2022年上海市黄浦区市级名校物理高一下期末检测模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)下列物理量正负号的表述正确的是A．重力势能正、负号表示大小B．电量正、负号表示方向C．功正、负号表示方向D．速度正、负号表示大小2、(本题9分)两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的()A． B．C． D．3、如图所示，A球的质量m1=4m，B球的质量m2=m。球A以速度v0靠近静止在光滑的水平面上球B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等，且碰撞过程没有机械能损失。当m1、v0一定时，随着m2的增大，则（）A．碰撞过程中B获得的动能增大B．碰撞过程中B获得的动量增大C．碰撞过程中A获得的最终速度减小D．碰撞过程中A获得的最终速度增大4、下列运动的物体中，机械能守恒的是（）A．加速上升的运载火箭B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．在粗糙水平面上运动的物体5、(本题9分)在水平匀速飞行的飞机上，每隔相等时间依次释放甲、乙、丙三个物体，若不计空气阻力，当刚释放丙物体时，三个物体位置为A． B．C． D．6、(本题9分)汽车以20m/s的速度匀速运动，发现前方有障碍物立即以大小为5m/s2的加速度刹车，则汽车刹车后第2s内的位移和刹车后5s内的位移为（

）A．30m,40m B．30m,37.5m C．12.5m,40

m D．12.5m,37.5m7、(本题9分)a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是()A．a、b的线速度大小之比是∶1 B．a、b的周期之比是1∶2C．a、b的角速度大小之比是3∶4 D．a、b的向心加速度大小之比是9∶48、(本题9分)“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测．“玉兔号”在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2；地球与月球均视为球体，其半径分别为R1、R2；地球表面重力加速度为g.则()A．月球表面的重力加速度为B．月球与地球的质量之比为C．月球与地球的第一宇宙速度之比为D．“嫦娥三号”环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为2π9、(本题9分)如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点．已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP:PQ=1:4，不考虑空气阻力的影响．下列说法中正确的是（）A．两小球的下落时间之比为1:4B．两小球的下落时间之比为1:1C．两小球的初速度大小之比为1:4D．两小球的初速度大小之比为1:510、如图所示，将两个等量异种点电荷分别固定于A、B两处，AB为两点电荷的连线，MN为AB连线的中垂线，交AB于O点，M、N距两个点电荷较远，以下说法正确的是（）A．沿直线由A到B,各点的电场强度先减小后增大B．沿直线由A到B,各点的电势升高C．沿中垂线由M到O，电场强度增大D．将一正电荷从M点移到O点，电场力做正功11、(本题9分)如图所示，a、b、c、d是竖直平面内圆上的四个点，连线ab、cd均过圆心O且相互垂直，在圆心处固定一点电荷。现施加一方向与ab平行的匀强电场（图中未画出），则下列说法正确的是（）A．a、b两点的电势相同B．c、d两点的电势相同C．a、b两点的电场强度等大D．c、d两点的电场强度等大12、(本题9分)如图所示，竖直平面内轨道ABCD的质量M=0.4kg，放在光滑水平面上，其中AB段是半径R=0.4m的光滑1/4圆弧，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数μ=0.4，长L=3.5m，C点右侧轨道光滑，轨道的右端连一轻弹簧．现有一质量m=0.1kg的小物体(可视为质点)在距A点高为H=3.6m处由静止自由落下，恰沿A点滑入圆弧轨道(g=10m/s²)．下列说法正确的是A．最终m一定静止在M的BC某一位置上B．小物体第一次沿轨道返回到A点时将做斜抛运动C．M在水平面上运动的最大速率2.0m/sD．小物体第一次沿轨道返回到A点时的速度大小4m/s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)下列关于验证机械能守恒定律的说法中正确的是（

