上海市復(fù)旦附中浦東分校2021-2022學(xué)年物理高一下期末監(jiān)測(cè)試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)牛頓在1687年提出萬有引力定律后，首次比較準(zhǔn)確地測(cè)定引力常量的科學(xué)家是:A．開普勒 B．伽利略 C．卡文迪許 D．牛頓2、兩個(gè)完全相同的金屬小球（視為點(diǎn)電荷），帶異種電荷，帶電量絕對(duì)值之比為1:7，相距r。將它們接觸后再放回原來的位置，則它們之間的相互作用力大小變?yōu)樵瓉淼腁．4B．3C．9D．163、(本題9分)下列物體運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是()A．物體以一定初速度沿光滑斜面上滑的過程 B．拉著物體勻速上升的過程C．雨滴勻速下落 D．物體沿斜面勻速下滑的過程4、(本題9分)下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)加速電壓為U的電場(chǎng)后，哪種粒子獲得的動(dòng)能最大A．質(zhì)子B．氘原子核C．氚原子核D．氦原子核5、(本題9分)如圖所示，用一根長桿和兩個(gè)小定滑輪組合成的裝置來提升質(zhì)量為m的重物A，長桿的一端放在地面上，并且通過鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸，其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方的O點(diǎn)處，在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩，通過兩個(gè)滑輪后掛上重物A，C點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為，滑輪上端B點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為.現(xiàn)在桿的另一端用力，使其沿逆時(shí)針方向由豎直位置以角速度勻速轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了角).則在此過程中，下列說法正確的是（）A．重物A的速度先增大后減小，最大速度是B．重物A做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．繩的拉力對(duì)A所做的功為D．繩的拉力對(duì)A所做的功為6、(本題9分)下列物理量中屬于矢量的是（）A．動(dòng)能B．向心加速度C．機(jī)械能D．周期7、如圖所示，長為L的輕繩拴著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，繞著固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度可能為零B．小球通過最高點(diǎn)時(shí)所受輕繩的拉力可能為零C．小球通過最低點(diǎn)時(shí)速度的最小值等于D．小球通過最低點(diǎn)時(shí)輕繩拉力的最小值等于8、(本題9分)如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上．a(chǎn)、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運(yùn)動(dòng)．不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g.則()A．a(chǎn)落地前，輕桿對(duì)b一直做正功B．a(chǎn)落地時(shí)速度大小為C．a(chǎn)下落過程中，其加速度大小始終不大于gD．a(chǎn)落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b對(duì)地面的壓力大小為mg9、(本題9分)質(zhì)量分別為m1和m2的兩物體，以相等的初動(dòng)能沿水平方向運(yùn)動(dòng)．已知m1＞m2，它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，兩物體的初動(dòng)量分別為P1和P2，從運(yùn)動(dòng)到停止的時(shí)間分別為t1和t2，則下列大小關(guān)系正確的是()A．P1＞P2 B．P1＜P2 C．t1＞t2 D．t1＜t210、(本題9分)關(guān)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在相同時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量變化，下列說法正確的是（）A．大小相同B．大小不同C．方向相同D．方向不同11、假想這樣一個(gè)情景：一輛超級(jí)小車沿地球赤道行駛，將地球看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑，小車重量G=mg，用FN表示地面對(duì)它的支持力，小車（）A．速度越大，F(xiàn)N越小B．G和FN是一對(duì)作用力和反作用力C．速度足夠大，駕駛員將處于超重狀態(tài)D．若速度達(dá)到7.9km/s，它將離開地面，繞地球運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造地球衛(wèi)星（忽略空氣阻力）12、(本題9分)如圖所示，把一個(gè)平行板電容器與一個(gè)靜電計(jì)相連接后，給電容器帶上一定電量，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)指示出電容器兩板間的電勢(shì)差.要使靜電計(jì)的指針張角變小，可采用的方法是：（）A．使兩極板靠近 B．減小正對(duì)面積C．插入電介質(zhì) D．增大正對(duì)面積二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置來驗(yàn)證碰撞過程遵循動(dòng)量守恒。在離地面高度為h的光滑水平桌面上，放置兩個(gè)小球a和b。其中，b與輕彈簧緊挨著但不栓接，彈簧左側(cè)固定，自由長度時(shí)離桌面右邊緣足夠遠(yuǎn)，起初彈簧被壓縮一定長度并鎖定。a放置于桌面邊緣，球心在地面上的投影點(diǎn)為O點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將a球移開，彈簧解除鎖定，b沿桌面運(yùn)動(dòng)后水平飛出。再將a放置于桌面邊緣，彈簧重新鎖定。解除鎖定后，b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出。重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次。