2022年上海市黃浦區(qū)市級名校物理高一下期末檢測模擬試題含解析

2021-2022學年高一物理下期末模擬試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、(本題9分)下列物理量正負號的表述正確的是A．重力勢能正、負號表示大小B．電量正、負號表示方向C．功正、負號表示方向D．速度正、負號表示大小2、(本題9分)兩根長度不同的細線下面分別懸掛兩個小球，細線上端固定在同一點，若兩個小球以相同的角速度繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則兩個擺球在運動過程中，相對位置關系示意圖正確的是圖中的()A． B．C． D．3、如圖所示，A球的質(zhì)量m1=4m，B球的質(zhì)量m2=m。球A以速度v0靠近靜止在光滑的水平面上球B，并與B發(fā)生碰撞，碰撞前后兩個小球的速度始終在同一條直線上。A、B兩球的半徑相等，且碰撞過程沒有機械能損失。當m1、v0一定時，隨著m2的增大，則（）A．碰撞過程中B獲得的動能增大B．碰撞過程中B獲得的動量增大C．碰撞過程中A獲得的最終速度減小D．碰撞過程中A獲得的最終速度增大4、下列運動的物體中，機械能守恒的是（）A．加速上升的運載火箭B．被勻速吊起的集裝箱C．光滑曲面上自由運動的物體D．在粗糙水平面上運動的物體5、(本題9分)在水平勻速飛行的飛機上，每隔相等時間依次釋放甲、乙、丙三個物體，若不計空氣阻力，當剛釋放丙物體時，三個物體位置為A． B．C． D．6、(本題9分)汽車以20m/s的速度勻速運動，發(fā)現(xiàn)前方有障礙物立即以大小為5m/s2的加速度剎車，則汽車剎車后第2s內(nèi)的位移和剎車后5s內(nèi)的位移為（

）A．30m,40m B．30m,37.5m C．12.5m,40

m D．12.5m,37.5m7、(本題9分)a、b是兩顆繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，它們距地面的高度分別是R和2R(R為地球半徑)．下列說法中正確的是()A．a(chǎn)、b的線速度大小之比是∶1 B．a(chǎn)、b的周期之比是1∶2C．a(chǎn)、b的角速度大小之比是3∶4 D．a(chǎn)、b的向心加速度大小之比是9∶48、(本題9分)“嫦娥三號”攜帶“玉兔號”月球車首次實現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察，并開展月表形貌與地質(zhì)構造調(diào)查等科學探測．“玉兔號”在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2；地球與月球均視為球體，其半徑分別為R1、R2；地球表面重力加速度為g.則()A．月球表面的重力加速度為B．月球與地球的質(zhì)量之比為C．月球與地球的第一宇宙速度之比為D．“嫦娥三號”環(huán)繞月球表面做勻速圓周運動的周期為2π9、(本題9分)如圖所示，在M點分別以不同的速度將兩小球水平拋出，兩小球分別落在水平地面上的P點、Q點．已知O點是M點在地面上的豎直投影，OP:PQ=1:4，不考慮空氣阻力的影響．下列說法中正確的是（）A．兩小球的下落時間之比為1:4B．兩小球的下落時間之比為1:1C．兩小球的初速度大小之比為1:4D．兩小球的初速度大小之比為1:510、如圖所示，將兩個等量異種點電荷分別固定于A、B兩處，AB為兩點電荷的連線，MN為AB連線的中垂線，交AB于O點，M、N距兩個點電荷較遠，以下說法正確的是（）A．沿直線由A到B,各點的電場強度先減小后增大B．沿直線由A到B,各點的電勢升高C．沿中垂線由M到O，電場強度增大D．將一正電荷從M點移到O點，電場力做正功11、(本題9分)如圖所示，a、b、c、d是豎直平面內(nèi)圓上的四個點，連線ab、cd均過圓心O且相互垂直，在圓心處固定一點電荷?，F(xiàn)施加一方向與ab平行的勻強電場（圖中未畫出），則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點的電勢相同B．c、d兩點的電勢相同C．a(chǎn)、b兩點的電場強度等大D．c、d兩點的電場強度等大12、(本題9分)如圖所示，豎直平面內(nèi)軌道ABCD的質(zhì)量M=0.4kg，放在光滑水平面上，其中AB段是半徑R=0.4m的光滑1/4圓弧，在B點與水平軌道BD相切，水平軌道的BC段粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.4，長L=3.5m，C點右側(cè)軌道光滑，軌道的右端連一輕彈簧．現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg的小物體(可視為質(zhì)點)在距A點高為H=3.6m處由靜止自由落下，恰沿A點滑入圓弧軌道(g=10m/s2)．下列說法正確的是A．最終m一定靜止在M的BC某一位置上B．小物體第一次沿軌道返回到A點時將做斜拋運動C．M在水平面上運動的最大速率2.0m/sD．小物體第一次沿軌道返回到A點時的速度大小4m/s二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)下列關于驗證機械能守恒定律的說法中正確的是（

