上海市北蔡高中2023-2024學年物理高一第二學期期末考試試題含解析

上海市北蔡高中2023-2024學年物理高一第二學期期末考試試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用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的答題區(qū)內。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、(本題9分)如圖所示，一重為G的物塊在與水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右勻速運動一段距離x．在此過程中，重力G和恒力F對物塊所做的功分別為（）A．0，FxcosαB．0，FxC．Gx，0D．Gxcosα，02、如圖所示，質量相等的A、B兩球之間壓縮一根輕質彈簧，靜置于光滑水平桌面上，當用板擋住小球A而只釋放B球時，B球被彈出落到距桌邊水平距離為x的地面上。若再次以相同的壓縮量壓縮該彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，則B球的落地點距桌邊的水平距離為()A．x2 B．C．x D．23、(本題9分)有一顆行星，其近地衛(wèi)星的線速度大小為v，假設宇航員在該行星表面上做實驗，宇航員站在正以加速度a勻加速上升的電梯中，用彈簧測力計懸掛質量為m的物體時，看到彈簧測力計的示數為F.已知引力常量為G，則這顆行星的質量是()A．G(F-ma)mv4B．G(F-ma)m4、(本題9分)開普勒分別于1609年和1619年發(fā)表了他發(fā)現的行星運動規(guī)律，后人稱之為開普勒行星運動定律。關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是A．所有行星繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓心上B．對任何一顆行星來說，離太陽越近，運行速率就越大C．行星公轉周期與行星的質量有關D．所有行星的軌道的半長軸與公轉周期成正比5、(本題9分)如圖所示,當將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導體時,枕形金屬導體上電荷的移動情況是()A．枕形金屬導體中的正電荷向B端移動,負電荷不移動B．枕形金屬導體中的負電荷向A端移動,正電荷不移動C．枕形金屬導體中的正、負電荷同時分別向B端和A端移動D．枕形金屬導體中的正、負電荷同時分別向A端和B端移動6、(本題9分)如圖甲所示的電路中,是三個完全相同的燈泡,已知燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,已知該伏安特性曲線過點,閉合電鍵后流過電源的電流為．則下列說法正確的是（）A．燈泡兩端電壓為燈泡兩端電壓的2倍B．燈泡的功率為C．燈泡的阻值為D．燈泡的電功率之比為7、質量為2kg的質點在xOy平面上做曲線運動，在x方向的速度圖像和y方向的位移圖像如圖所示，下列說法正確的是A．質點的初速度為0B．質點加速度為4m/s2C．質點所受的合外力為6ND．質點初速度的方向與合外力方向垂直8、(本題9分)如圖所示，長為L=0.5m的輕質細桿，一端固定有一個質量為m=3kg的小球，另一端由電動機帶動，使桿繞O點在豎直平面內做勻速圓周運動，小球的速率為v=1m/s，g取10m/s1．則（）A．小球通過最高點時，向心力大小是6NB．小球通過最低點時，向心力大小是14NC．小球通過最高點時，對桿作用力的大小為6ND．小球通過最低點時，對桿作用力的大小為14N9、(本題9分)下列關于電容器和電容的說法中，正確的是A．根據C＝可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比B．對于確定的電容器，其所帶的電荷量與兩板間的電壓（小于擊穿電壓且不為零）成正比C．對于確定的電容器，無論電容器的電壓如何変化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關10、(本題9分)下列物體中，機械能守恒的是()A．做平拋運動的物體B．被勻速吊起的集裝箱C．光滑曲面上自由運動的物體D．物體以4511、(本題9分)電荷量為q的點電荷在電場中由A點移到B點時，電場力做功W，兩點間的電勢差為U，若讓電荷量為2q的點電荷在電場中由A點移到B點，則（）A．電場力做功為WB．電場力做功為2WC．兩點間的電勢差為UD．兩點間的電勢差為2U12、(本題9分)甲、乙兩物體從同一位置沿同一直線運動，它們的x–t圖象如圖所示（乙的圖線為拋物線），下列說法正確的是（）A．t1時刻，兩者相距最遠B．0~t2時間內，乙的速度先減小后增大C．t2時刻，甲物體追上乙D．乙物體先向負方向運動，t1時刻以后反向向正方向運動二．填空題(每小題6分，共18分)13、如圖甲所示，是用電火花計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置。已知當地的重力加速度g=9.80m/s2，電火花計時器所用電源頻率為50Hz，重物質量為0.2kg.(1)下列操作中正確的是___________.A．電火花計時器應接6V交流電源B．應先釋放紙帶，后接通電源打點C．需使用秒表測出重物下落的時間D．測出紙帶上兩點間的距離，可知重物相應的下落高度(2)某同學按照正確的操作，得到一條符合實驗要求的紙帶，如圖乙所示.如果打O點時重物速度為0，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點，計算B點對應的速度時，甲同學用，乙同學用vB=，你贊成___________(選填“甲”或“乙”)同學的計算方法.(3)該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C的距離，并記錄在圖乙中(單位cm).打點計時器打B點時重物的動能為___________J，從O到B過程中重物重力勢能的減少量為___________J(計算結果均保留3位有效數字).14、如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。(1)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復，分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N.接下來要完成的必要步驟是______(填選項前的符號)A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2B．測量小球m1開始釋放高度hC．測量拋出點距地面的高度HD．測量平拋射程OM、ON(2)經測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示.碰撞前后m1的動量分別為p1與p1'，碰撞結束時m2的動量為p2(3)有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大.請你用紙帶中已知的數據，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為_____cm.(保留兩位小數)15、(本題9分)為了探究物體質量一定時加速度與力的關系，、同學設計了如圖甲所示的實驗裝置．其中小車的質量為，砂和砂桶的質量為，與小車相連的滑輪的質量為．力傳感器可測出輕繩中的拉力大小，重力加速度為．實驗時先平衡摩擦力．并調節(jié)輕繩與木板平行．（1）同學以力傳感器的示數為縱坐標，加速度為橫坐標，畫出的圖象如圖乙所示，求得圖線的斜率為，則小車的質量____________________(用所給物理量的符號表示)．（2）同學也以力傳感器的示數為縱坐標，加速度為橫坐標，畫出的圖象如圖丙所示，圖線不過原點的原因可能是________________________________(答一條即可)．三．計算題(22分)16、（12分）(本題9分)如圖所示，一個可視為質點的物塊，質量為m=1kg，從豎直放置的光滑四分之一圓弧軌道頂端靜止釋放，物塊到達底端后，滑入與軌道底端相切的水平傳送帶．若傳送帶以大小為u=3m/s的速率沿逆時針方向勻速轉動，圓弧軌道半徑R=0.8m，皮帶輪的半徑r=0.1m，物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.1，兩皮帶輪的軸間距L=6m，重力加速度g=10m/s1．求：（1）皮帶輪轉動的角速度．（1）物塊滑到圓弧軌道底端時對軌道的作用力．（3）物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶？物塊在傳送帶上克服摩擦力所做的功為多大？17、（10分）(本題9分)如圖是彈簧槍發(fā)射鋼珠前，測量彈簧的彈性勢能的裝置，M為半徑R＝1.6m、固定于豎直平面內的光滑半圓弧軌道，A、B分別是軌道的最低點和最高點;N為鋼珠接收罩，它是一個與軌道的最低點A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的彈簧槍（槍的水平長度遠小于M的半徑），可向M軌道發(fā)射速度不同的質量均為m＝0.01kg的小鋼珠，彈簧槍可將彈性勢能完全轉化為小鋼珠的動能。取g＝10m/s2。（1）某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道恰好能經過B點，水平飛出后落到N的某一點上；求該次發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能Ep1（2）另一次發(fā)射的小鋼珠沿軌道從B點水平飛出后落到N上的位置與A點水平距離為s＝4.8m，求該次發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能Ep2

