上海市莘莊中學等四校2022年高一物理第二學期期末調研試題含解析

2021-2022學年高一物理下期末模擬試卷注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、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，錯選和不選得零分）1、(本題9分)設河水對船的阻力與船的速度大小成正比，起初船以較低速度v勻速行駛，那么當船以2v勻速行駛時，輪船發(fā)動機的功率是原來的（）A．2倍 B．4倍C．倍 D．倍2、如圖所示的電場中，實線和虛線分別表示電場線和等勢線。兩電子分別從a、b兩點運動到c點，設電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、c兩點的電場強度大小分別為Ea和Ec，則A．Wa=Wb，Ea＜Ec B．Wa＞W(wǎng)b，Ea=EbC．Wa=Wb，Ea＞Ec D．Wa＜Wb，Ea＞Ec3、(本題9分)汽車始終以恒定功率運動，它先在水平路面上勻速行駛，某時刻突然駛入了另外一種路面，該路面的阻力比原路面的阻力小，前后兩段路面上受到的阻力大小各自恒定，則下列說法正確的是A．汽車將做一段時間的加速度增大的減速運動B．汽車將做一段時間的加速度減小的加速運動C．汽車將做一段時間的加速度增大的加速運動D．汽車將做一段時間的加速度減小的減速運動4、(本題9分)質量為m的汽車在平直公路上行駛，阻力f保持不變，當汽車以速度v、加速度a加速前進時，發(fā)動機的實際功率正好等于額定功率，從此時開始，發(fā)動機始終在額定功率下工作，以下說法正確的是A．汽車的加速度保持不變B．汽車的速度保持不變C．汽車的最大速度為D．汽車的額定功率為fv5、(本題9分)如圖所示為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標出)．圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點，電場線的分布關于MN左右對稱．則下列說法中正確的是()A．D、C兩點的電場強度方向相同強弱不同B．這兩點電荷一定是等量同種電荷C．這兩點電荷一定是不等量異種電荷D．C點與D點的電勢不同6、轉筆深受廣大中學生的喜愛。如圖所示，假設筆繞其上的某一點O做勻速轉動，下列敘述正確的是（）A．距離筆桿O點距離越遠的點，角速度越小B．距離筆桿O點距離越遠的點，線速度越小C．距離筆桿O點距離越遠的點，角速度越大D．距離筆桿O點距離不同的點，角速度相同7、(本題9分)如圖所示，輕繩一端受到大小為F的水平恒力作用，另一端通過定滑輪與質量為m、可視為質點的小物塊相連．開始時繩與水平方向的夾角為θ．當小物塊從水平面上的A點被拖動到水平面上的B點時，位移為L，隨后從B點沿斜面被拖動到定滑輪O處，BO間距離也為L．小物塊與水平面及斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，若小物塊從A點運動到O點的過程中，F(xiàn)對小物塊做的功為WF，小物塊在BO段運動過程中克服摩擦力做的功為Wf，則以下結果正確的是()A．WF＝FL(cosθ＋1)B．WF＝2FLcosθC．Wf＝μmgLcos2θD．Wf＝FL－mgLsin2θ8、物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質量分別為mA、mB、mC，與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC。用水平拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關系如圖所示，A、B兩直線平行，B、C延長線交于a軸負半軸同一點。則以下關系正確的是A．μA<μB=μC B．μA>μB=μCC．mA=mB<mC D．mA=mB>mC9、(本題9分)下列關于電場強度的說法中，正確的是（）A．由公式知，電場強度與點電荷所受電場力成正比，與點電荷的電荷量成反比B．由公式知，點電荷在電場中所受電場力與電場強度成正比，與電荷量成正比C．由公式可知，電場強度與電荷量成正比，與成反比D．以上說法均不正確10、(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、1019年4月10日11點，天文學家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片?？茖W家曾在一個河外星系中，發(fā)現(xiàn)了一對相互環(huán)繞旋轉的超大質量雙黑洞系統(tǒng)，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，將黑洞視為質點，且兩黑洞與圓心始終在一條直線上。若其中一黑洞的質量為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：112、(本題9分)已知地球的第一、第二、第三宇宙速度分別為7.9km/s/11.2km/s和16.7km/s，對于宇宙速度的認識，下列說法正確的是A．飛行器繞地球做勻速圓周運動的線速度不可能大于7.9km/sB．在地球上發(fā)射衛(wèi)星的速度可以小于7.9km/sC．當飛行器的發(fā)射速度為13km/s時，飛行器將會脫離地球的引力場D．當飛行器的發(fā)射速度為17km/s時，飛行器將會脫離太陽的引力場二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)為了探究“合力做功與速度變化的關系”，某學習小組在實驗室組裝了如圖所示的裝置．他們稱量滑塊的質量為M、沙和小桶的總質量為m．要完成該實驗，請回答下列問題：（1）實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質量應滿足的實驗條件是________，實驗時為保證細線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是________．（2）接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O．在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，測得A、B、C……各點到O點的距離為x1，x2，x3……，如圖所示．實驗中，可認為滑塊所受的拉力大小為mg，從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W＝_______，打B點時小車的速度v＝_______．（3）以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據(jù)做出如圖所示的v2－W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達式為________．分析實驗結果的單位關系，與圖線斜率有關的物理量應是______．14、（10分）(本題9分)某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究，一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放．小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．回答下列問題：（1）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等．已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的（填正確答案標號）．A．小球的質量mB．小球拋出點到落地點的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的壓縮量△xE.彈簧原長l0（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=．（3）圖（b）中的直線是實驗測量得到的s—△x圖線．從理論上可推出，如果h不變．m增加，s—△x圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s—△x圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）．由圖（b）中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與△x的次方成正比．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）(本題9分)“綠色奧運”是2008年北京奧運會的三大理念之一，奧運會期間在各比賽場館使用新型節(jié)能環(huán)保電動車，負責接送比賽選手和運輸器材．在檢測某款電動車性能的某次實驗中，質量為8×102kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15m／s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應的速度V，并描繪出F-圖象(圖中AB、BD均為直線)．假設電動車行駛中所受的阻力恒定，求此過程中(1)電動車的額定功率；(2)電動車由靜止開始運動，經(jīng)過多長時間，速度達到2m/s．16、（12分）如圖所示，AB是半徑為R的光滑圓弧軌道，B點的切線水平，距水平地面高為h.一個小球從A點由靜止開始下滑，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)小球到達B點時的速度大??；(2)小球落地點到B點的水平距離x.17、（12分）如圖所示，質量為2kg的物體在豎直平面內高h=1m的光滑弧形軌道A點，以初速度=4m/s沿軌道下滑，并進入水平軌道BC．BC=1.8m，物體在BC段所受到的阻力為8N。(g=10m/s2)。求：(1)物體剛下滑到B點時的速度大小；(2)物體通過BC時在C點的動能；(3)物體上升到另一光滑弧形軌道CD后，又滑回BC軌道，最后停止在離B點多遠的位置。

