2021-2022学年上海市虹口高级中学高一物理第二学期期末考试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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（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、某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球的一半，在地球表面从某一高度平抛一物体，其水平射程为60m，则在该星球上，从同样高度，以同样的水平速度抛同一物体，其水平射程为（）A．360m B．90m C．15m D．10m2、(本题9分)一质量为m的质点绕圆心做匀速圆周运动，其所受向心力大小为F，运动周期为T，则它在时间内的平均速度大小为A． B． C． D．3、(本题9分)以下说法正确的是()A．在同一个接触面上的摩擦力和弹力的方向不一定垂直B．相互压紧并发生相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力产生C．有摩擦力产生的面上不一定有弹力D．接触面粗糙，接触面间有弹力，有相对运动，则一定有摩擦力产生4、(本题9分)如图甲所示，将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h．若将质量分别为2m、3m、4m、5m的小球，分别以同样大小的速度v0从半径均为的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道，轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示．在质量分别为2m、3m、4m、5m的小球中，能到达的最大高度仍为h的是（）(小球大小和空气阻力均不计)A．质量为2m的小球B．质量为3m的小球C．质量为4m的小球D．质量为5m的小球5、(本题9分)2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）A．黑洞A、B的质量之比为1∶2B．黑洞A、B所受引力之比为1∶2C．黑洞A、B的角速度之比为1∶2D．黑洞A、B的线速度之比为1∶26、(本题9分)如图所示的直线①和②分别表示两个加速运动的速度－时间图象，下列说法正确的是()A．直线①的初速度大B．直线②的初速度大C．直线①和直线②的加速度一样大D．在t1时刻直线①的速度大于直线②的速度7、(本题9分)如图所示，A物体从与轻质定滑轮等高处沿竖直杆由静止下滑,通过轻质细绳拉物体B，当A下降h时细绳与竖直杆的夹角为45°（此时物体B未与定滑轮相碰），已知A、B的质量相等，不计一切阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（）A．物体B的机械能守恒B．物体AB的机械能守恒C．此时物体B的速度为D．A开始下滑瞬间的加速度为g8、(本题9分)如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点.当叶片转动时,下列说法正确的()A．A，B，C三点线速度大小都相同B．A，B，C三点角速度大小都相等C．A，B，C三点中,B点的向心加速度最小D．A，B，C三点中,B点的转速最小9、(本题9分)如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．现给电容器充电，静电计指针张开一定角度．保持电容器所带电量不变的情况下，下面哪些操作将使静电计指针张角变小A．将M板向下平移B．将M板沿水平向左方向远离N板C．将M板沿水平向右方向靠近N板D．在M、N板之间插入云母板10、(本题9分)如图所示为汽车的加速度和车速倒数1/v的关系图像。若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则()A．汽车所受阻力为2×103NB．汽车在车速为15m/s时，功率为6×104WC．汽车匀加速的加速度为4m/s2D．汽车匀加速所需时间为5s11、(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12、(本题9分)为了探究平抛运动的规律，某同学设计如图所示的实验装置，两个完全相同的斜槽固定在同一竖直平面内，斜槽2的末端吻接一足够长的水平轨道，让两个完全相同小球同时从斜槽上滚下．有关该实验下列说法正确的是_______A．只能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动B．只能验证平抛运动水平方向是匀速直线运动C．既能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动，又能验证水平方向是匀速直线运动D．两小球释放点距斜槽末端的高度差应相等二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)有一条横截面积为s的铜导线通以大小为I的电流。已知铜的密度为，铜的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e，如果每个铜原子只贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率为_____14、真空中有两个点电荷q1=+2.010-8C和q2=-3.010-8C，距离1m，则它们之间的库仑力为____力（填“吸引”或“排斥”），大小为__N。（静电力常量为k=9.0109Nm2/C2）15、(本题9分)A为地球赤道上的物体，B为近地卫星（轨道半径等于地球半径），C为地球同步卫星.A、B、C比较，运行周期最短的是_________（填“A”、“B”或“C”）；线速度最小的是_________（填“A”、“B”或“C”）。近地卫星的线速度大小约为_________km/s。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)光滑的四分之一圆弧AB，半径为R，末端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=5m，始终以的速度顺时针运动．一个质量m=1kg的物块从圆弧顶端A由静止开始滑下，物块通过B点后进入水平传送带，物块与传送带间动摩擦因数分别为μ=0.2，传送带上表面在距地面的高度为H=5m,忽略空气阻力，g取．（1）若半径R=0.25m，求物块滑到B点时对轨道的压力多大？离开传送带后的水平位移是多少？（2）求半径R满足什么条件时，物块从圆弧顶端A由静止释放后均落到地面上的同一点D．17、（10分）(本题9分)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害．某地有一倾角为θ=37°（sin37°=）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示．假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1减小为，B、C间的动摩擦因数μ1减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第1s末，B的上表面突然变为光滑，μ1保持不变．已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=17m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度大小g=10m/s1．求：（1）在0~1s时间内A和B加速度的大小；（1）A在B上总的运动时间．

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、D【解析】设星球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R，已知，根据万有引力等于重力得：，，①由题意从同样高度抛出，②，①、②联立，解得，在地球上的水平位移，在星球上的，故选项D正确．点睛：把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题；重力加速度g是研究天体运动和研究天体表面宏观物体运动联系的物理量．2、A【解析】

