2022-2023學(xué)年上海魯迅中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末經(jīng)典試題含解析

2022-2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，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(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正確的是()A．a(chǎn)一定比b先開始滑動(dòng)B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C．兩物體相對(duì)圓盤未滑動(dòng)時(shí)，向心加速度大小相等D．ω＝時(shí)，a所受摩擦力大小為2、質(zhì)量為m的小球從桌面上豎直拋出，桌面離地高度為，小球能達(dá)到的最大離地高度為．若以桌面作為重力勢能等于零的參考平面，不計(jì)空氣阻力，那么小球落地時(shí)的機(jī)械能為（）．A． B． C． D．3、(本題9分)如圖，彈性輕繩的一端套在手指上，另一端與彈力球連接，用手將彈力球以某一豎直向下的初速度拋出，拋出后手保持不動(dòng)。從球拋出瞬間至球第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中（彈性輕繩始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力），下列說法正確的是（）A．繩剛伸直時(shí)，球的動(dòng)能最大B．該過程中，球的機(jī)械能守恒C．該過程中，重力對(duì)球做的功等于球克服繩的拉力做的功D．該過程中，輕繩的彈性勢能和小球的動(dòng)能之和一直增大4、如圖所示，將一小球以10m/s的速度水平拋出，落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角恰為45°，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則（）A．小球拋出點(diǎn)離地面的高度15m B．小球拋出點(diǎn)離地面的高度10mC．小球飛行的水平距離10m D．小球飛行的水平距離20m5、如圖所示，AB為豎直面內(nèi)圓弧軌道，半徑為R，BC為水平直軌道，長度也是R．一質(zhì)量為m的物體，與兩個(gè)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，現(xiàn)使物體從軌道頂端A由靜止開始下滑，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為（）A．μmgRB．μmgπRC．mgRD．（1﹣μ）mgR6、(本題9分)如圖所示，水平面上有一物體A通過定滑輪用細(xì)線與玩具汽車B相連，汽車向右以速度v作勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線OA、OB與水平方向的夾角分別為α、β時(shí)，物體A移動(dòng)的速度為A． B． C． D．7、(本題9分)一個(gè)連同裝備總質(zhì)量M=100kg的宇航員，脫離飛船進(jìn)行太空行走后，在與飛船相距d=45m的位置與飛船保持相對(duì)靜止．所帶氧氣筒中還剩有m0=0.5kg氧氣，氧氣除了供他呼吸外，還需向與飛船相反方向噴出一部分氧氣以獲得使他回到飛船反沖速度v′，為此氧氣筒上有可使氧氣以v=50m/s速度噴嘴．按照物理原理：如果一次性噴出氧氣質(zhì)量為m，噴氣速度為v，則其獲得反沖速度v′=mv/M，已知耗氧率為R=2.5×10-4kg/s（即每秒鐘呼吸消耗氧氣量）．則為保證他安全返回飛船，一次性噴出氧氣質(zhì)量m可能為（）A．0.04kgB．0.25kgC．0.35kgD．0.46kg8、如圖甲所示，光滑平臺(tái)上的物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車B上，車與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不計(jì)，圖乙為物體A與小車B的v-t圖象，由此可知A．小車上表面長度B．物體A與小車B的質(zhì)量之比C．物體A與小車B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)D．小車B獲得的動(dòng)能9、(本題9分)空降兵是現(xiàn)代軍隊(duì)的重要兵種．一次訓(xùn)練中，空降兵從靜止在空中的直升機(jī)上豎直跳下（初速度可看做0,未打開傘前不計(jì)空氣阻力），下落高度h之后打開降落傘，接著又下降高度H之后，空降兵達(dá)到勻速，設(shè)空降兵打開降落傘之后受到的空氣阻力與速度平方成正比，比例系數(shù)為k，即f=kv2，那么關(guān)于空降兵的說法正確的是（）A．空降兵從跳下到下落高度為h時(shí)，機(jī)械能損失小于mghB．空降兵從跳下到剛勻速時(shí)，重力勢能一定減少了mg（H+h）C．空降兵勻速下降時(shí)，速度大小為mg/kD．空降兵從跳下到剛勻速的過程，空降兵克服阻力做功為10、(本題9分)研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)．假設(shè)這種趨勢會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A．向心加速度變大 B．距地面的高度變大C．線速度變小 D．角速度變大11、(本題9分)關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．周期不變 B．線速度不變C．向心加速度不變 D．角速度不變12、(本題9分)如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，他們將光滑的長木板固定在桌面上，甲、乙兩小車放在木板上，并在小車上安裝好位移傳感器的發(fā)射器，且在兩車相對(duì)面上涂上黏性物質(zhì).現(xiàn)同時(shí)給兩車一定的初速度，使甲、乙沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞后兩車粘在一起，兩車的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.甲、乙兩車質(zhì)量(含發(fā)射器)分別為1kg和8kg，則下列說法正確的是()A．兩車碰撞前總動(dòng)量大于碰撞后總動(dòng)量B．碰撞過程中甲車損失的動(dòng)能是169C．碰撞后兩車的總動(dòng)能比碰前的總動(dòng)能小D．兩車碰撞過程為彈性碰撞二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）某探究小組想利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，如圖甲所示．框架上裝有可上下移動(dòng)位置的光電門1和固定不動(dòng)的光電門2；框架豎直部分緊貼一刻度尺，零刻度線在上端，可以測量出兩個(gè)光電門到零刻度線的距離和；框架水平部分用電磁鐵吸住一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵塊，小鐵塊的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對(duì)齊．切斷電磁鐵線圈中的電流時(shí)，小鐵塊由靜止釋放，當(dāng)小鐵塊先后經(jīng)過兩個(gè)光電門時(shí)，與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小和．小組成員多次改變光電門1的位置，得到多組和的數(shù)據(jù)，建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線，得出圖線的斜率為k．⑴當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______(用k表示)．⑵若選擇光電門2所在高度為零勢能面，則小鐵塊經(jīng)過光電門1時(shí)的機(jī)械能表達(dá)式為______________(用題中物理量的字母表示)．⑶關(guān)于光電門1的位置，下面哪個(gè)做法可以減小重力加速度的測量誤差（___）A．盡量靠近刻度尺零刻度線B．盡量靠近光電門2C．既不能太靠近刻度尺零刻度線，也不能太靠近光電門214、（10分）如圖所示，為“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。已知a、b小球的質(zhì)量分別為ma、mb，半徑相同，圖中P點(diǎn)為單獨(dú)釋放a球的平均落點(diǎn)，M、N是a、b小球碰撞后落點(diǎn)的平均位置.(1)本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是___________.A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端的切線水平C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速度釋放D．入射球與被碰球滿足ma=mb(2)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要測量OP間的距離x1、OM間的距離x2和___________.(3)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒，需驗(yàn)證的關(guān)系式是___________.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）(本題9分)a、b兩顆衛(wèi)星均在赤道正上方繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，a為近地衛(wèi)星，b衛(wèi)星離地面高度為3R，己知地球半徑為R，表面的重力加速度為g，試求：（1）a、b兩顆衛(wèi)星周期分別是多少？（2）a、b兩顆衛(wèi)星速度之比是多少？（3）若某吋刻兩衛(wèi)星正好同時(shí)通過赤道同--點(diǎn)的正上方，則至少經(jīng)過多長時(shí)間兩衛(wèi)星相距最遠(yuǎn)？16、（12分）在一次籃球比賽中，一籃球斜向上拋出后從最高點(diǎn)至著地點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為，兩點(diǎn)間的水平距離為，忽略空氣阻力，重力加速度為。求：（1）籃球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）最高點(diǎn)與著地點(diǎn)的高度差；（3）籃球著地時(shí)的速度大小。17、（12分）(本題9分)如圖，半徑R＝0.9m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長為L＝1m的水平軌道相切于B點(diǎn)，BC離地面高h(yuǎn)＝0.45m，C點(diǎn)與一傾角為θ＝30o的光滑斜面連接．質(zhì)量m＝1.0kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，g＝10m/s1．求：⑴小滑塊剛到達(dá)圓弧的B點(diǎn)時(shí)軌道的支持力大小；⑵小滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間．