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、A【解析】由功的公式可得恒力做功為：W=Fxcosα，因重力的方向與位移的方向垂直，所以重力做功為0，故選A正確。點睛：本題考查功的公式，在解題時要注意夾角為力和位移之間的夾角。2、D【解析】

當用板擋住A球而只釋放B球時，B球做平拋運動。設高度為h，則有E=1當用同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，由動量守恒定律可得：0=mv所以vA因此A球與B球獲得的動能之比EkA：EkB=1：1所以B球獲得的動能為：mg那么B球拋出初速度為vB則平拋后落地水平位移：s=xA.x2B.2xC.x與分析不符，故C項與題意不相符；D.223、D【解析】

宇航員用彈簧秤豎直懸掛質量為m的鉤碼向上加速時，彈簧秤的示數為F，

則有：F-mg=ma可得：g=F-mam

①

衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，根據萬有引力等于重力得：mg=GMmr2

②

又由重力充當向心力：mv2r=mg【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是聯系星球表面宏觀物體運動和天體運動的橋梁。4、B【解析】A、根據第一定律：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上；所以A錯誤。B、根據第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內掃過的面積相等。所以對任何一顆行星來說，離太陽越近，運行速率就越大；所以B正確。C、D、開普勒第三定律中的公式R3T2【點睛】開普勒關于行星運動的三定律是萬有引力定律得發(fā)現的基礎，是行星運動的一般規(guī)律，正確理解開普勒的行星運動三定律是解答本題的關鍵。5、B【解析】