）A．選用重物時，密度大的比密度小的好B．選用重物時，體積小的比大的好C．選用重物后，要稱出它的質(zhì)量D．重物所受的重力，應遠大于它所受的空氣阻力和紙帶受到打點計時器的阻力14、（10分）某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗中：提出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運動進行實驗，乙方案為用小車在斜面上下滑進行實驗。（1）組內(nèi)同學對兩種方案進行了深入的討論分析，最終確定了一個大家認為誤差相對較小的方案，你認為該小組選擇的方案是_____，理由是_____。（1）若該小組采用甲方案進行實驗，除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是_____。A．交流電源B．刻度尺C．天平（含砝碼）（3）若該小組采用甲方案的裝置打出了一條紙帶如圖丙所示，在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC．已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T．設重物的質(zhì)量為m從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量△Ep＝_____，動能變化量△Ek＝_____。（4）該小組內(nèi)同學根據(jù)紙帶算出了相應點的速度，作出v1﹣h圖線如圖丁所示，謂根據(jù)圖線計算出當?shù)氐闹亓铀俣萭＝_____m/s1．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）由于地球自轉(zhuǎn)的影響，地球表面的重力加速度會隨緯度的變化而有所不同．已知地球表面兩極處的重力加速度大小為，在赤道處的重力加速度大小為，地球自轉(zhuǎn)的周期為，引力常量為．假設地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體．求：（1）質(zhì)量為的物體在地球北極所受地球?qū)λ娜f有引力的大小．（2）地球的半徑．（3）地球的密度．16、（12分）(本題9分)如圖所示，質(zhì)量m的小環(huán)串在固定的粗糙豎直長桿上，從離地h高處以一定初速度向上運動，運動過程中與長桿之間存在大小mg的滑動摩擦力。小環(huán)能達到的最大高度為3h，求：（1）小環(huán)從h高處出發(fā)至第二次經(jīng)過2h高處過程中，重力做功和摩擦力做功分別為多少？（2）在高中我們定義“由相互作用的物體的相對位置決定的能量”叫勢能，如相互吸引的物體和地球，其相對位置關系決定重力勢能。對比（1）問中兩力做功，說明為什么不存在與摩擦力對應的“摩擦力勢能”的概念。（3）以地面為零勢能面。從出發(fā)至小環(huán)落地前，小環(huán)的機械能E隨路程s的變化關系是什么？（4）上升和下降兩次經(jīng)過2h高處時的速度大小之比為多少？17、（12分）(本題9分)如圖所示，為車輛行駛過程中變道超車的情景。圖中A、B兩車相距L=7m時，B車正以vB=4m/s速度勻速行駛，A車正以vA=8m/s的速度借道超越同向行駛的B車，此時A車司機發(fā)前方不遠處有一輛汽車C正好迎面駛來，A車司機不得不放棄超車，而立即駛回到與B車相同的正常行駛車道。不考慮變道過程中車速的變化和位移的側(cè)向變化，則（1）A車至少以多大的加速度剎車勻減速，才能避免與B車相撞。（2）若A車駛回原車道時，司機估計會與B車相碰的危險，立即以大小為aA=1m/s2的加速度剎車，同時鳴笛發(fā)出信號提醒B車司機加速，B車司機經(jīng)過t0=1s的反應時間后，立即以aB=0.5m/s2的加速度勻加速。（不計A車司機的反應時間）。則：①B車加速后經(jīng)過多長時間A、B兩車速度相等；②A會不會追尾B車（請通過計算分析）。