實(shí)驗(yàn)中，小球落點(diǎn)記為A、B、C。(1)若a球質(zhì)量為ma，半徑為ra；b球質(zhì)量為mb，半徑為rb。b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出，則______。A．ma<mb，ra=rbB．ma<mb，ra<rbC．ma>mb，ra=rbD．ma>mb，ra>rb(2)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒，本實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量有____。A．小球a的質(zhì)量ma和小球b的質(zhì)量mbB．小球飛出的水平距離xOA、xOB、xOCC．桌面離地面的高度hD．小球飛行的時(shí)間(3)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作，下列說法中不正確的是______。A．重復(fù)操作時(shí)，彈簧每次被鎖定的長度應(yīng)相同B．重復(fù)操作時(shí)發(fā)現(xiàn)小球的落點(diǎn)并不完全重合，說明實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)了錯(cuò)誤C．用半徑盡量小的圓把10個(gè)落點(diǎn)圈起來，這個(gè)圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置D．僅調(diào)節(jié)桌面的高度，桌面越高，線段OB的長度越長(4)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式：__________，即說明碰撞過程遵循動(dòng)量守恒。（用題中已測(cè)量的物理量表示）(5)該同學(xué)還想探究彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能，他測(cè)量了桌面離地面的高度h，該地的重力加速度為g，則彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep為_______。（用題中已測(cè)量的物理量表示）14、（10分）(本題9分)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，讓重錘拖著紙帶從靜止開始下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。要驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重錘在這段時(shí)間內(nèi)重力勢(shì)能的減少量與____________（選填“動(dòng)能”或“機(jī)械能”）的增加量是否相等。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的是____________（選填選項(xiàng)前的字母）。A．重錘選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正C．精確測(cè)量出重錘的質(zhì)量三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）如圖所示,兩個(gè)小球A和B質(zhì)量分別是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A靜止在光滑水平面上的M點(diǎn),球B在水平面上從遠(yuǎn)處沿兩球的中心連線向著球A運(yùn)動(dòng),假設(shè)兩球相距L≤18m時(shí)存在著恒定的斥力F,L＞18m時(shí)無相互作用力.當(dāng)兩球相距最近時(shí),它們間的距離為d＝2m,此時(shí)球B的速度是4m/s.求:(1)球B的初速度大小;(2)兩球之間的斥力大小;(3)兩球從開始相互作用到相距最近時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間.16、（12分）(本題9分)如圖所示，質(zhì)量M＝1kg足夠長的木板A，靜止在光滑水平地面上．木板上表面左端放置一質(zhì)量m＝1kg的小鐵塊B（可看成質(zhì)點(diǎn)），B與A上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1．從t＝0時(shí)刻起，用水平向右的恒力F＝5N作用在B上，使A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．求：(1)A、B加速度的大??；(1)0~1s內(nèi)A、B系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能.17、（12分）(本題9分)滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛的一項(xiàng)活動(dòng)．如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員以某一初速度從A點(diǎn)水平離開h=0.8m高的平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）恰好能無碰撞的從B點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道，然后經(jīng)C點(diǎn)沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)D．圓弧軌道的半徑為1m，B、C為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平，圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ=106°，斜面與圓弧相切于C點(diǎn)．已知滑板與斜面問的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=，g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）質(zhì)量為50kg，可視為質(zhì)點(diǎn)．試求：（1）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）離開平臺(tái)時(shí)的初速度v0；（2）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）通過圓弧軌道最底點(diǎn)對(duì)軌道的壓力；（3）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）在斜面上滑行的最大距離．

