2023-2024學(xué)年上海市奉城高級(jí)中學(xué)高一物理第二學(xué)期期末統(tǒng)考試題含解析

2023-2024學(xué)年上海市奉城高級(jí)中學(xué)高一物理第二學(xué)期期末統(tǒng)考試題請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1、一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端，b、d是水平直徑的兩端，質(zhì)量為m的帶電小球套在圓環(huán)上，并可沿環(huán)無摩擦滑動(dòng)．現(xiàn)使小球由a點(diǎn)靜止釋放，沿abc運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，由此可知，小球在b點(diǎn)時(shí)()A．加速度為零 B．動(dòng)能最大C．電勢(shì)能最大 D．機(jī)械能最大2、下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A．圖甲A球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球角速度越大則偏離豎直方向的θ角越小B．圖乙質(zhì)量為m的小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)上管壁的壓力大小為3mg，則此時(shí)小球的速度大小為C．圖丙皮帶輪上b點(diǎn)的加速度大于a點(diǎn)的加速度D．圖丙皮帶輪上c點(diǎn)的線速度等于d點(diǎn)的線速度3、(本題9分)下列說法正確的是（）A．哥白尼發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B．牛頓測(cè)出引力常量C．伽利略提出所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓D．法拉第提出了電場(chǎng)的概念4、(本題9分)下列關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的是（）A．它的周期與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小B．它的周期、高度、速度的大小都是一定的C．我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空D．不同的同步衛(wèi)星所受的向心力相同5、(本題9分)如圖所示，a、b、c三個(gè)相同的小球，a從光滑斜面頂端由靜止開始自由下滑，同時(shí)b、c從同一高度分別開始自由下落和平拋，它們與地面接觸時(shí)重力的瞬時(shí)功率分別Pa、Pb、Pc。下列說法正確的有(

)A．它們同時(shí)到達(dá)同一水平面B．它們的末動(dòng)能相同C．它們與地面剛接觸時(shí)重力的瞬時(shí)功率：Pa<Pb=PcD．它們與地面剛接觸時(shí)重力的瞬時(shí)功率：Pa=Pb=Pc6、(本題9分)蹦極是一項(xiàng)非常刺激的娛樂運(yùn)動(dòng)。如圖所示，游客站在平臺(tái)上，用橡皮繩固定住身體后由靜止下落。選擇起跳點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，豎直向下為正方向。設(shè)游客下落的時(shí)間為t，位移為x，速度為v，加速度為a，重力勢(shì)能為，機(jī)械能為若不計(jì)空氣阻力，游客從開始下落至最低點(diǎn)的過程中，下列圖象正確的有A． B．C． D．7、(本題9分)如圖所示，由長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿構(gòu)成的等邊三角形支架位于豎直平面內(nèi)，其中兩個(gè)端點(diǎn)分別固定質(zhì)量均為m的小球A、B，系統(tǒng)可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，初始位置OA水平．由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力．則（）A．系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B．B球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能最小C．A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過程中，動(dòng)能一直在增大D．?dāng)[動(dòng)過程中，小球B的最大動(dòng)能為mgL8、組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個(gè)最大的自轉(zhuǎn)的速率，如果超出了該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤附近的物體隨星球做圓周運(yùn)動(dòng),由此能得到半徑為R,密度為ρ、質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T，下列表達(dá)式正確的是：（）A． B． C． D．9、(本題9分)如圖，等離子體以平行兩極板向右的速度v=100m/s進(jìn)入兩極板之間，平行極板間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩極板間的距離為10cm，兩極板間等離子體的電阻r=1Ω。小波同學(xué)在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極接電路中B點(diǎn)，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電路中A點(diǎn)后完成“旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)。若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上半部分為S極，R0=2.0Ω，閉合開關(guān)后，當(dāng)液體穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓表（視為理想電壓表）的示數(shù)恒為2.0V，則A．玻璃皿中的電流方向由中心流向邊緣B．由上往下看，液體做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C．通過R0的電流為1.5AD．閉合開關(guān)后，R0的熱功率為2W10、(本題9分)下列物體中，機(jī)械能守恒的是()A．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體B．被勻速吊起的集裝箱C．光滑曲面上自由運(yùn)動(dòng)的物體D．物體以45二、實(shí)驗(yàn)題11、（4分）(本題9分)某個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。（1）小組內(nèi)某同學(xué)按照正確的操作得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量△Ep=___________，動(dòng)能變化量△Ek=___________。（2）小組內(nèi)同學(xué)發(fā)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總有△Ep略大于△Ek，請(qǐng)你指出一個(gè)可能的原因___________。12、（10分）(本題9分)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用___________電源的_______________儀器當(dāng)使用的交流電頻率為50Hz時(shí)，它每隔___________s打一次點(diǎn)。三、計(jì)算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（9分）(本題9分)如圖所示，豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R，圓心為O．下端與絕緣水平軌道在B點(diǎn)平滑連接，一質(zhì)量為m帶正電的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），置于水平軌道上的A點(diǎn)。已如A、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。(1)若物塊能到達(dá)的最高點(diǎn)是半圓形軌道上與圓心O等高的C點(diǎn)，則物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動(dòng)的初速度應(yīng)為多大?(2)若在整個(gè)空同加上水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=(q為物塊的帶電量)，現(xiàn)將物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，且運(yùn)動(dòng)過程中始終不脫離軌道，求物塊第2次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小。(3)在(2)的情景下，求物塊第2n(n=1，2、3……)次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小。14、（14分）(本題9分)如圖所示，某同學(xué)將一質(zhì)量m=1kg的小球以v0=3m/s的速度沿桌面水平拋出，已知桌面離地的高度h=0.8m，g取10m/s1．求：（1）小球落地時(shí)距拋出點(diǎn)的水平距離（1）小球下落過程中重力的平均功率．15、（13分）(本題9分)光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)連接，導(dǎo)軌半徑R＝0.5m，一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球在A處壓縮一輕質(zhì)彈簧，彈簧與小球不拴接．用手擋住小球不動(dòng)，此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能Ep＝49J，如圖所示．放手后小球向右運(yùn)動(dòng)脫離彈簧，沿圓形軌道向上運(yùn)動(dòng)恰能通過最高點(diǎn)C，g取10m/s1．求：(1)小球脫離彈簧時(shí)的速度大??；(1)小球從B到C克服阻力做的功；(3)小球離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能大?。?/p>