）A．选用重物时，密度大的比密度小的好B．选用重物时，体积小的比大的好C．选用重物后，要称出它的质量D．重物所受的重力，应远大于它所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力14、（10分）某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中：提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。（1）组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_____，理由是_____。（1）若该小组采用甲方案进行实验，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_____。A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）（3）若该小组采用甲方案的装置打出了一条纸带如图丙所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep＝_____，动能变化量△Ek＝_____。（4）该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v1﹣h图线如图丁所示，谓根据图线计算出当地的重力加速度g＝_____m/s1．（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）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同．已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为，地球自转的周期为，引力常量为．假设地球可视为质量均匀分布的球体．求：（1）质量为的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小．（2）地球的半径．（3）地球的密度．16、（12分）(本题9分)如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小mg的滑动摩擦力。小环能达到的最大高度为3h，求：（1）小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。对比（1）问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。（3）以地面为零势能面。从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？（4）上升和下降两次经过2h高处时的速度大小之比为多少？17、（12分）(本题9分)如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A、B两车相距L=7m时，B车正以vB=4m/s速度匀速行驶，A车正以vA=8m/s的速度借道超越同向行驶的B车，此时A车司机发前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，A车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与B车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化，则（1）A车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B车相撞。（2）若A车驶回原车道时，司机估计会与B车相碰的危险，立即以大小为aA=1m/s2的加速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒B车司机加速，B车司机经过t0=1s的反应时间后，立即以aB=0.5m/s2的加速度匀加速。（不计A车司机的反应时间）。则：①B车加速后经过多长时间A、B两车速度相等；②A会不会追尾B车（请通过计算分析）。

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、A【解析】电量和功是标量，正、负号不表示方向，选项BC错；速度是矢量，正、负号表示方向，选项D错；重力势能正、负号表示大小，选项A正确；故选A.2、B【解析】

小球做匀速圆周运动，对其受力分析如图所示，由牛顿第二定律则有mgtanθ＝mω2Lsinθ整理得：Lcosθ＝是定值则两球处于同一高度，故B项与分析相符。3、B【解析】

设两球碰撞后m1、m2的速度分别为v1、v2.m1、m2碰撞时动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m弹性碰撞机械能守恒，由机械能守恒定律得：1解得碰后：v1=A.碰撞过程B获得的动能EkB=12m2v22=2mB.碰撞过程B获得的动量PB=m2v2=2m1CD.碰撞过程中A获得的最终速度v1=m1-m2m1+m2v0，开始m1>m2，若4、C【解析】

A．加速向上运动的运载火箭，动能和重力势能都增加，两者之和即机械能必定增加，故A错误；B．被匀速吊起的集装箱动能不变，而重力势能增加，两者总和即机械能必定增加，故B错误；C．光滑曲面上自由运动的物体，曲面对物体的支持力不做功，只有重力对物体做功，其机械能守恒，故C正确；D．在粗糙水平面上运动的物体做减速运动，重力势能不变，而动能减少，两者总和即机械能必定减小，故D错误。5、C【解析】

AD．小球落下前和飞机具有相同的速度，落下来时不计空气阻力，由于惯性保持原来的水平速度不变，相同时间内，在水平方向上和飞机前进的距离相等，所以小球始终在飞机的正下方，AD错误；BC．小球在竖直方向上做自由落体运动，相等时间内，竖直下落高度逐渐增大，C正确B错误．6、C【解析】

汽车刹车减速至0，用时：汽车刹车减速至0的过程的逆过程视为初速度为0的匀加速直线运动，则汽车刹车后前内的位移：解得：刹车后前内的位移：解得：则第内的位移：汽车刹车后内的位移与内的位移相同：解得：C正确，ABD错误。故选C。7、CD【解析】

A．根据万有引力提供向心力得：；A.线速度，它们距地面的高度分别是R和2R（R为地球半径）．所以轨道半径是2：3，则a、b的线速度大小之比是，故A错误；B．周期，则a、b的周期之比是，故B错误；C．角速度，则a、b的角速度大小之比是，即，故C正确；D．向心加速度，则a、b的向心加速度大小之比是9:4，故D正确；【点睛】根据万有引力提供向心力表示出线速度、角速度、周期、向心加速度，据此判断所给各量的大小关系．8、BD【解析】

