上海市莘庄中学等四校2022年高一物理第二学期期末调研试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)设河水对船的阻力与船的速度大小成正比，起初船以较低速度v匀速行驶，那么当船以2v匀速行驶时，轮船发动机的功率是原来的（）A．2倍 B．4倍C．倍 D．倍2、如图所示的电场中，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、c两点的电场强度大小分别为Ea和Ec，则A．Wa=Wb，Ea＜Ec B．Wa＞Wb，Ea=EbC．Wa=Wb，Ea＞Ec D．Wa＜Wb，Ea＞Ec3、(本题9分)汽车始终以恒定功率运动，它先在水平路面上匀速行驶，某时刻突然驶入了另外一种路面，该路面的阻力比原路面的阻力小，前后两段路面上受到的阻力大小各自恒定，则下列说法正确的是A．汽车将做一段时间的加速度增大的减速运动B．汽车将做一段时间的加速度减小的加速运动C．汽车将做一段时间的加速度增大的加速运动D．汽车将做一段时间的加速度减小的减速运动4、(本题9分)质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力f保持不变，当汽车以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，以下说法正确的是A．汽车的加速度保持不变B．汽车的速度保持不变C．汽车的最大速度为D．汽车的额定功率为fv5、(本题9分)如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是()A．D、C两点的电场强度方向相同强弱不同B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．这两点电荷一定是不等量异种电荷D．C点与D点的电势不同6、转笔深受广大中学生的喜爱。如图所示，假设笔绕其上的某一点O做匀速转动，下列叙述正确的是（）A．距离笔杆O点距离越远的点，角速度越小B．距离笔杆O点距离越远的点，线速度越小C．距离笔杆O点距离越远的点，角速度越大D．距离笔杆O点距离不同的点，角速度相同7、(本题9分)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连．开始时绳与水平方向的夹角为θ．当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，BO间距离也为L．小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A点运动到O点的过程中，F对小物块做的功为WF，小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf，则以下结果正确的是()A．WF＝FL(cosθ＋1)B．WF＝2FLcosθC．Wf＝μmgLcos2θD．Wf＝FL－mgLsin2θ8、物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC。用水平拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图所示，A、B两直线平行，B、C延长线交于a轴负半轴同一点。则以下关系正确的是A．μA<μB=μC B．μA>μB=μCC．mA=mB<mC D．mA=mB>mC9、(本题9分)下列关于电场强度的说法中，正确的是（）A．由公式知，电场强度与点电荷所受电场力成正比，与点电荷的电荷量成反比B．由公式知，点电荷在电场中所受电场力与电场强度成正比，与电荷量成正比C．由公式可知，电场强度与电荷量成正比，与成反比D．以上说法均不正确10、(本题9分)美国国家航空航天局宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星表面进行科学考察，在行星表面h高度（远小于行星半径）处以初速度v水平抛出一个小球，测得水平位移为x。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G．则下列说法正确的是（）A．该行星表面的重力加速度为2B．该行星的质量为2C．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为3D．该行星的第一宇宙速度为v11、1019年4月10日11点，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。科学家曾在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，将黑洞视为质点，且两黑洞与圆心始终在一条直线上。若其中一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1，另一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1．根据所学知识，下列选项正确的是（）A．双黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．双黑洞的轨道半径之比r1：r1＝M1：M1C．双黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．两黑洞的周期之比为T1：T1＝l：112、(本题9分)已知地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为7.9km/s/11.2km/s和16.7km/s，对于宇宙速度的认识，下列说法正确的是A．飞行器绕地球做匀速圆周运动的线速度不可能大于7.9km/sB．在地球上发射卫星的速度可以小于7.9km/sC．当飞行器的发射速度为13km/s时，飞行器将会脱离地球的引力场D．当飞行器的发射速度为17km/s时，飞行器将会脱离太阳的引力场二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)为了探究“合力做功与速度变化的关系”，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置．他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m．要完成该实验，请回答下列问题：（1）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是________，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是________．（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C……各点到O点的距离为x1，x2，x3……，如图所示．实验中，可认为滑块所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝_______，打B点时小车的速度v＝_______．（3）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图所示的v2－W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________．分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______．14、（10分）(本题9分)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放．小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）．A．小球的质量mB．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度hD．弹簧的压缩量△xE.弹簧原长l0（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=．（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—△x图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的次方成正比．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)“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，奥运会期间在各比赛场馆使用新型节能环保电动车，负责接送比赛选手和运输器材．在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m／s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度V，并描绘出F-图象(图中AB、BD均为直线)．假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求此过程中(1)电动车的额定功率；(2)电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2m/s．16、（12分）如图所示，AB是半径为R的光滑圆弧轨道，B点的切线水平，距水平地面高为h.一个小球从A点由静止开始下滑，不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)小球到达B点时的速度大小；(2)小球落地点到B点的水平距离x.17、（12分）如图所示，质量为2kg的物体在竖直平面内高h=1m的光滑弧形轨道A点，以初速度=4m/s沿轨道下滑，并进入水平轨道BC．BC=1.8m，物体在BC段所受到的阻力为8N。(g=10m/s²)。求：(1)物体刚下滑到B点时的速度大小；(2)物体通过BC时在C点的动能；(3)物体上升到另一光滑弧形轨道CD后，又滑回BC轨道，最后停止在离B点多远的位置。

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、B【解析】

由题意知船以速度v匀速行驶时，船受到的阻力f=kv；故由P=Fv可知，发动机的功率P=kv×v=kv2；故当速度加倍时，发动机的功率增为原来的4倍；故选B。2、C【解析】

