上海理工大附中2021-2022学年物理高一下期末教学质量检测试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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)如图所示，质量相同的两颗人造卫星A、B绕地球作匀速圆周运动，卫星A离地球较近，卫星B离地球较远，关于两颗卫星的运动，下列说法正确的是（）A．卫星A的周期长B．卫星B的角速度大C．卫星A的线速度小D．卫星B的机械能大2、(本题9分)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国于1011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h1的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T1．火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G．仅利用以上数据，可以计算出（）A．火星的半径和“萤火一号”的质量B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的密度和火星表面的重力加速度D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力3、(本题9分)在一个电场中a、b、c、d四个点分别引入试探电荷时，电荷所受到的电场力F跟引入电荷的电荷量之间的函数关系如图所示，下列说法中正确的是()A．这个电场是匀强电场B．a、b、c、d四点的电场强度大小关系是Ed>Ea>Eb>EcC．同一点的电场强度随试探电荷电荷量的增加而增加D．无法比较以上四点的电场强度值4、质量为m的汽车，其发动机额定功率为P．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（）A．B．C．D．5、(本题9分)如图甲所示，在一次海上救援行动中，直升机沿水平方向匀速飞行，同时悬索系住伤员匀速上拉，以地面为参考系，伤员从A至B的运动轨迹可能是图乙中的A．折线ACB B．线段 C．曲线AmB D．曲线AnB6、(本题9分)如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度是，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则()A．物块机械能守恒B．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C．物块机械能减少D．物块和弹簧组成的系统机械能减少7、质量为m的小球以某一初速度竖直向上抛出上升过程的加速度大小为1.5g(g为重力加速度)，上升的最大高度为h，则在整个上升过程中以下说法正确的是A．小球动能减少了mghB．小球动能减少了1.5mghC．小球克服阻力做功1.5mghD．小球机械能减少了0.5mgh8、(本题9分)如图所示，电场中各等势面为竖直面，它们之间的距离为d=1cm，一个带电小球的质量为m=10g,初速度为v0=1m/s,方向与水平线成A．小球带负电B．小球在vo的正方向上走的最远距离2C．小球所带电荷量为10D．匀强电场场强为E=9、(本题9分)如图所示，下列关于地球人造卫星轨道的说法，正确的是（）A．卫星轨道a、b、c都是可能的B．卫星轨道只可能是b、cC．同步卫星轨道可能是bD．a、b均可能是同步卫星轨道10、(本题9分)如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直),下列说法中正确的是A．弹簧的弹性势能一直增大B．小球的动能先增大后减小C．小球的重力势能先增大后减小D．小球和弹簧系统的机械能先增大后减小11、一个100g的球从的高处落到一个水平板上又弹回到的高度，则整个过程中（）A．重力做了的负功 B．重力做的正功C．球的重力势能一定减少 D．球的重力势能一定增加12、(本题9分)如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电压表示数的变化量为ΔU．在这个过程中，下列判断正确的A．电流表的示数增大B．电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大C．电容器的带电量减小，减小量小于CΔUD．电压表示数变化量ΔU和电流表示数变化量ΔI的比值不变二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________相等（选填“线速度”或“角速度”）；（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板__________和挡板__________处（选填“A”或“B”或“C”）．14、（10分）(本题9分)如图所示为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空．实验步骤如下：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s；③将滑块移至光电门1左侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2；④测出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2；⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．回答下列问题：(1)滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝________________和Ek2＝________________；(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝________(重力加速度为g)；(3)如果满足关系式________________(用Ek1、Ek2和ΔEp表示)，则可认为验证了机械能守恒定律．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)一轰炸机在海面上方h=500m高处沿水平直线飞行，以v1=100m/s的速度追赶一艘位于正前下方以v2=20m/s的速度逃跑的敌舰，如图所示。要准确击中敌舰，飞机应在离敌舰水平距离为s处释放炸弹，释放炸弹时，炸弹与飞机的速度相同，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求：(1)炸弹从被释放到落到水面的时间；(2)炸弹刚落到水面时的速度大小；（结果保留一位小数）(3)要能准确击中敌舰，s应为多大？16、（12分）(本题9分)如图所示，足够大的光滑绝缘水平桌面上有平行于桌面的匀强电场（图中未画出），桌面上有一个质量为m=0.1kg、电荷量q==-1.0×10-4C的带电小球（可视为质点）。在大小为F=0.2N的水平恒力作用下，小球以速度v0=0.6m/s沿图中虚线由M向右匀速运动到N．已知力F与MN间夹角θ=60°．求：(1)匀强电场的大小和方向；(2)当小球到达N点时撤去F，求此后小球运动到最右端时在MN方向上运动的位移大小。17、（12分）(本题9分)将一个质量m=2.0kg的小球从离地面h=15m高的地方水平抛出，抛出时小球的速度v0=10m/s，忽略空气对小球的阻力．求：（1）小球在空中运动的时间；（2）小球落地时的速度大小；（3）小球的重力势能的减少量．（重力加速度g取10m/s2）