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、A【解析】電量和功是標量，正、負號不表示方向，選項BC錯；速度是矢量，正、負號表示方向，選項D錯；重力勢能正、負號表示大小，選項A正確；故選A.2、B【解析】

小球做勻速圓周運動，對其受力分析如圖所示，由牛頓第二定律則有mgtanθ＝mω2Lsinθ整理得：Lcosθ＝是定值則兩球處于同一高度，故B項與分析相符。3、B【解析】

設兩球碰撞后m1、m2的速度分別為v1、v2.m1、m2碰撞時動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：m彈性碰撞機械能守恒，由機械能守恒定律得：1解得碰后：v1=A.碰撞過程B獲得的動能EkB=12m2v22=2mB.碰撞過程B獲得的動量PB=m2v2=2m1CD.碰撞過程中A獲得的最終速度v1=m1-m2m1+m2v0，開始m1>m2，若4、C【解析】

A．加速向上運動的運載火箭，動能和重力勢能都增加，兩者之和即機械能必定增加，故A錯誤；B．被勻速吊起的集裝箱動能不變，而重力勢能增加，兩者總和即機械能必定增加，故B錯誤；C．光滑曲面上自由運動的物體，曲面對物體的支持力不做功，只有重力對物體做功，其機械能守恒，故C正確；D．在粗糙水平面上運動的物體做減速運動，重力勢能不變，而動能減少，兩者總和即機械能必定減小，故D錯誤。5、C【解析】

AD．小球落下前和飛機具有相同的速度，落下來時不計空氣阻力，由于慣性保持原來的水平速度不變，相同時間內(nèi)，在水平方向上和飛機前進的距離相等，所以小球始終在飛機的正下方，AD錯誤；BC．小球在豎直方向上做自由落體運動，相等時間內(nèi)，豎直下落高度逐漸增大，C正確B錯誤．6、C【解析】

汽車剎車減速至0，用時：汽車剎車減速至0的過程的逆過程視為初速度為0的勻加速直線運動，則汽車剎車后前內(nèi)的位移：解得：剎車后前內(nèi)的位移：解得：則第內(nèi)的位移：汽車剎車后內(nèi)的位移與內(nèi)的位移相同：解得：C正確，ABD錯誤。故選C。7、CD【解析】

A．根據(jù)萬有引力提供向心力得：；A.線速度，它們距地面的高度分別是R和2R（R為地球半徑）．所以軌道半徑是2：3，則a、b的線速度大小之比是，故A錯誤；B．周期，則a、b的周期之比是，故B錯誤；C．角速度，則a、b的角速度大小之比是，即，故C正確；D．向心加速度，則a、b的向心加速度大小之比是9:4，故D正確；【點睛】根據(jù)萬有引力提供向心力表示出線速度、角速度、周期、向心加速度，據(jù)此判斷所給各量的大小關系．8、BD【解析】

A、設探測器的質(zhì)量，火星表面的重力加速度：，故A錯誤；

B、根據(jù)得，火星與地球的質(zhì)量之比：，故B正確；

C、第一宇宙速度：，火星與地球的第一宇宙速度之比：，故C錯誤；

D、根據(jù)周期公式，再根據(jù)，“暢想號”火星探測器繞火星表面勻速圓周運動的周期，故D正確．點睛：本題考查了萬有引力定律在天文學上的應用，解題的基本規(guī)律是萬有引力提供向心力，在任一星球表面重力等于萬有引力，記住第一宇宙速度公式．9、BD【解析】兩球的拋出高度相同，所以下落時間相同，故AB錯誤；兩小球的水平位移分別為OP和OQ，故水平位移之比為1：5；由x=vt可知兩小球的初速度之比為1：5，故D正確，C錯誤．所以BD正確，AC錯誤．10、ABC【解析】

由電場線的分布可知，沿直線由A到B，電場線先變疏后變密，則電場強度先減小后增大。故A正確。電場線方向由B到A，根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，沿直線由A到B，各點的電勢一直升高。故B正確。沿中垂線由M到O，電場線越來越密，電場強度一直增大，故C正確。MN是一條等勢線。將一正電荷從M點移到O點，電場力不做功，故D錯誤。11、BD【解析】

