上海市十二校2022年物理高一下期末學業(yè)水平測試模擬試題含解析

2021-2022學年高一物理下期末模擬試卷注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。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)把小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至A的位置，如圖甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置C（圖丙），途中經(jīng)過位置B時彈簧正處于原長（圖乙）。松手后，小球從A到B再到C的過程中，忽略彈簧的質(zhì)量和空氣阻力，下列分析正確的是A．小球處于A位置時小球的機械能最小B．小球處于B位置時小球的機械能最小C．小球處于C位置時小球的機械能最小D．小球處于A、B、C三個位置時小球的機械能一樣大2、(本題9分)隨著我國登月計劃的實施，我國宇航員登上月球已經(jīng)不是夢想；假如我國宇航員登上月球并在月球表面附近以初速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)時間t后回到出發(fā)點．已知月球的半徑為R，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是：A．月球表面的重力加速度為B．月球的質(zhì)量為C．宇航員在月球表面獲得的速度就可能離開月球表面圍繞月球做圓周運動D．宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的繞行周期為3、(本題9分)兩個容器A、B，用截面均勻的水平細玻璃管相連，如圖所示，A、B所裝氣體的溫度分別為17℃和27℃，水銀柱在管中央平衡，如果兩邊溫度都升高10℃，那么水銀柱將（）A．向右移動B．向左移動C．不動D．條件不足，不能確定4、(本題9分)如圖所示，在光滑水平面上，一質(zhì)量為m的小球在繩的拉力作用下做半徑為r的勻速圓周運動，小球運動的線速度為v，則繩的拉力F大小為A． B．C． D．5、(本題9分)小球A沿著光滑的水平面以速度v0（方向向右）與靜止的小球B發(fā)生彈性正碰。若mA：mB=1：2，則碰撞后（）A．A球的速度大小為13v0B．A球的速度大小為13v0C．B球的速度大小為13v0D．B球的速度大小為13v06、如圖所示，物體在大小為10N、方向與水平地面成角的拉力F作用下，水平向右運動6m，此過程中拉力F對物體做的功是A．20J B．30J C．J D．60J7、(本題9分)光滑的長軌道形狀如圖所示，底部為半圓型，半徑R，固定在豎直平面內(nèi)．AB兩質(zhì)量均為m的小環(huán)用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上．將AB兩環(huán)從圖示位置靜止釋放，A環(huán)離開底部2R．不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統(tǒng)機械能的損失，則（重力加速度為g）：A．AB兩環(huán)都未進入半圓型底部前，桿上的作用力大小為mgB．A環(huán)到達最低點時，兩球速度大小均為C．若將桿換成長2R，A環(huán)仍從離開底部2R處靜止釋放，A環(huán)到達最低點時的速度大小為D．若將桿換成長，A環(huán)仍從離開底部2R處靜止釋放，經(jīng)過半圓型底部再次上升后，A環(huán)離開底部的最大高度8、(本題9分)a，b，c三個物體在同一條直線上運動，三個物體的圖象如圖所示，圖象c是一條拋物線，坐標原點是拋物線的頂點，下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)、b兩物體都做勻速直線運動，兩個物體的速度大小相等B．a(chǎn)、b兩物體都做勻變速直線運動，運動方向相反C．在0～5s內(nèi)，當時，a、b兩個物體相距最近D．物體c做加速度逐漸變大的直線運動9、如圖甲所示，在光滑水平面上的兩個小球發(fā)生正碰，小球的質(zhì)量分別為m1和m2，圖乙為它們碰撞前后的x－t圖像.已知m1=0.1kg由此可以判斷（）A．碰前m2靜止，m1向右運動B．碰后m2和m1都向右運動C．由動量守恒定律可以算出m2=0.3kgD．碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4J的機械能10、(本題9分)如圖所示，從同一位置以不同初速度水平拋出質(zhì)量相等的甲、乙兩小球，分別落到斜面上的A、B兩點。下列說法正確的是（）A．甲球比乙球下落用時長一些B．下落過程中甲球重力的平均功率比乙球的大C．甲球落到A點時的機械能比乙球落到B點時的機械能大D．甲球落到A點時重力的功率比乙球落到B點時重力的功率小11、(本題9分)如圖，電荷量分別為q和–q（q>0）的點電荷固定在正方體的兩個頂點上，a、b是正方體的另外兩個頂點，則（）A．a(chǎn)點和b點的電勢相等B．