當將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導體時，發(fā)生了靜電感應現象，金屬導電的實質是自由電子的移動，即負電荷在外電場的作用下枕形金屬導體自由電子向A移動，正電荷不移動，故B正確。6、B【解析】AB、由伏安特性曲線可知三個燈泡不是定值電阻，其阻值也不是線性變化的，當電路中的總電流為0.25A時，通過燈泡b、c的電流均為0.125A，由圖像可知，燈泡a兩端的電壓為3.0V，燈泡b兩端的電壓是0.4V，燈泡a的功率為故A錯；B對C、燈泡b的阻值為,故C錯；D、燈泡a的功率為，燈泡b的功率為，所以燈泡a、b的電功率之比為15:1，故D錯；故選B7、CD【解析】

A.質點在x方向做初速度為0、加速度為3m/s2的勻加速直線運動，在y方向做速度為4m/s的勻速直線運動，故A錯誤；B.速度圖像斜率表示加速度即a=故B錯誤；C.由牛頓第二定律可得：質點所受的合外力為F=ma=6N故C正確；D.質點的加速度大小恒定，方向沿x方向，速度方向在y的負方向，加速度與速度方向不在一條直線上，質點初速度的方向與合外力方向垂直，D正確．8、BC【解析】牛頓第二定律在圓周運動中的應用．分析：桿子對小球的作用力可以是拉力，也可以是推力，在最高點，桿子的作用力是推力還是拉力，取決于在最高點的速度．在最低點，桿子一定表現為拉力，拉力和重力的合力提供圓周運動的向心力．

AC、設在最高點桿子表現為拉力，則有，代入數據得，F=-6N，則桿子表現為推力，大小為6N．所以小球對桿子表現為壓力，大小為6N．故A錯誤，C正確．

BD、在最低點，桿子表現為拉力，有，代入數據得，F=54N．在最低點的向心力為故B對、D錯誤故選BC點睛：桿子帶著在豎直平面內的圓周運動，最高點，桿子可能表現為拉力，也可能表現為推力，取決于速度的大小，在最低點，桿子只能表現為拉力．然后利用向心力公式求解即可．9、BCD【解析】

AD.C＝比值定義式，電容表征電容器容納電荷的本領大小，由電容器本身的特性決定，與兩極板間的電壓、所帶的電荷量無關，故A錯誤，D正確；B.對于確定的電容器，C一定，由Q=CU知，Q與U成正比，故B正確；C.電容器所帶的電荷量與電壓比值等于電容，電容與電荷量、電壓無關，所以無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變，故C正確。10、AC【解析】

物體機械能守恒的條件是只有重力或者是彈簧的彈力做功，根據機械能守恒的條件逐個分析物體的受力的情況，即可判斷物體是否是機械能守恒?！驹斀狻緼項：平拋運動的物體只受到重力的作用，所以機械能守恒，故A正確；B項：被勻速吊起的集裝箱，動能不變，重力勢能增大；故機械能增大，故機械能不守恒，故B錯誤；C項：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，物體的機械能守恒，故C正確；D項：物體以a=4故應選AC?！军c睛】本題是對機械能守恒條件的直接考查，分析物體的受力情況，判斷做功情況是關鍵。11、BC【解析】兩點間的電勢差與有無試探電荷無關，則若讓電荷量為2q的點電荷在電場中由A點移到B點，則兩點間的電勢差為仍U，選項C正確，D錯誤；根據W=Uq可知，電場力做功為2W，選項B正確，A錯誤；故選BC.12、ABD【解析】

A.縱坐標之差表示甲乙之間的距離，根據圖象可知tl時刻，兩者相距最遠，故A正確；BD.在位移-時間圖象中，斜率表示物體的速度，由圖象可知乙的斜率先負后正，即乙物體先向負方向運動，t1時刻以后反向向正方向運動，斜率大小先減小后增大，乙的速度先減小后增大，故BD正確；C.圖象的交點表示甲、乙兩物體相遇，t2時刻之前甲在乙的前面，則t2時刻，乙物體追上甲，故C錯誤．二．填空題(每小題6分，共18分)13、D乙0.3690.376【解析】

第一空.A.打點計時器應接交流電源，故A錯誤；B.開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故B錯誤；C.我們可以通過打點計時器計算時間，不需要秒表，故C錯誤；D.測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度，故D正確.故填D.第二空.計算B點瞬時速度時，若按甲同學的方法用，即認為紙帶下落的加速度為g，則不需要計算速度vB的值也會有：，故甲的數據處理方法錯誤，應該選用乙同學的：某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，，故乙同學正確.第三空.B點的瞬時速度為：，那么此時重物的動能.第四空.從初始位置O到打下計數點B的過程中，重錘的重力勢能的減少量為：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.192J≈0.376J.14、AD1.