對于圓心O處的點電荷，a、b兩點的電勢相等，對于勻強電場a、b電勢不相等，所以疊加后的電勢不相等，A錯誤；對于圓心O處的點電荷，c、d兩點的電勢相等，對于勻強電場c、d電勢相等，所以疊加后的電勢相等，故B正確；對于圓心O處點電荷形成的電場，a、b兩點的電場強度等大反向，對于勻強電場a、b兩點電場強度等大同向，故疊加后電場強度不相等，C錯誤；對于圓心O處點電荷形成的電場，c、d兩點的電場強度等大反向，對于勻強電場c、d兩點電場強度等大同向，方向水平，故疊加后電場強度大小相等，方向不同，D正確；12、ACD【解析】

A．將小物體和軌道ABCD整體研究，根據(jù)能量守恒可知，開始時小物體的機械能全部轉(zhuǎn)化由克服摩擦力做功而產(chǎn)生的內(nèi)能，故最終m一定靜止在M的BC某一位置上，故選項A正確；BD．由題意分析可知，小物體第一次沿軌道返回到A點時小物體與軌道在水平方向的分速度相同，設為，假設此時小物體在豎直方向的分速度為，則對小物體和軌道組成的系統(tǒng)，由水平方向動量守恒得：由能量守恒得：解得；故小物體第一次沿軌道返回到A點時的速度大小返回A點時由于，即小物體第一次沿軌道返回到A點時將做豎直上拋運動，故選項B錯誤，D正確；C．由題意分析可知，當小物體沿運動到圓弧最低點B時軌道的速率最大，設為，假設此時小物體的速度大小為v，則小物體和軌道組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，以初速度的方向為正方向；由動量守恒定律可得：由機械能守恒得：解得：故選項C正確．故選ACD.點睛：本題考查動量守恒定律及能量關系的應用，要注意明確系統(tǒng)在水平方向動量是守恒的，整體過程中要注意能量的轉(zhuǎn)化與守恒．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、ABD【解析】實驗供選擇的重物應該相對質(zhì)量較大、體積較小的物體，使得重物所受的重力遠大于所受的空氣阻力和紙帶受到打點計時器的阻力，這樣能減少摩擦阻力的影響，因為我們是比較mgh、12mv214、甲，采用圖乙實驗時，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機械能不守恒，故圖乙不能用于驗證機械能守恒AB-mghBm2【解析】

（1）[1]該小組選擇的方案是甲圖；由甲、乙兩圖可知，乙圖存在的摩擦遠遠大于甲圖中摩擦，由此可知甲圖驗證機械能守恒更合適。[1]采用圖乙實驗時，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機械能不守恒，故圖乙不能用于驗證機械能守恒（1）[3]該實驗中要使用打點計時器，使用要交流電源（A）；要測量各點之間的距離，使用需要刻度尺（B）；驗證機械能守恒時，等號兩側(cè)的質(zhì)量可以約掉，所以不需要天平（C）；故選AB.（3）[4]重物的質(zhì)量為m從打O點到打B點的過程中，重物的重力做功為：W＝mghB；所以重力勢能變化量為：△Ep＝﹣mghB[5]勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，因此有：v則動能的變化量：△E（4）[6]由機械能守恒mgh=12mv1得v1＝1gh，由此可知：圖象的斜率k＝1g，由此可以求出當?shù)氐闹亓铀俣?，由圖可知，當h＝10cm時，v1＝3.90，所以k=v1/h=3.90/0.1=19.5，所以g≈9.75m/s1三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、(1)mg0(2)(3)【解析】試題分析：（1）質(zhì)量為的物體在兩極所受地球的引力等于其所受的重力．即F=mg02分（2）設地球的質(zhì)量為M，半徑為R，在赤道處隨地球做圓周運動物體的質(zhì)量為m．物體在赤道處隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運動的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期，軌道半徑等于地球半徑．根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有－mg＝mR2分在赤道的物體所受地球的引力等于其在兩極所受的重力即＝mg01分解得R=1分（3）因為，所以M＝2