根据向心力公式可知，，它在时间内的位移等于r，它在时间内的平均速度大小为，故A确，B、C、D错误；故选A．3、D【解析】

A.摩擦力的方向与弹力的方向互相垂直．故A错误；BD.相互压紧并发生相对运动或有相对运动趋势的物体间，且接触面粗糙时，才一定有摩擦力产生．故B错误、D正确；C.有摩擦力产生的面上一定有弹力，而有弹力不一定有摩擦力，故C错误。故选D。【点睛】解决本题的关键知道弹力和摩擦力的产生条件，并且要明确摩擦力分为动摩擦力和静摩擦力；它们在计算大小时所用的方法不同，应注意区分．4、C【解析】试题分析：甲图将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，此时速度为零；乙图将质量为2m的小球以速度v0滑上曲面，小球若能到达最大高度为h，则此时速度不为零，根据动能与重力势能之和，大于初位置的动能与重力势能，因此不可能；丙图将质量为3m的小球以速度v0滑上曲面，小球若从最高点抛出，做斜抛运动，则此时速度不为零，根据机械能守恒可知，不可能达到h高度；丁图将质量为4m的小球以速度v0滑上曲面，小球若能到达最大高度为h，则此时速度为零，根据机械能守恒定律可知，满足条件；戊图将质量为5m的小球以速度v0滑上曲面，小球若从最高点抛出，做斜抛运动，则此时速度不为零，根据机械能守恒可知，不可能达到h高度；故选C．考点：机械能守恒定律【名师点睛】考查机械能守恒定律的应用，掌握曲线运动时，最高点的速度不为零，而直线运动最高点速度为零，是解题的关键．5、D【解析】

A．两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引力提供向心力，有知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，选项A错误；B．黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，选项B错误；C．两黑洞属于同轴转动模型，做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1：1，选项C错误；D．根据线速度与角速度关系知线速度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1：2，选项D正确。故选D。6、B【解析】两速度图线的纵截距等于初速度，则知直线②的初速度大，A错误B正确；v－t图象的斜率等于加速度，所以直线①的加速度大，C错误；两速度图线的交点表示瞬时速度相等，D错误．【点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移．7、BD【解析】

A．由于B受到绳子的拉力作用，并且拉力对B做正功，所以物体B的机械能不守恒，故A错误；B．由于不计一切摩擦，所以物体AB组成的系统的械能守恒，故B正确；C．当A下降h，由系统内机械能守恒知：解得故C错误；D．A开始下滑瞬间竖直方向只受重力作用所以加速度为g，故D正确；故选BD．点睛：物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,绳端沿着绳子方向的速率等于物体B的速率,将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的分速度等于绳速,由几何知识求解B的速率,再讨论B的运动情况.8、BC【解析】

A、B项：ABC属于同轴转动，故他们的角速度相等，由v=ωr知，AC的半径r相等，故线速度的大小相等，都大于B点的线速度，故A错误，B正确；C项：由a=ω2r知，A、C半径相等，B点的半径最小，故AC向心加速度相等，大于B的向心加速度，故C正确；D项：ABC属于同轴转动，故他们的角速度相等，各点的转速是相等的。故D错误。9、CD【解析】

A．将M板向下平移，正对面积减小，根据，电容减小，根据，Q不变，则电势差增大，张角变大，故A错误；B．将M板沿水平向左方向远离N板，d变大，根据，电容减小，根据，Q不变，则电势差增大，张角变大，故B错误；C．将M板沿水平向右方向靠近N板，d减小，根据，电容增大，根据，Q不变，则电势差减小，张角变小，故C正确；D．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1），根据，电容增大，根据，Q不变，则电势差减小，张角变小，故D正确；10、ABD【解析】

设汽车的额定功率为P，由图知：汽车的最大速度为30m/s，此时汽车做匀速直线运动，有F=f，有P=Fvm=fvm；代入得：P=f×30①，当1v=110s/m时a=2m/s2，根据牛顿第二定律得Pv11、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。12、BD【解析】

ABC.图中观察到的实验现象是球1将在水平轨道上击中球2，可知平抛运动在水平方向的运动规律与球2的运动规律相同，知平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，故AC错误，B正确；D.图中两球从斜面的同一高度由静止同时释放，这样保证水平初速度相等，故D正确．故选BD．二．填空题(每小题6分，共18分)13、【解析】

设铜导线中自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，则导线的长度为，体积为，在时间内这些电子都能通过下一截面，则电流，其中，联立解得，可得电子定向移动的速率14、吸引5.410-6【解析】

真空中两个点电荷q1、q2为异种电荷，它们之间的库仑力为吸引力；根据库仑定律，它们之间的库仑力F=k=9.0109N=5.410-6N。15、B；A；7.9；【解析】

地球赤道上的物体与地球的同步卫星具有相同的周期，即TA=TC；对B和C卫星：GMmr2=m（2πT）2r=mv2r解得T=4π3r【点睛】此题涉及到两种不同的模型；注意地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=rω比较线速度的大小，根据万有引力提供向心力比较B、C的线速度、周期大小．三．计算题(22分)16、(1)，5m(2)0.8m≤R2.8m【解析】（1）物块在圆弧上运动，据动能定理：-0得到m/s物块在圆弧上做圆周运动，在B点受力得：根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为30N物在传送带做匀加速直线运动，加速度a=μg=2m/s2设物块在传送带上全程匀加速，末速度为则得出假设成立．物块离开传送带后做平抛运动，则水平位移为X=5m(2)要使物块落入地面上同一点D，则物块离开水平传送带的末速度等于传送带的速度V=6m/s若