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(cuò)選和不選得零分）1、C【解析】

牛頓在1687年提出萬有引力定律后，首次比較準(zhǔn)確地測(cè)定引力常數(shù)的科學(xué)家是卡文迪許.A.開普勒.故選項(xiàng)A不符合題意.B.伽利略.故選項(xiàng)B不符合題意.C.卡文迪許.故選項(xiàng)C符合題意.D.牛頓.故選項(xiàng)D不符合題意.2、C【解析】

考查庫侖定律，根據(jù)庫侖定律直接計(jì)算可得?！驹斀狻吭O(shè)兩個(gè)小球帶電量分別為q，-7q，由庫侖定律可得F1兩小球接觸后帶電量都為3q，由庫侖定律可得F2則F2故C符合題意ABD不符合題意?！军c(diǎn)睛】兩個(gè)完全相同的金屬小球相互接觸后帶的電量，若為同種電荷電量之和均分，異種電荷時(shí)先中和再均分。利用庫侖定律計(jì)算時(shí)電量只代入絕對(duì)值。3、A【解析】

A、物體沿光滑斜面上滑，受重力和支持力的作用，但是支持力的方向和物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直，支持力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒．故A正確；B、拉著物體沿光滑斜面勻速上升，拉力要做正功，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C、雨滴勻速下落，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能減小，故C正確；D、物體沿斜面勻速下滑的過程，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，則機(jī)械能減?。蔇錯(cuò)誤．故選A．4、D【解析】設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U，粒子的質(zhì)量和電量分別為m和q，由動(dòng)能定理得：qU=12m5、A【解析】設(shè)C點(diǎn)線速度方向與繩子沿線的夾角為（銳角），由題知C點(diǎn)的線速度為，該線速度在繩子方向上的分速度就為，的變化規(guī)律是從最大（）然后逐漸變小，則逐漸變大，直至繩子和桿垂直，變?yōu)榱?，繩子的速度變?yōu)樽畲?；然后又逐漸增大，逐漸變小，繩子的速度變慢，可知重物做變速運(yùn)動(dòng)，重物先加速，后減速，當(dāng)為零時(shí)，重物的速度最大，達(dá)到，故A正確；B錯(cuò)誤；拉力對(duì)重物m所做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量和動(dòng)能的增加量，物體升高的高度等于左側(cè)繩子的伸長量，由幾何關(guān)系可知，故重力勢(shì)能增加量為，而桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，，則此時(shí)速度為；故此時(shí)動(dòng)能的增加量為，因此繩子對(duì)物體A所做的功為，故CD錯(cuò)誤；選A.【點(diǎn)睛】本題應(yīng)明確重物的速度來自于繩子的速度，注意在速度的分解時(shí)應(yīng)明確桿的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為線速度，而繩伸長速度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度為分速度，再由運(yùn)動(dòng)的合成與分解得出合速度與分速度的關(guān)系．6、B【解析】

動(dòng)能、機(jī)械能和周期都是只有大小無方向的物理量，是標(biāo)量；只有向心加速度既有大小又有方向，是矢量；故選B.7、BD【解析】

AB.小球剛好通過最高點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力恰好為零，由重力提供向心力，則有：解得：，即為小球通過最高點(diǎn)的最小速度。故A錯(cuò)誤，B正確；CD.從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，機(jī)械能守恒，則有：解得：小球能通過最高點(diǎn)時(shí)最低點(diǎn)的最小速度為，在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得：解得：繩子在最低點(diǎn)的最小拉力為，故C錯(cuò)誤，D正確。8、DB【解析】

當(dāng)a到達(dá)底端時(shí)，b的速度為零，b的速度在整個(gè)過程中，先增大后減小，動(dòng)能先增大后減小，所以輕桿對(duì)b先做正功，后做負(fù)功．故A錯(cuò)誤．a(chǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，b的速度為零，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得：mAgh=mAvA2，解得：．故B正確．b的速度在整個(gè)過程中，先增大后減小，所以a對(duì)b的作用力先是動(dòng)力后是阻力，所以b對(duì)a的作用力就先是阻力后是動(dòng)力，所以在b減速的過程中，b對(duì)a是向下的拉力，此時(shí)a的加速度大于重力加速度，故C錯(cuò)誤；a、b整體的機(jī)械能守恒，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b的速度最大，此時(shí)b受到a的推力為零，b只受到重力的作用，所以b對(duì)地面的壓力大小為mg，故D正確；故選BD．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，以及知道當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b的動(dòng)能最大．【考點(diǎn)】機(jī)械能守恒定律；牛頓定律的應(yīng)用9、AD【解析】AB：動(dòng)量與動(dòng)能間關(guān)系為；m1＞m2，動(dòng)能相等，則．故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤．CD：m1＞m2，動(dòng)能相等，兩物體的初速度；兩物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則兩物體減速的加速度相同；據(jù)，兩物體從運(yùn)動(dòng)到停止的時(shí)間．故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．10、AC【解析】