a(chǎn)點和b點的電場強度大小相等C．a(chǎn)點和b點的電場強度方向相同D．將負電荷從a點移到b點，電勢能增加12、(本題9分)明代出版的《天工開物》一書中就有牛力齒輪翻車的圖畫（如圖所示），記錄了我們祖先的勞動智慧．若A、B兩齒輪半徑的大小關(guān)系為rA>rB，則A．齒輪A、B的角速度大小相等B．齒輪A的角速度大小小于齒輪B的角速度大小C．齒輪A、B邊緣的線速度大小相等D．齒輪A邊緣的線速度大小小于齒輪B邊緣的線速度大小二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）在利用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，如果紙帶上前面幾點比較密集，不夠清晰，可舍去前面的比較密集的點，在后面取一段打點較為清晰的紙帶，同樣可以驗證；如釁10所示，取O點為起始點，各點的間距已量出并標在紙帶上，所用交流電的頻率為50Hz，若重物的質(zhì)量為．（1）打A點時，重物下落速度為=__________，重物動能=__________．（2）打F點時，重物下落速度為=_________，重物動能=__________．（3）打點計時器自打下A點開始到打出F點，重物重力拋能的減少量為_____，動能的增加量為_______．（4）根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從打點計時器打出A點到打出F點的過程中，得到的結(jié)論是________________________________________．14、（10分）(本題9分)驗證機械能守恒定律的方法很多，落體法驗證機械能守恒定律就是其中的一種，圖示是利用透明直尺自由下落和光電計時器來驗證機械能守恒定律的簡易示意圖．當有不透光的物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間，所用的光電門傳感器可測得最短時間為0.01ms．將擋光效果好、寬度d=3.8×10﹣3m的黑色磁帶貼在透明直尺上，現(xiàn)將直尺從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門．一同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti與圖中所示的高度差△hi，并將部分數(shù)據(jù)進行了處理，結(jié)果如圖所示．（取g=9.8m/s2，表格中M=0.1kg為直尺的質(zhì)量）△ti（×10﹣3s）vi=（m/s）△Eki=Mvi2-Mv12（J）△hi（m）Mghi（J）11.213.14﹣﹣﹣21.153.300.0520.060.05931.003.800.2290.240.23540.954.000.3070.320.31450.90①②0.41③（1）從表格中的數(shù)據(jù)可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用vi=求出的，請你簡要分析該同學這樣做的理由是：_____．（2）表格中的數(shù)據(jù)①、②、③分別為_____、_____、_____．（3）通過實驗得出的結(jié)論是：_____．（4）根據(jù)該實驗，請你判斷下列△Ek﹣△h圖象中正確的是_____．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)如圖所示，固定斜面的傾角α=30°，用一沿斜面向上的拉力將質(zhì)量m=1kg的物塊從斜面底端由靜止開始拉動，t=2s后撤去該拉力，整個過程中物塊上升的最大高度h=2.5m，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=.重力加速度g=10m/s2.求：(1)拉力所做的功；(2)拉力的大小.16、（12分）(本題9分)如圖所示傾角的粗糙直導軌與半徑的光滑圓（部分）導軌相切，切點為，為圓心，為豎直直徑，整個軌道處在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量的小滑塊從直導軌上的點無初速度下滑，小滑塊滑上圓環(huán)導軌后恰好能從圓環(huán)導軌的最高點水平飛出．已知滑塊與直導軌間的動摩擦因數(shù)，重力加速度，不計空氣阻力．求：（1）滑塊在圓導軌最低點時受到的支持力大小；（2）滑塊從到的運動過程中損失的機械能．（計算結(jié)果可保留根式）17、（12分）(本題9分)如圖所示，一質(zhì)量為m=1kg的滑塊從傾角為θ=37°的斜面上自靜止開始滑下，滑行距離s=9m后進入半徑為R=9m的光滑圓弧AB，其圓心角也為θ=37°，然后水平滑上與平臺等高的小車．已知小車質(zhì)量為M=5kg，滑塊與斜面及小車表面的動摩擦因數(shù)，地面光滑且小車足夠長，取g=10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）滑塊在斜面上的滑行時間（2）滑塊滑到B點時的速度（3）當小車開始勻速運動時，滑塊在車上滑行的距離

