上海市嘉定區(qū)第二中學(xué)2024屆物理高一第二學(xué)期期末統(tǒng)考模擬試題含解析

上海市嘉定區(qū)第二中學(xué)2024屆物理高一第二學(xué)期期末統(tǒng)考模擬試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、(本題9分)如圖所示，在高1.5m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為2kg的小球被一細線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧．當燒斷細線時，小球被彈出，小球落地時的速度方向與水平方向成60°角，則彈簧被壓縮時的彈性勢能為（g=10m/s2）（）A．10J B．15J C．20J D．25J2、(本題9分)在光滑的水平面上，用繩子系一小球做半徑為R的勻速圓周運動，若繩子拉力為F，在小球經(jīng)過圓周的時間內(nèi)，F(xiàn)所做的功為()A．0 B．RF C．RF D．RF3、(本題9分)在離地高h處，沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球，它們的初速度大小均為v，不計空氣阻力，兩球落地的時間差為（）A．B．C．D．4、靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度時撤去恒力，若以地面作為重力勢能的零參考平面，不計空氣阻力。則在整個過程中，物體的機械能隨時間變化關(guān)系是（）A． B．C． D．5、(本題9分)如圖所示，一光滑地面上有一質(zhì)量為m′的木板ab，一質(zhì)量為m的人站在木板的a端，關(guān)于人由靜止開始運動到木板的b端(M、N表示地面上原a、b對應(yīng)的點)，下列圖示正確的是A．B．C．D．6、(本題9分)質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動機額定功率為P．當它勻速開上一個傾角為θ的斜坡時，受到的阻力為車重力的k倍，則車的最大速度為()A． B． C． D．7、(本題9分)1019年4月10日11點，天文學(xué)家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片?？茖W(xué)家曾在一個河外星系中，發(fā)現(xiàn)了一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，將黑洞視為質(zhì)點，且兩黑洞與圓心始終在一條直線上。若其中一黑洞的質(zhì)量為M1，軌道半徑為r1，角速度為ω1，加速度為a1，周期為T1，另一黑洞的質(zhì)量為M1，軌道半徑為r1，角速度為ω1，加速度為a1，周期為T1．根據(jù)所學(xué)知識，下列選項正確的是（）A．雙黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．雙黑洞的軌道半徑之比r1：r1＝M1：M1C．雙黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．兩黑洞的周期之比為T1：T1＝l：18、(本題9分)關(guān)于向心力的說法中正確的是（）A．向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，向心力是一個恒力B．向心力總是沿著半徑指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力，也可以是其中某個力的分力D．向心力只改變物體線速度的方向，不能改變物體線速度的大小9、質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于阻力作用，下落的加速度為，在物體下落h的過程中，下列說法中正確的應(yīng)是（）A．物體的動能增加了B．物體的機械能減少了C．物體克服阻力所做的功為D．物體的重力勢能減少了mgh10、(本題9分)美國國家航空航天局宣布首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler186f。若宇航員乘坐宇宙飛船到達該行星表面進行科學(xué)考察，在行星表面h高度（遠小于行星半徑）處以初速度v水平拋出一個小球，測得水平位移為x。已知該行星半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G．則下列說法正確的是（）A．該行星表面的重力加速度為2B．該行星的質(zhì)量為2C．如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為3D．該行星的第一宇宙速度為v11、(本題9分)如圖所示，從地面上A點發(fā)射一枚遠程彈道導(dǎo)彈，在引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標B，C為軌道的遠地點，距地面高度為h。已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m，引力常量為G，設(shè)距地面高度為h的圓軌道上衛(wèi)星運動周期為T0，不計空氣阻力。下列結(jié)論正確的是()A．地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個焦點B．導(dǎo)彈在C點的速度大于C．導(dǎo)彈在C點的加速度等于D．導(dǎo)彈從A點運動到B點的時間一定小于T012、(本題9分)如圖，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，b極板與靜電計金屬球連接，a極板與靜電計金屬外殼都接地。開始時靜電計指針張角為零，在b板帶電后，靜電計指針張開了一定角度。以下操作能使靜電計指針張角變大的是（）A．將b板也接地B．b板不動、將a板向右平移C．將a板向上移動一小段距離D．取出a、b兩極板間的電介質(zhì)二．填空題(每小題6分，共18分)13、豎直放置的光滑圓軌道半徑為R，一質(zhì)量為m的小球在最低點以一定的初速度沖上軌道，若確保小球不脫離軌道，則小球的初速度的取值范圍是_________________14、(本題9分)18世紀，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂，哲學(xué)家伏爾泰曾經(jīng)設(shè)想“穿透”地球；假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，(已知此人的質(zhì)量m＝50kg；地球表面處重力加速度g取10m/s2；地球半徑R＝6.4×106m；假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體．均勻球殼對殼內(nèi)任一點的質(zhì)點合引力為零)則以下說法正確的是A．人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于重力發(fā)生變化，故機械能不守恒B．人在下落過程中，受到的萬有引力與到地心的距離成正比C．人從北極開始下落，到剛好經(jīng)過地心的過程，萬有引力對人做功W＝3.2×109JD．當人下落經(jīng)過距地心R瞬間，人的瞬時速度大小為×103m/s15、如圖所示，A、B、C三點都在勻強電場中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，C=20cm。把一個電荷量q=10-5C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C克服電場力做功1.73×10-3J，則該勻強電場場強的大小E=________，并在圖中畫出電場方向_______。（注意畫在答題紙的相應(yīng)位置）三．計算題(22分)16、（12分）光滑的四分之一圓弧AB，半徑為R，末端與水平傳送帶平滑接觸，傳送帶BC長L=5m，始終以的速度順時針運動．一個質(zhì)量m=1kg的物塊從圓弧頂端A由靜止開始滑下，物塊通過B點后進入水平傳送帶，物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)分別為μ=0.2，傳送帶上表面在距地面的高度為H=5m,忽略空氣阻力，g?。?）若半徑R=0.25m，求物塊滑到B點時對軌道的壓力多大？離開傳送帶后的水平位移是多少？（2）求半徑R滿足什么條件時，物塊從圓弧頂端A由靜止釋放后均落到地面上的同一點D．17、（10分）(本題9分)如圖，質(zhì)量分別為、的兩個小球A、B靜止在地面上方，B球距地面的高度h=0.8m，A球在B球的正上方．先將B球釋放，經(jīng)過一段時間后再將A球釋放．當A球下落t=0.3s時，剛好與B球在地面上方的P點處相碰，碰撞時間極短，碰后瞬間A球的速度恰為零．已知，重力加速度大小為，忽略空氣阻力及碰撞中的動能損失．（i）B球第一次到達地面時的速度；（ii）P點距離地面的高度．

