)a可知，A、B两物体的加速度向右，隔离物体A，通过受力分析可知，B对A的摩擦力F2向右，而A向右运动，由W=FL可知，F2对A做正功；A对B的摩擦力F1向左，故F1对B做负功，故A正确，BCD错误．故选A.6、D【解析】

A.实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了控制变量法，故A错误。B.在研究运动的合成与分解时，采用了等效替代法，故B错误。C.人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了比值定义法，故C错误。D.卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法，故D正确。7、CD【解析】

A.由于物体相对飞船静止，也即物体做圆周运动，所以合力提供了向心力，故受力不平衡，故A错；BC．由于飞船绕地球做圆周运动，所以解得故B错，C正确；D．物体受到的重力提供了做圆周运动的向心力，所以处于完全失重状态，所以弹簧的弹力等于零，故D正确。故选CD。8、BD【解析】

A．同步卫星的轨道是一定的（赤道的上方），故A错误；B．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，故B正确；C．地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据，得：，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，根据，解得：可知，轨道半径的大小都相等，即高度相同，故D正确。故选BD．9、BC【解析】克服重力做功，即重力做负功，则重力势能一定增大，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，故重力势能增加50J，BC正确．【点睛】重力势能变化量直接对应重力做功，与其他因素无关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，且满足．10、AB【解析】

矢量是既有大小又有方向的物理量，位移、加速度都是矢量，AB正确．标量是只有大小没有方向的物理量．平均速率和时间都是标量，故CD错误．11、AC【解析】A、地球同步卫星因公转周期一定为T=24h，则高度一定，转动方向为自西向东，则相对于赤道静止，故A正确．B、根据，可得，同步卫星相对于月球半径较小，则周期较小，故B错误．C、卫星发射越高，克服地球引力做功越多，需要的初动能越大，第一宇宙速度是发射到近地轨道的速度，第二宇宙速度是发射绕太阳运动的卫星的速度，故发射地球卫星的发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，则C正确．D、由万有引力提供向心力得，解得，可知卫星的线速度v随轨道半径r的增大而减小，v=7.9km/s为第一宇宙速度，即卫星围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9km/s，故D错误．故选AC．【点睛】本题要了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．知道地球同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．12、BC【解析】

A.卫星a减速时，a将做近心运动，轨道半径减小，不可能让卫星b追上。故A错误。B.根据万有引力提供向心力，得：解得：，可知，卫星a的绕行周期Ta一定小于卫星b的绕行周期Tb，即一定小于24h，故B正确。C.地球同步卫星的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，a、b是两个在同一平面内的，b为地球同步卫星，则卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，故C正确。D.利用题目的信息，不能求出地球的半径，故D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、d/t增加【解析】【分析】由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容；解：(1)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故；(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有：；即，解得：，结合图象，则有：；(3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，,则将增加；14、（1）打点计时器不能接在“直流电源”上．（1）A（3）9.67m/s1【解析】

（1）从图甲中的实验装置中发现，打点计时接在了“直流电源”上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”．因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上．

（1）为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带．若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零．因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带．故选A.

（3）根据mgh＝mv1，可得：v1=1gh，可知图线的斜率为：k=1g=，代入数据解得g=9.67m/s1．15、左下落过程中存在阻力做功在实验误差范围内，，机械能守恒【解析】

第一空.物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之