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】

A、由万有引力充当向心力：G=mr，卫星运动的周期T=2，两颗卫星A、B的轨道半径rArB，则卫星A的周期较短，故A错误。B、卫星运动的角速度==，rArB，则卫星B的角速度较小，故B错误。C、卫星运动的线速度v=r=，rArB，则卫星A的线速度较大，故C错误。D、质量相同的两颗人造卫星A、B，进入高轨道发射时需要消耗的能量较大，则卫星B的机械能大，故D正确。2、C【解析】根据万有引力提供探测器做圆周运动的向心力，则有：GMmR+h12=m2πT12R+h1【点睛】根据万有引力提供探测器做圆周运动的向心力，列出等式．根据密度公式求出密度．运用万有引力等于重力表示出火星表面的重力加速度．3、B【解析】

AB.图线斜率的绝对值Fq，所以可以使用直线的斜率表示电场强度的大小，d图线斜率的绝对值最大，所以d点的电场强度最大，c图线斜率的绝对值最小，电场强度的最小。所以四点场强的大小关系是Ed>Ea>Eb>EcC.同一点的电场强度是由电场本身决定的与试探电荷的电荷量无关。故C不符合题意。4、D【解析】

当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F＝f+mgsinθ＝kmg+mgsinθ＝mg（k+sinθ），由功率P＝Fv，所以上坡时的速度：，故A、B、C错误，D正确.5、B【解析】

伤员参加了两个分运动，水平方向匀速移动，竖直方向匀速上升，合速度是两个分速度的矢量和，遵循平行四边形定则，由于两个分速度大小和方向都恒定，故合速度是固定不变，即合运动是匀速直线运动，故轨迹是线段AB；故ACD错误，B正确．6、D【解析】

根据机械能守恒条件求解．由A运动到C的过程中，物体的动能变化为零，重力势能减小量等于机械能的减小量．整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功．【详解】A．对于物体来说，从A到C要克服空气阻力做功，从B到C又将一部分机械能转化为弹簧的弹力势能，因此机械能肯定减少．故A错误；B．对于物块和弹簧组成的系统来说，物体减少的机械能为（克服空气阻力所做的功+弹簧弹性势能），而弹簧则增加了弹性势能，因此整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功．故B错误；C．由A运动到C的过程中，物体的动能变化为零，重力势能减小量等于机械能的减小量．所以物块机械能减少mg（H+h），故C错误；D．物块从A点由静止开始下落，加速度是，根据牛顿第二定律得：，所以空气阻力所做的功为，整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减少，故D正确。故选D。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件即可，注意题目中的研究对象的选择。学会运用能量守恒的观点求解问题，知道能量是守恒的和能量的转化形式。7、BD【解析】

AB.小球的合外力大小F合=ma=1.5mg，方向竖直向下，根据动能定理得：小球动能减少量△Ek=F合h=1.5mgh，故A错误，B正确.CD.小球重力势能增加了mgh，动能减少了1.5mgh，所以机械能减少了0.5mgh，根据功能关系知：小球克服阻力做功等于小球机械能减少，因此小球克服阻力做功0.5mgh；故C错误，D正确.8、BC【解析】

根据电场线与等势面垂直，且指向电势低的等势面，可知电场线水平向左，画出匀强电场的电场线，如图所示．由U=Ed得：E=U由题意可知，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上，所以小球带正电．故A错误；由受力图可知，Eq=mg，q=mgE由动能定理，得-F合•9、BC【解析】

AB．卫星围绕地球做匀速圆周运动的圆心是地球的地心，所以凡是人造地球卫星的轨道平面必定经过地球中心，所以b、c均可能是卫星轨道，a不可能是卫星轨道，故A错误，B正确．CD．同步卫星的轨道平面在赤道的上空，则同步卫星轨道可能是b，故C正确，D错误．【点睛】本题的关键是要知道人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，由万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心.10、AB【解析】

A、小球在向下运动过程中，弹簧的压缩量越来越大，弹簧的弹性势能一直增大，故A正确；B、小球在向下运动过程中，受到重力与弹簧弹力作用，开始的一段时间内，重力大于弹力，合外力做正功，小球动能增大，后来弹簧的弹力大于小球重力，合力对小球做负功，小球的动能减小，因此小球动能先增大后减小，故B正确；C、在向下运动过程中，小球的质量不变而高度逐渐减小，小球的重力势能一直减小，故C错误；D、小球在向下运动过程中，受到重力与弹簧弹力的作用，除重力之外，弹簧弹力对小球做负功，小球和弹簧系统的机械能不变。故D错误。11、BC【解析】

AB．物体高度下降了则重力做正功为故A错误，B正确；CD．重力做功多少等于重力势能的减小量，故小球的重力势能一定减少0.45J，故C正确，D错误。故选BC。12、BCD【解析】

AC．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，电流表示数减小，由欧姆定律分析得知，电阻R1两端的电压减小，电阻R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R1两端的电压减小量小于△U，则电容器的带电量减小，减小量小于C△U．故A错误，C正确。B．由图，，R增大，则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大，故B正确。D．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-I（R1+r），由数学知识得知，，保持不变，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）线速度（2）AC【解析】

(1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度相等；(2)探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处；14、