图中a、b两点在一个等势面上电势相等，则ac间的电势差等于bc间的电势差，即Uac=Ubc，根据W=qU，有Wa=Wb；a位置的电场线较密集，c位置电场线较疏，故Ea＞Ec；故选C。3、B【解析】汽车做匀速运动时受力平衡，即F=f，当进入另一路面时，阻力f1＜f，即F＞f1，则汽车做加速运动，速度增加，因功率不变，根据P=Fv得，F减小，则a=F-f1m点睛：本题考查分析汽车运动过程的能力，要抓住汽车的功率P=Fv，在功率一定时，牵引力与速度成反比，是相互制约的关系．4、C【解析】

当汽车以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，则汽车的额定功率P=Fv，其中F-f=ma，以后汽车保持额定功率不变，速度继续增大，则牵引力减小，加速度将逐渐减小，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，为vm=，之后将做匀速运动，故C正确，ABD错误；故选C．【点睛】解决本题的关键掌握功率与牵引力的关系，知道汽车开始做匀加速运动，功率逐渐变大，当以额定功率行驶时，当汽车牵引力等于阻力时，车速最大，5、A【解析】根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量异种电荷．故A正确；B错误；根据平行四边形定则，对中垂线上的场强进行合成，知中垂线上每点的电场方向都水平向右，中垂线和电场线垂直，所以中垂线为等势线，所以C点的电势等于D点的电势，故C正确；在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故D正确．6、D【解析】

笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，故AC错误，D正确；距离笔杆O点距离越远的点，线速度越大，故B错误。所以D正确，ABC错误。7、BC【解析】拉力在AO段做功为：W1=FS，s为F作用点的位移即绳子伸长的长度，小物体从A运动到O的过程中，利用数学几何关系在绳子缩短关系得S=2cosθL，所以W1=2FLcosθ故A错误，B正确．根据几何关系得OB斜面倾角为2θ，小物体在BO段运动过程中摩擦力f=μmgcos2θ，小物体在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf=fL=μmgLcos2θ，故C正确，D错误．故选BC．8、AC【解析】

根据牛顿第二定律有：F-μmg=ma，所以有：；由此可知：图象斜率为质量的倒数，在纵轴上的截距大小为μg。故由图象可知：μA＜μB=μC，mA=mB＜mC。A.μA<μB=μC，与结论相符，选项A正确；B.μA>μB=μC，与结论不相符，选项B错误；C.mA=mB<mC，与结论相符，选项C正确；D.mA=mB>mC，与结论不相符，选项D错误；9、BC【解析】

A.场强E是由电场本身决定的,与试探电荷无关,不能说E与F成正比,与q成反比，故A错误B.场强E是由电场本身决定的,与试探电荷无关,由公式知，点电荷在电场中所受电场力与电场强度成正比，与电荷量成正比，故B正确；CD.由公式可知，Q为场源电荷，电场强度与电荷量成正比，与成反比，故C正确；D错误；10、ABD【解析】

根据“水平抛出一个小球”可知，考查了平抛运动。根据平抛运动的规律求解行星表面的重力加速度；行星表面物体重力等于万有引力求解行星质量；对同步卫星，根据万有引力提供向心力求解行星高度；近地卫星运行速度即为第一宇宙速度。【详解】A、根据平抛运动的规律可知：h=12gt2，x=vtB、根据mg=GMmR2，得行星的质量为：M=C、根据GMm(R+h)2=m4π2D、根据mg=mv2R得行星的第一宇宙速度为：v=【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要的理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。11、BCD【解析】

AD.一对相互环绕旋转的超大质量不等的双黑洞系统，在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，绕它们连线上某点做匀速圆周运动，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A项不合题意，D项符合题意；B.根据万有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B项符合题意.C.根据a＝ω1r，因为a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C项符合题意.12、ACD【解析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是做匀速圆周运动的最大的环绕速度．根据线速度得沿圆轨道绕地球运行的人造卫星的运动速度小于等于7.9km/s，故A正确；B．在地球上发射卫星的速度至少等于7.9km/s，不可以小于7.9km/s，故B错误；C．当飞行器的发射速度为13km/s>11.2km/s时，飞行器将会脱离地球的引力场，故C正确；D．在地面上发射卫星的速度17km/s>16.7km/s，卫星将脱离太阳束缚，故D正确；故选ACD.【点睛】第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，半径越大运行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道；当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/s时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、沙和小桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力；；；；质量；【解析】

（1）当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（2）从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝mgx2，打B点时小车的速度.（3）根据图象上的点，可知，可以得出得v2随W变化的表达式为：v2=0.01+4.7W；

功是能量转化的量度，所以功和能的单位是相同的，斜率设为k，则k=，代入单位后，k的单位为kg-1，所以与该斜率有关的物理量为质量；【点睛】本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．14、（1）ABC(2)（3）减小增大2【解析】

（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，故选ABC．（2）由平抛规律可知：竖直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而动能Ek=mv2联立可得Ek=；（3）由题意可知如果h不变，m增加，则相同的△L对应的速度变小，物体下落的时间不变，对应的水平位移s变小，s-△L图线的斜率会减小；只有h增加，则物体下落的时间增加，则相同的△L下要对应更大的水平位移s，故s-△L图线的斜率会增大．弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能，即Ep=，可知Ep与△s的2次方成正比，而△s与△L