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，錯選和不選得零分）1、A【解析】

根據(jù)機械能守恒的條件，通過能量的轉(zhuǎn)化比較系統(tǒng)和小球在A、B、C三個位置機械能的大小【詳解】對于系統(tǒng)而言，只有重力和彈簧彈力做功，動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機械能守恒，所以小球處于A、B、C三個位置時系統(tǒng)機械能一樣大；而對于小球而言，在A到B的過程中，彈簧對小球做正功，彈簧彈性勢能減小，故小球機械能增加，B到C過程中小球只有重力做功，小球機械能不變，所以小球在A位置機械能最小，B、C位置小球機械能一樣大。A．描述與分析相符，故A正確B．描述與分析不符，故B錯誤C．描述與分析不符，故C錯誤D．描述與分析不符，故D錯誤【點睛】要注意本題中問的是小球的機械能而不是系統(tǒng)機械能的變化2、B【解析】小球在月球表面做豎直上拋運動，根據(jù)勻變速運動規(guī)律得：；解得：g月=，故A錯誤；物體在月球表面上時，由重力等于地月球的萬有引力得：G=mg月；解得：，故B錯誤；宇航員離開月球表面圍繞月球做圓周運動至少應獲得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小，所以有：解得：故C正確．宇航員乘坐飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動，根據(jù)重力提供向心力得：，解得：，故D錯誤；故選C．點睛：本題是衛(wèi)星類型的問題，常常建立這樣的模型：環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運動，由中心天體的萬有引力提供向心力．重力加速度g是聯(lián)系物體運動和天體運動的橋梁．3、A【解析】

假定兩個容器的體積不變，即V1，V2不變，A、B中所裝氣體溫度分別為290k和300k，當溫度升高△T時，容器A的壓強由p1增至p'1，△p1=p'1﹣p1，容器B的壓強由p2增至p′2，△p2=p′2﹣p2；由查理定律得：ΔP1=P1290ΔT，ΔP2=P23004、B【解析】

根據(jù)牛頓第二定律得，拉力提供向心力，有．故選B。5、A【解析】

以向右為正方向，A和B的碰撞滿足動量守恒，有：mAA和B發(fā)生彈性碰撞，系統(tǒng)的機械能守恒，有：12代入質(zhì)量關(guān)系mA：mB=1：2，可得：vv聯(lián)立解得：vA=-vA.A球的速度大小為13v0B.A球的速度大小為13v0C.B球的速度大小為13v0D.B球的速度大小為13v06、B【解析】

根據(jù)做功公式有：J故選B。7、BCD【解析】

A.對整體分析，自由落體，加速度g，以A為研究對象，A作自由落體，則桿對A一定沒有作用力．即F=0，故AB兩環(huán)都未進入半圓型底部前，桿上的作用力為零，選項A錯誤．B.AB都進入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，即vA=vB；對整體依機械能守恒定律，有：mg?2R+mg?R＝?2mv2，解得，故A環(huán)到達最低點時，兩環(huán)速度大小均為，選項B正確．

C.若將桿換成長2R，A環(huán)仍從離開底部2R處靜止釋放，A環(huán)到達最低點時，桿與豎直方向的夾角為30°；設(shè)AB的速度為vA和vB，則；由機械能守恒可得：，聯(lián)立解得：，選項C正確；D.由于桿長超過了半圓直徑，故最后A環(huán)在下，如圖；