A、设探测器的质量，火星表面的重力加速度：，故A错误；

B、根据得，火星与地球的质量之比：，故B正确；

C、第一宇宙速度：，火星与地球的第一宇宙速度之比：，故C错误；

D、根据周期公式，再根据，“畅想号”火星探测器绕火星表面匀速圆周运动的周期，故D正确．点睛：本题考查了万有引力定律在天文学上的应用，解题的基本规律是万有引力提供向心力，在任一星球表面重力等于万有引力，记住第一宇宙速度公式．9、BD【解析】两球的抛出高度相同，所以下落时间相同，故AB错误；两小球的水平位移分别为OP和OQ，故水平位移之比为1：5；由x=vt可知两小球的初速度之比为1：5，故D正确，C错误．所以BD正确，AC错误．10、ABC【解析】

由电场线的分布可知，沿直线由A到B，电场线先变疏后变密，则电场强度先减小后增大。故A正确。电场线方向由B到A，根据顺着电场线方向电势降低可知，沿直线由A到B，各点的电势一直升高。故B正确。沿中垂线由M到O，电场线越来越密，电场强度一直增大，故C正确。MN是一条等势线。将一正电荷从M点移到O点，电场力不做功，故D错误。11、BD【解析】

对于圆心O处的点电荷，a、b两点的电势相等，对于匀强电场a、b电势不相等，所以叠加后的电势不相等，A错误；对于圆心O处的点电荷，c、d两点的电势相等，对于匀强电场c、d电势相等，所以叠加后的电势相等，故B正确；对于圆心O处点电荷形成的电场，a、b两点的电场强度等大反向，对于匀强电场a、b两点电场强度等大同向，故叠加后电场强度不相等，C错误；对于圆心O处点电荷形成的电场，c、d两点的电场强度等大反向，对于匀强电场c、d两点电场强度等大同向，方向水平，故叠加后电场强度大小相等，方向不同，D正确；12、ACD【解析】

A．将小物体和轨道ABCD整体研究，根据能量守恒可知，开始时小物体的机械能全部转化由克服摩擦力做功而产生的内能，故最终m一定静止在M的BC某一位置上，故选项A正确；BD．由题意分析可知，小物体第一次沿轨道返回到A点时小物体与轨道在水平方向的分速度相同，设为，假设此时小物体在竖直方向的分速度为，则对小物体和轨道组成的系统，由水平方向动量守恒得：由能量守恒得：解得；故小物体第一次沿轨道返回到A点时的速度大小返回A点时由于，即小物体第一次沿轨道返回到A点时将做竖直上抛运动，故选项B错误，D正确；C．由题意分析可知，当小物体沿运动到圆弧最低点B时轨道的速率最大，设为，假设此时小物体的速度大小为v，则小物体和轨道组成的系统水平方向动量守恒，以初速度的方向为正方向；由动量守恒定律可得：由机械能守恒得：解得：故选项C正确．故选ACD.点睛：本题考查动量守恒定律及能量关系的应用，要注意明确系统在水平方向动量是守恒的，整体过程中要注意能量的转化与守恒．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、ABD【解析】实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，使得重物所受的重力远大于所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力，这样能减少摩擦阻力的影响，因为我们是比较mgh、12mv214、甲，采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒AB-mghBm2【解析】

（1）[1]该小组选择的方案是甲图；由甲、乙两图可知，乙图存在的摩擦远远大于甲图中摩擦，由此可知甲图验证机械能守恒更合适。[1]采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒（1）[3]该实验中要使用打点计时器，使用要交流电源（A）；要测量各点之间的距离，使用需要刻度尺（B）；验证机械能守恒时，等号两侧的质量可以约掉，所以不需要天平（C）；故选AB.（3）[4]重物的质量为m从打O点到打B点的过程中，重物的重力做功为：W＝mghB；所以重力势能变化量为：△Ep＝﹣mghB[5]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，因此有：v则动能的变化量：△E（4）[6]由机械能守恒mgh=12mv1得v1＝1gh，由此可知：图象的斜率k＝1g，由此可以求出当地的重力加速度，由图可知，当h＝10cm时，v1＝3.90，所以k=v1/h=3.90/0.1=19.5，所以g≈9.75m/s1三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)mg0(2)(3)【解析】试题分析：（1）质量为的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力．即F=mg02分（2）设地球的质量为M，半径为R，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为m．物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径．根据万有引力定律和牛顿第二定律有－mg＝mR2分在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力即＝mg01分解得R=1分（3）因为，所以M＝2