2021-2022学年上海市虹口区上海外国语大学附属外国语学校物理高一第二学期期末监测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项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、质量为m的物体从倾角为α固定的光滑斜面顶端山静止开始下滑，斜面高为h，则物体下滑过程中重力做功的平均功率及物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率分别为A．mg2ghB．12mgC．mg2ghsinD．12mg2、(本题9分)在地面上方某高度处，以速度v0水平抛出一小物体，物体落地时的速度与竖直方向的夹角为30°。不计空气阻力，则物体抛出时的高度为A． B． C． D．3、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比都与太阳质量有关D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积4、如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切．一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，然后从静止释放,则下列说法正确的是（）A．在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等B．在m1由C点下滑到A点的过程中，重力对m1做功功率先增大后减少C．在m1由C点下滑到A点的过程中，m1机械能守恒D．若m1恰好能沿圆弧下滑到A点，则m1＝3m25、(本题9分)质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过轨道最高点而不脱离轨道的最小速度是v，则当小球以3v的速度经过最高点时，对轨道压力的大小是（）A．0 B．3mg C．5mg D．8mg6、(本题9分)当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是（）A． B．C． D．7、(本题9分)在某一稳定轨道运行的空间站中，物体处于完全失重状态。如图所示的均匀螺旋轨道竖直放置，整个轨道光滑，P，Q点分别对应螺旋轨道中两个圆周的最高点，对应的圆周运动轨道半径分别为R和r（R＞r）。宇航员让一小球以一定的速度v滑上轨道，下列说法正确的是（）A．小球经过P点时比经过Q点时角速度小B．小球经过P点时比经过Q点时线速度小C．如果减小小球的初速度，小球可能不能到达P点D．小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力8、(本题9分)如图所示，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q。下列说法正确的是()A．b、f两点电场强度大小相等，方向不同B．e、d两点电势相同C．b、f两点电场强度大小相等，方向相同D．e、d两点电势不同9、(本题9分)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面.现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A．两导线框中均会产生正弦交流电B．两导线框中感应电流的周期都等于TC．在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等10、(本题9分)如图所示，质量为m的小球在外力作用下将弹簧压缩至A点保持静止。撤去外力，在弹簧弹力的作用下小球被弹起，B点是小球在弹簧上自由静止时的位置，C点是弹簧原长位置，D点是小球运动的最高点。小球在A点时弹簧具有的弹性势能为EP，则小球从A到D运动的过程中（）A．弹力对小球所做的功为-EPB．弹力对小球所做的功为EPC．AD的距离为ED．AD的距离为E11、(本题9分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小12、(本题9分)由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径变小了，那么卫星的（）A．速率变大 B．角速度变小 C．向心加速度变大 D．周期变小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在用伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为50Ω，电压表V的内阻约为4kΩ，电流表A的内阻约为10Ω。为尽量减小实验误差，应采用图___________（选填“甲”或“乙”）所示的测量电路。某同学选择正确的测量电路后进行实验，若电压表和电流表的读数分别为U和I，电阻的测量值由Rx测=14、（10分）(本题9分)如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：(1)该同学采用的实验方法为________．A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法D．微小量放大法(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/m•s-11.01.52.02.53.0v2/m2•s-21.02.254.06.259.0F/N0.882.003.505.507.90①请在图乙中作出F-v2图线_____；②若圆柱体运动半径r＝0.3m，由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m＝_____kg．(结果保留两位有效数字)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，半径为R的圆板匀速转动，B为圆板边缘上的一点，当半径OB转动到某一方向时，在圆板中心正上方高h处以平行于OB方向水平抛出一小球，要使小球刚好能落在圆板上的B点（此后球不反弹），求：（1）小球的初速度的大小；（2）圆板转动的角速度．16、（12分）(本题9分)如图所示,质量为1kg物块自高台上A点以4m/s的速度水平抛出后,刚好在B点沿切线方向进入半径为0.5m的光滑圆弧轨道运动．到达圆弧轨道最底端C点后沿粗糙的水平面运动43m到达D点停下来,已知OB与水平面的夹角θ=53°,g=10m/s2(sins53°=0.8,cos53°=0.6).求:(1)AB两点的高度差;(2)物块到达C点时,物块对轨道的压力;(3)物块与水平面间的动摩擦因数17、（12分）(本题9分)如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v1＝3m/s的初速度水平抛出，到达B点时，恰好沿B点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道，圆弧轨道的半径为R＝1．5m，B点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，取重力加速度g＝11m/s2。（sin53＝1．8，cos53＝1．6）求：（1）A、B两点的高度差h；（2）若小物块恰好经过圆弧轨道最高点D，则小物块在竖直圆弧轨道内克服摩擦力做的功W。