根據(jù)動(dòng)量定理△P=Ft，動(dòng)量變化量等于合外力的沖量，自由落體所受的力是恒力，在相等時(shí)間內(nèi)物體合外力沖量相同，動(dòng)量變化量相同，故AC正確，BD錯(cuò)誤．故選AC.【點(diǎn)睛】根據(jù)動(dòng)量定理△P=Ft，動(dòng)量變化量等于合外力的沖量，自由落體、平拋和勻減速直線運(yùn)動(dòng)物體所受的力是恒力，在相等時(shí)間內(nèi)物體合外力沖量相同，動(dòng)量變化量相同，11、AD【解析】

A、對(duì)超級(jí)小車，根據(jù)牛頓第二定律：mg-FN=m，地面對(duì)它的支持力FN=mg-m，速度越大，F(xiàn)N越小，故A正確。B、G和FN是不同性質(zhì)的兩種力，它們不是一對(duì)作用力和反作用力，故B錯(cuò)誤。C、由支持力FN=mg-m知，F(xiàn)Nmg，則駕駛員對(duì)座椅的壓力也小于重力，駕駛員處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。D、若速度達(dá)到第一宇宙速度v=7.9km/s，它將離開地面，繞地球運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造地球衛(wèi)星（忽略空氣阻力），故D正確。12、ACD【解析】

使兩極板靠近，兩極板間距減小，由電容的決定式：，可知電容增大，而電容器電量不變，由分析得知，板間電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針偏角減小，故A正確；減小正對(duì)面積，由電容的決定式：，可知電容減小，而電容器電量不變，由分析得知，板間電勢(shì)差增大，則靜電計(jì)指針偏角增大，故B錯(cuò)誤；插入電介質(zhì)，由電容的決定式：，可知電容增大，而電容器電量不變，由分析得知，板間電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針偏角減小，故C正確；增大正對(duì)面積，由電容的決定式：，可知電容增大，而電容器電量不變，由分析得知，板間電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針偏角減小，故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、AABBmb?OB=mb?OA+ma?OCEP【解析】

(1)[1]為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即：應(yīng)該使mb大于ma(2)[2]要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量兩個(gè)小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，速度可以用水平位移代替，所以需要測(cè)量的量為：小球a、b的質(zhì)量ma、mb，記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC，故AB符合題意；(3)[3]A.重復(fù)操作時(shí)，彈簧每次被鎖定的長度應(yīng)相同，可以保證b能夠獲得相等的速度，故A項(xiàng)與題意不相符；B.重復(fù)操作時(shí)發(fā)現(xiàn)小球的落點(diǎn)并不完全重合，不是實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)了錯(cuò)誤；可以用半徑盡量小的圓把10個(gè)落點(diǎn)圈起來，這個(gè)圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置，故B項(xiàng)與題意相符；C.用半徑盡量小的圓把10個(gè)落點(diǎn)圈起來，這個(gè)圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置，故C項(xiàng)與題意不相符；D.僅調(diào)節(jié)桌面的高度，桌面越高，則小球飛行的時(shí)間越長，則線段OB的長度越長，故D項(xiàng)與題意不相符；(4)[4]小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球拋出點(diǎn)的高度相同，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，則mbv0=mbv1+mav2兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，得：mbv0t=mbv1t+mav2t則mb?OB=mb?OA+ma?OC(5)[5]桌面離地面的高度h，該地的重力加速度為g，小球b飛行的時(shí)間t=2b的初速度v0彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep轉(zhuǎn)化為小球b的動(dòng)能，所以彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep為E14、動(dòng)能AB【解析】

第一空.要驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重錘在這段時(shí)間內(nèi)重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能的增加量是否相等。第二空.重錘選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，從而減小阻力，選項(xiàng)A正確；兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正，從而減小下落過程中的摩擦阻力，選項(xiàng)B正確；此實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的表達(dá)式是mgh=mv2，兩邊的質(zhì)量m可以消掉，則不需要精確測(cè)量出重錘的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、(1)；(2)；(3)【解析】試題分析：（1）當(dāng)兩球速度相等時(shí)，兩球相距最近，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出B球的初速度；（2）在兩球相距L＞18m時(shí)無相互作用力，B球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩球相距L≤18m時(shí)存在著恒定斥力F，B球做勻減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得相互作用力（3）根據(jù)動(dòng)量定理得到兩球從開始相互作用到相距最近時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間．（1）設(shè)兩球之間的斥力大小是F，兩球從開始相互作用到