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、A【解題分析】

由得，，則落地時豎直方向上的分速度；，解得；彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為物體所獲得動能，則．故A正確．2、A【解題分析】

繩子拉著小球在水平面上做勻速圓周運動，繩子的拉力提供向心力，所以繩子拉力的方向始終與速度方向垂直，不做功，所以在小球經(jīng)過四分之一，圓周的過程中，F(xiàn)所做的功為零，故A正確，BCD錯誤．3、A【解題分析】

試題分析：當上拋的物體回到拋出點時，做初速度為v的下拋運動，之后的運動和下拋物體的運動相同，即運動時間相同，所以兩者落地的時間差正好是上拋物體上升和回到拋出點的時間，上拋物體回到拋出點的運動過程中，加速度為g，初速度為v，末速度為-v，所以有，A正確【題目點撥】關(guān)鍵是知道兩者落地的時間差正好是上拋物體上升和回到拋出點的時間4、C【解題分析】

AC.設(shè)在恒力作用下的加速度為a，則機械能增量，知機械能隨時間不是線性增加，撤去拉力后，機械能守恒，則機械能隨時間不變，A錯誤C正確。BD.撤去拉力后，機械能守恒，則機械能隨時間不變，BD錯誤。5、D【解題分析】

根據(jù)動量守恒定律，M、m系統(tǒng)動量守恒，對于題中的“人板模型”，各自對地的位移為sM、sm，且有MsM=msm，sM+sm=L板（有時也稱為平均動量守恒），解得：sm=，sM=；以M點為參考，人向右運動，木板向左運動，且人向右運動的位移加上木板向左運動的位移之和為板的長度，所以D正確，ABC錯誤。故選D。【題目點撥】動量守恒定律是力學(xué)中的一條重要規(guī)律，又可應(yīng)用于整個高中物理，所以它是高考重點考查的內(nèi)容，更是復(fù)習(xí)備考的一個難點．在應(yīng)用定律時應(yīng)該注意其條件性、矢量性、相對性和普遍性.6、D【解題分析】

車在斜坡上速度最大時，受力平衡；對車受力分析，可得車的牽引力．則車在斜坡上的最大速度．故D項正確，ABC錯誤．【題目點撥】車速度最大時，加速度為零，據(jù)受力分析，求出對應(yīng)的牽引力；再據(jù)可求出車的最大速度．7、BCD【解題分析】

AD.一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量不等的雙黑洞系統(tǒng)，在相互之間的萬有引力的作用下，繞其連線上的O點做勻速圓周運動，繞它們連線上某點做勻速圓周運動，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A項不合題意，D項符合題意；B.根據(jù)萬有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B項符合題意.C.根據(jù)a＝ω1r，因為a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C項符合題意.8、BCD【解題分析】