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1、D【解析】

帶電小球是沿abc運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力向左，在運(yùn)動(dòng)過程中小球受到電場(chǎng)力，重力，圓環(huán)的彈力作用，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，速度不為零，繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，所以三力的合力不為零，根據(jù)牛頓第二定律可得，小球在b點(diǎn)的加速度一定不為零，A錯(cuò)誤，小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)速度為零，由全過程動(dòng)能定理有，因此電場(chǎng)力大小和重力大小相等，因此等效重力場(chǎng)的方向?yàn)樾毕蜃笙?5度角的方向，小球最大速度點(diǎn)在bc之間，因此最大動(dòng)能在bc之間取得，B錯(cuò)誤；小球沿abcd運(yùn)動(dòng)過程中只有ab段電場(chǎng)力是做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以b點(diǎn)的機(jī)械能最大，到達(dá)d點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功最多，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能最大，所以d的電勢(shì)能最大，C錯(cuò)誤D正確；考點(diǎn)：考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2、B【解析】

考察豎直面、水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，主要是尋找向心力來源，利用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)、規(guī)律解答．同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同；皮帶連接邊緣位置線速度相同．【詳解】A對(duì)圖甲小球受力分析如圖所示，則有：得：由上式可知，ω越大，越小，則θ越大，不符合題意；B圖乙中小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，若對(duì)上管壁壓力為3mg，則管壁對(duì)小球作用力向下，有：得：符合題意；C圖丙中，，由：得：又，由：得：可得：不符合題意；D圖丙中，c和d在同一個(gè)軸上，屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以：，由：得：不符合題意．3、D【解析】

A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故A錯(cuò)誤。B．卡文迪許測(cè)出引力常量，故B錯(cuò)誤。C．開普勒提出所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，故C錯(cuò)誤。D．法拉第提出了電場(chǎng)的概念，故D正確。4、B【解析】

所謂地球同步衛(wèi)星，即指衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，與地球同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且在赤道上空的某地，站在地球上觀看（以地球本身為參照物）它在空中的位置是固定不動(dòng)的．【詳解】所有的地球同步衛(wèi)星的必要條件是它們的軌道都必須位于地球的赤道平面內(nèi)，角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期，則軌道高度和速度是確定的，故AC錯(cuò)誤，B正確．由萬有引力等于向心力，由向心力公式知質(zhì)量不同的衛(wèi)星受的向心力是不同的，故D錯(cuò)誤．故選B．【點(diǎn)睛】地球質(zhì)量一定、自轉(zhuǎn)速度一定，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度大小．5、C【解析】