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、D【解析】

物体滑到底端，根据动能定理，有mgh=12m沿斜面方向，根据运动学公式：gsinα•t=v，解得t=2ghgsin物体滑到底端的瞬时功率P=mgvsinA.mg2gh和mgB.12mg2ghC.mg2ghsinαD.12mg2gh2、D【解析】

设物体落地时，竖直方向的分速度为vy，落地时由几何关系有tan30°＝，可得vy＝v0，物体在竖直方向做自由落体运动，设物体抛出时的高度为H，则有vy2＝2gH，可解得，故D正确，ABC错误。3、C【解析】

火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行轨道的焦点上，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，火星和木星绕太阳运行速度的大小不相等，在近日点速度较大，在远日点速度较小，选项B错误；根据开普勒第三定律可知，它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比相等，且都与太阳质量有关，选项C正确；根据开普勒第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积总相等，但是与木星与太阳连线扫过的面积不相等，选项D错误.4、B【解析】

m1由C点下滑到A点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故A错误；重力的功率就是P=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到A点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零，但是在这个C到A的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故B正确；在m1由C点下滑到A点的过程中m1对m2做正功，故m1的机械能减小，故C错误；若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gR（1-cos60°）=m2gR，解得：m1=2m2，故D错误．5、D【解析】

当小球以速度v经内轨道最高点时不脱离轨道，小球仅受重力，重力充当向心力，有；当小球以速度3v经内轨道最高点时，小球受重力G和向下的支持力N，合外力充当向心力，有；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，N′=N；由以上三式得到，N′=8mg；A.0，与结论不相符，选项A错误；B.3mg，与结论不相符，选项B错误；C.5mg，与结论不相符，选项C错误；D.8mg，与结论相符，选项D正确；6、C【解析】

A、通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；B、如图所示，根据右手螺旋定则，磁场的方向逆时针（从上向下看），因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；C、环形导线的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；D、根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向，由右向左，则小磁针的静止时北极指向左，故D错误；7、AD【解析】

AB.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，且支持力始终不做功，则速率不变，即小球经过P点时与经过Q点时线速度大小相等，由R＞r，根据，可知小球经过P点时比经过Q点时角速度小，故A正确，B错误；C.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，且支持力始终不做功，则速率不变，若减小小球的初速度，小球可以到达P点，故C错误；D.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，则有：，由于支持力始终不做功，则速率不变，又R＞r，所以小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力，故D正确。8、BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直。由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各点的电势相等，电场强度大小相等，方向相同。故A、D错误；故选BC。【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，知道场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，同时掌握好电场强度的叠加方法。9、BC【解析】

A．半径切割磁感线产生的感应电动势，由于匀速转动，所以进入时，电动势是恒定的，则A错误；B．由半径切割分段分析知道：M线框在转一周内感应电动势的变化是恒正、恒正、恒负、恒负．N线框的变化是恒正、零、恒负、零，所以两导线框的周期相等地，则B正确；C．显然从开始到转过90°，都是半径切割，感应电动势相等，则C正确；D．根据有效值的定义：对M线框，，对N线框，只有一半时间有感应电流，，两式对比得到：，所以D错误．10、BD【解析】

AB.根据功能关系弹力做功等于弹性势能的减少，则A到D弹性势能减少EP，则弹力做正功，大小为EP;故A项不合题意，B项符合题意.CD.小球从A到D的过程，对小球和弹簧组成的系统只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，有：W而WFk解得：h故C项不合题意，D项符合题意.11、AC【解析】

试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．考点：圆周运动的实例分析【名师点睛】此题是圆周运动的实例分析问题；解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题．12、ACD【解析】

人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，得：，可得：A.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则速率变大，选项A正确；B.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则角速度变大，选项B错误；C.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则向心加速度变大，选项C正确；D.由可知人造地球卫星的轨道半径减小时，周期变小，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、甲小于【解析】

[1]由题意可知：RVR则：RV电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路图；[2]由于电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值。14、（1）B（2）如图（3）0.26（0.27同样得分）【解析】

（1）该同学采用的实验方法为控制变量法，故选B.（2）①在图乙中作出F-v2图线如图：②根据，则，因为r=0.3m，则m=0.27kg三、计算题