A.向心力的方向始終沿半徑指向圓心，是變力，故選項A錯誤；BC.向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，可以是某個力或幾個力的合力，也可以是某個力的分力，故選項B、C正確；D.向心力方向跟速度方向垂直，只改變線速度的方向，不可能改變線速度的大小，故選項D正確．9、ACD【解題分析】

A.物體所受的合力為由動能定理可得動能的改變量，合力做功為所以動能增加，故A正確；BD.物體下降h,知重力勢能減小mgh,動能增加,則機械能減小，故B錯誤，D正確；C.因為除重力以外其它力做功等于機械能的變化量，機械能減小，可知物體克服阻力做功為，故C正確；10、ABD【解題分析】

根據(jù)“水平拋出一個小球”可知，考查了平拋運動。根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解行星表面的重力加速度；行星表面物體重力等于萬有引力求解行星質(zhì)量；對同步衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力求解行星高度；近地衛(wèi)星運行速度即為第一宇宙速度。【題目詳解】A、根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知：h=12gt2，x=vtB、根據(jù)mg=GMmR2，得行星的質(zhì)量為：M=C、根據(jù)GMm(R+h)2=m4π2D、根據(jù)mg=mv2R得行星的第一宇宙速度為：v=【題目點撥】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力定律的兩個重要的理論：1、萬有引力等于重力，2、萬有引力提供向心力，并能靈活運用。11、ACD【解題分析】

A.根據(jù)開普勒定律分析知道，地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個焦點。故A正確。B.設(shè)距地面高度為h的圓軌道上衛(wèi)星的速度為v，則由牛頓第二定律得：，得到．導(dǎo)彈在C點只有加速才能進入衛(wèi)星的軌道，所以導(dǎo)彈在C點的速度小于．故B錯誤。C.由牛頓第二定律得：，得導(dǎo)彈在C點的加速度為．故C正確。D.設(shè)導(dǎo)彈運動的周期為T，由于導(dǎo)彈的半長軸小于衛(wèi)星的軌道半徑R+h，根據(jù)開普勒第三定律知道：導(dǎo)彈運動的周期T＜T1，則導(dǎo)彈從A點運動到B點的時間一定小于T1．故D正確。12、CD【解題分析】

靜電計測定電容器極板間的電勢差，電勢差越大，指針的偏角越大；由C=εS【題目詳解】將b板也接地，電容器帶電量不變，兩板間的電勢差不變，則靜電計指針張角不變，選項A錯誤；b板不動、將a板向右平移，根據(jù)C=εS4πkd可知d變小時，C變大，Q不變時，根據(jù)C=Q/U，可知U減小，即靜電計指針張角變小，選項B錯誤；將a板向上移動一小段距離，根據(jù)C=εS4πkd可知S變小時，C變小，Q不變時，根據(jù)C=Q/U，可知U變大，即靜電計指針張角變大，選項C正確；取出a、【題目點撥】本題是電容動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵抓住兩點：一是電容器的電量不變；二是關(guān)于電容的兩個公式C=εS二．填空題(每小題6分，共18分)13、0＜V0≤或V0≥【解題分析】

[1].最高點的臨界情況：解得：根據(jù)動能定理得：-mg?2R=mv2-mv02解得：若不通過四分之一圓周，根據(jù)動能定理有：-mgR=0-mv02解得：所以要使小球不脫離軌道運動，v0的取值范圍可以是或.14、BD【解題分析】

人下落過程只有重力做功，重力做功效果為重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，故機械能守恒，故A錯誤；設(shè)人到地心的距離為r，地球密度為，由萬有引力定律可得：人在下落過程中受到的萬有引力，故萬有引力與到地心的距離成正比，故B正確；由萬有引力可得：人下落到地心的過程重力做功，故C錯誤；由萬有引力可得：人下落到距地心的過程重力做功，設(shè)地球質(zhì)量為M，則有：，又有地球表面物體重力等于萬有引力，則有：，故，則重力做功為，由動能定理可得：，所以，當人下落經(jīng)過距地心瞬間，人的瞬時速度，故D正確；故選BD．【題目點撥】根據(jù)萬有引力定律及球體體積公式求得不同半徑處的萬有引力表達式，進而得到萬有引力做的功，再由動能定理求得人的速度；最后根據(jù)能量守恒，由能量轉(zhuǎn)換求得機械能變化．15、1000V/m【解題分析】

[1]．由題，q=10-5C的正電荷從A移到B，電場力做功為零，則A與B電勢相等，AB連線是一條等勢線。

BC間電勢差為：則該勻強電場的