設(shè)A再次上升后，位置比原來高h，如下圖所示．

由機械能守恒，有：?mgh+mg(2R?2R?h)＝0

解得h＝(?1)R，故A離開底部(+1)R

故若將桿換成長2R，A環(huán)仍從離開底部2R處靜止釋放，經(jīng)過半圓型底部再次上升后離開底部的最大高度為(+1)R．選項D正確.8、AB【解析】A、B項：位移圖象傾斜的直線表示物體做勻速直線運動，則知a、b兩物體都做勻速直線運動．由圖看出斜率看出，a、b兩圖線的斜率大小相等、正負相反，說明兩物體的速度大小相等、方向相反，故A正確，B正確；C項：a物體沿正方向運動，b物體沿負方向運動，則當t=5s時，a、b兩個物體相距最遠，故C錯誤；D項：對于勻加速運動位移公式可見，x-t圖象是拋物線，所以物體c一定做勻加速運動，故D錯誤．點晴：位移圖象傾斜的直線表示物體做勻速直線運動，圖象的斜率大小等于速度大小，斜率的正負表示速度方向．分析在0～5s內(nèi)a、b兩物體之間距離的變化．圖象c是一條拋物線表示勻加速運動．9、AC【解析】

A.由x－t圖像知碰前m2的位移不隨時間而變化，處于靜止狀態(tài).m1的速度大小為，m1只有向右運動才能與m2相撞，故A正確.B.由圖讀出，碰后m2的速度為正方向，說明向右運動，m1的速度為負方向，說明向左運動，故B錯誤.C.由圖像求出碰后m2和m1的速度分別為v'=2m/s，v1'=－2m/s，根據(jù)動量守恒定律得m1v1=m2v2'+m1v1'，代入解得m2=0.3kg，故C正確.D.碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能為，代入解得ΔE=0，故D錯誤.10、CD【解析】

A.從拋出到落到斜面上，甲球下落的豎直高度小于乙球，小球豎直方向上做自由落體運動，由知甲球下落的時間比乙球下落的時間短，故A錯誤。B.根據(jù)，甲球下落的豎直高度小于乙球，所以下落過程中甲球重力的平均功率比乙球的小，故B錯誤；C.根據(jù)得，甲球的時間短，甲球的水平位移大于乙球，由x=vt知，甲球的初速度比乙球初速度大。由于只有重力做功，故機械能守恒，在初位置甲球的初動能大于乙球的初動能，故甲球落到A點時的機械能比乙球落到B點時的機械能大，故C正確。D.根據(jù)，因為甲球下落的豎直高度小于乙球，豎直方向，所以甲球豎直速度小于乙球，甲球落到A點時重力的功率比乙球落到B點時重力的功率小，故D正確。11、BC【解析】

由幾何關(guān)系，可知b的電勢大于a的電勢，故A錯誤；把負電荷從a移到b，電勢能減少，故D錯誤；由對稱性和電場的疊加原理，可得出a、b的合電場強度大小、方向都相同，故B、C正確。12、BC【解析】

AB兩輪邊緣線速度大小相等，且A輪半徑比B大，所以A的角速度大小小于齒輪B的角速度大小，AD錯誤BC正確二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、1.30m/s0.85mJ2.28m/s2.60mJ1.75mJ1.75mJ滿足機械能守恒【解析】

（1）A點的瞬時速度，則重錘的動能．（2）F點的瞬時速度，則重錘的動能．

（3）從打點計時器打下A點開始到打下F點的過程中，重錘重力勢能的減少量，動能的增加量．（4）重錘動能的增加量略小于重力勢能的減少量，是由于阻力存在的緣故，若剔除誤差，認為在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，△Ep=△Ek，即機械能守恒．14、（1）當位移很小，時間很短時可以利用平均速度來代替瞬時速度，由于本題中擋光物的尺寸很小，擋光時間很短，因此直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度可以利用vi=求出．（2）4.22m/s，0.397J，0.402J，（3）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒（4）C．【解析】（1）根據(jù)平均速度的定義可知，當位移很小，時間很短時可以利用平均速度來代替瞬時速度，由于本題中擋光物的尺寸很小，擋光時間很短，因此直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度可以利用vi=求出．

（2）根據(jù)題意可知：，則動能的增加量△Ek5＝Mv52?Mv12=×0.1×(4.222?3.142)J