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、B【解析】

由題意知船以速度v勻速行駛時，船受到的阻力f=kv；故由P=Fv可知，發(fā)動機的功率P=kv×v=kv2；故當速度加倍時，發(fā)動機的功率增為原來的4倍；故選B。2、C【解析】

圖中a、b兩點在一個等勢面上電勢相等，則ac間的電勢差等于bc間的電勢差，即Uac=Ubc，根據(jù)W=qU，有Wa=Wb；a位置的電場線較密集，c位置電場線較疏，故Ea＞Ec；故選C。3、B【解析】汽車做勻速運動時受力平衡，即F=f，當進入另一路面時，阻力f1＜f，即F＞f1，則汽車做加速運動，速度增加，因功率不變，根據(jù)P=Fv得，F(xiàn)減小，則a=F-f1m點睛：本題考查分析汽車運動過程的能力，要抓住汽車的功率P=Fv，在功率一定時，牽引力與速度成反比，是相互制約的關系．4、C【解析】

當汽車以速度v、加速度a加速前進時，發(fā)動機的實際功率正好等于額定功率，則汽車的額定功率P=Fv，其中F-f=ma，以后汽車保持額定功率不變，速度繼續(xù)增大，則牽引力減小，加速度將逐漸減小，當牽引力等于阻力時，速度達到最大，為vm=，之后將做勻速運動，故C正確，ABD錯誤；故選C．【點睛】解決本題的關鍵掌握功率與牽引力的關系，知道汽車開始做勻加速運動，功率逐漸變大，當以額定功率行駛時，當汽車牽引力等于阻力時，車速最大，5、A【解析】根據(jù)電場線的特點，從正電荷出發(fā)到負電荷終止可以判斷，A、B是兩個等量異種電荷．故A正確；B錯誤；根據(jù)平行四邊形定則，對中垂線上的場強進行合成，知中垂線上每點的電場方向都水平向右，中垂線和電場線垂直，所以中垂線為等勢線，所以C點的電勢等于D點的電勢，故C正確；在兩等量異號電荷連線的中垂線上，中間點電場強度最大，也可以從電場線的疏密判斷，所以C點的電場強度比D點的電場強度大，故D正確．6、D【解析】