設(shè)斜面高度為h，沿斜面下滑的時(shí)間為t，則有：hsinθ=12gsinθt2，解得：t=1sinθ2hg，根據(jù)h=12gt12，解得：t1=2hg，由此可知它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不相等，故A錯(cuò)誤；三種情況下合力（重力）做的功相同均為mgh，根據(jù)動(dòng)能定理可得物體沿斜面下滑和自由下落時(shí)有：6、AC【解析】

對(duì)人進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得出加速度的方向，當(dāng)加速度的方向與速度同向，做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度的方向與速度反向，做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)加速度方向與速度方向的關(guān)系，判斷其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即可判斷出勢(shì)能和機(jī)械能的變化。【詳解】當(dāng)人從靜止開始下落到高度等于橡皮繩達(dá)到原長(zhǎng)時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，此后橡皮繩開始伸長(zhǎng)，開始時(shí)重力大于彈力，向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力與彈力相等時(shí)，加速度為零，速度最大，然后重力小于彈力，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)人到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，加速度最大，速度為零。故A正確，B錯(cuò)誤；在下落過程中，選擇起跳點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，故重力時(shí)能，故C正確；在下落過程中，橡皮繩的彈力始終做負(fù)功，故人的機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤；故選AC?！军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會(huì)根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度的方向，會(huì)根據(jù)加速度方向和速度方向的關(guān)系，判斷物體的運(yùn)動(dòng)即可判斷出勢(shì)能和機(jī)械能的變化。7、AD【解析】系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，只有重力做功，所以系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，故A正確；A、B兩球組成的系統(tǒng)的重心在AB兩球連線的中點(diǎn)，所以當(dāng)AB桿水平時(shí)，重心最低，此時(shí)重力勢(shì)能最小，故B錯(cuò)誤；由系統(tǒng)能量守恒可知A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過程中，動(dòng)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)A、B水平時(shí)B的動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)能定理可得：，解得：，故D正確．所以AD正確，BC錯(cuò)誤．8、BC【解析】

AB.當(dāng)周期小到一定值時(shí)，壓力為零，此時(shí)萬有引力充當(dāng)向心力，即解得：①故B正確，A錯(cuò)誤；CD.星球的質(zhì)量代入①式可得：故C正確，D錯(cuò)誤．9、BD【解析】

AB．由左手定則可知，正離子向上偏，所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，所以由于中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心，器皿所在處的磁場(chǎng)豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場(chǎng)力沿逆時(shí)針方向，因此液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)，兩極板間的電壓不變，則有得由閉合電路歐姆定律有解得R0的熱功率故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10、AC【解析】

物體機(jī)械能守恒的條件是只有重力或者是彈簧的彈力做功，根據(jù)機(jī)械能守恒的條件逐個(gè)分析物體的受力的情況，即可判斷物體是否是機(jī)械能守恒?！驹斀狻緼項(xiàng)：平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受到重力的作用，所以機(jī)械能守恒，故A正確；B項(xiàng)：被勻速吊起的集裝箱，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大；故機(jī)械能增大，故機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：物體沿光滑曲面上自由下滑，曲面的支持力不做功，只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒，故C正確；D項(xiàng)：物體以a=4故應(yīng)選AC。【點(diǎn)睛】本題是對(duì)機(jī)械能守恒條件的直接考查，分析物體的受力情況，判斷做功情況是關(guān)鍵。二、實(shí)驗(yàn)題11、紙帶和重物受到摩擦阻力和空氣阻力的作用（言之成理即可）【解析】

第一空.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量△Ep=mghB；第二空.打B點(diǎn)時(shí)，重物的速度為，由于初速度為零，所此過程中動(dòng)能的增加量為；

第三空.由于紙帶在下落過程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦力阻力做功，故重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量。12、交流；計(jì)時(shí)；0.02；【解析】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，使用的是4-6V的低壓交流電，當(dāng)交流電頻率為50Hz時(shí)打點(diǎn)周期為T=1三、計(jì)算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、(1)(2)(3)，其中n＝1、2、3…….【解析】

(1)設(shè)物塊在A點(diǎn)的速度為v1，由動(dòng)能定理有－μmgL－mgR＝0－m解得v1＝(2)對(duì)物塊由釋放至第一次到B點(diǎn)過程中，其經(jīng)過B點(diǎn)速度為所求知：()L＝m可得：(3)設(shè)第2、4、6、…、2n次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度分