筆桿上的各個點都做同軸轉動，所以角速度是相等的，故AC錯誤，D正確；距離筆桿O點距離越遠的點，線速度越大，故B錯誤。所以D正確，ABC錯誤。7、BC【解析】拉力在AO段做功為：W1=FS，s為F作用點的位移即繩子伸長的長度，小物體從A運動到O的過程中，利用數(shù)學幾何關系在繩子縮短關系得S=2cosθL，所以W1=2FLcosθ故A錯誤，B正確．根據(jù)幾何關系得OB斜面傾角為2θ，小物體在BO段運動過程中摩擦力f=μmgcos2θ，小物體在BO段運動過程中克服摩擦力做的功為Wf=fL=μmgLcos2θ，故C正確，D錯誤．故選BC．8、AC【解析】

根據(jù)牛頓第二定律有：F-μmg=ma，所以有：；由此可知：圖象斜率為質量的倒數(shù)，在縱軸上的截距大小為μg。故由圖象可知：μA＜μB=μC，mA=mB＜mC。A.μA<μB=μC，與結論相符，選項A正確；B.μA>μB=μC，與結論不相符，選項B錯誤；C.mA=mB<mC，與結論相符，選項C正確；D.mA=mB>mC，與結論不相符，選項D錯誤；9、BC【解析】

A.場強E是由電場本身決定的,與試探電荷無關,不能說E與F成正比,與q成反比，故A錯誤B.場強E是由電場本身決定的,與試探電荷無關,由公式知，點電荷在電場中所受電場力與電場強度成正比，與電荷量成正比，故B正確；CD.由公式可知，Q為場源電荷，電場強度與電荷量成正比，與成反比，故C正確；D錯誤；10、ABD【解析】

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?！驹斀狻緼、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=【點睛】解決本題的關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、BCD【解析】

AD.一對相互環(huán)繞旋轉的超大質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.12、ACD【解析】

A．第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是做勻速圓周運動的最大的環(huán)繞速度．根據(jù)線速度得沿圓軌道繞地球運行的人造衛(wèi)星的運動速度小于等于7.9km/s，故A正確；B．在地球上發(fā)射衛(wèi)星的速度至少等于7.9km/s，不可以小于7.9km/s，故B錯誤；C．當飛行器的發(fā)射速度為13km/s>11.2km/s時，飛行器將會脫離地球的引力場，故C正確；D．在地面上發(fā)射衛(wèi)星的速度17km/s>16.7km/s，衛(wèi)星將脫離太陽束縛，故D正確；故選ACD.【點睛】第一宇宙速度是衛(wèi)星沿地球表面運動時的速度，半徑越大運行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星最大的運行速度；當衛(wèi)星的速度大于等于第二宇宙速度時衛(wèi)星脫離地球的吸引而進入繞太陽運行的軌道；當物體的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/s時物體將脫離太陽的束縛成為一顆人造地球恒星．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、沙和小桶的總質量遠小于滑塊的質量；平衡摩擦力；；；；質量；【解析】

（1）當沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量時，繩子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶應滿足的實驗條件是沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，由受力分析可知，為保證細線拉力為木塊的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（2）從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W＝mgx2，打B點時小車的速度.（3）根據(jù)圖象上的點，可知，可以得出得v2隨W變化的表達式為：v2=0.01+4.7W；

功是能量轉化的量度，所以功和能的單位是相同的，斜率設為k，則k=，代入單位后，k的單位為kg-1，所以與該斜率有關的物理量為質量；【點睛】本題考查動能定理的實驗探究，這個實驗的一個重點就是學會使用打點計時器計算速度，然后分析動能和重力勢能的關系，多練習速度計算也是本題的一個基礎．14、（1）ABC(2)（3）減小增大2【解析】

（1）由平拋規(guī)律可知，由水平距離和下落高度即可求出平拋時的初速度，進而可求出物體動能，所以本實驗至少需要測量小球的質量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h，故選ABC．（2）由平拋規(guī)律可知：豎直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而動能Ek=mv2聯(lián)立可得Ek=；（3）由題意可知如果h不變，m增加，則相同的△L對應的速度變小，物體下落的時間不變，對應的水平位移s變小，s-△L圖線的斜率會減?。恢挥衕增加，則物體下落的時間增加，則相同的△L下要對應更大的水平位移s，故s-△L圖線的斜率會增大．彈簧的彈性勢能等于物體拋出時的動能，即Ep=，可知Ep與△s的2次方成正比，而△s與△L