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、D【解析】

A.根據(jù)kmg=mrω2知，小木塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界角速度，b轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑較大，則臨界角速度較小，可知b一定比a先開始滑動(dòng)，故A錯(cuò)誤。B.根據(jù)f=mrω2知，a、b的角速度相等，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不等，質(zhì)量相等，可知a、b所受的摩擦力不等，故B錯(cuò)誤。C.兩物體相對(duì)圓盤未滑動(dòng)時(shí)，向心加速度a=ω2r可知，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不等，向心加速度大小不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.當(dāng)ω=時(shí)，a所受的摩擦力f=mlω2=kmg，故D正確。2、D【解析】

小球運(yùn)動(dòng)過程中，只受重力作用，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式求解即可?！驹斀狻啃∏蜻\(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，有小球落地時(shí)的機(jī)械能故選D?！军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵根據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球的機(jī)械能總量不變，小球任意位置的機(jī)械能都等于初位置和最高點(diǎn)的機(jī)械能。3、D【解析】

A、繩伸直前，球在做加速運(yùn)動(dòng)。繩伸直以后，開始階段，重力大于繩的拉力，合力向下，球的速度增大，故球的動(dòng)能增大，當(dāng)重力與拉力相等時(shí)球的速度最大，動(dòng)能最大，故A錯(cuò)誤；B、由于繩的拉力對(duì)球做功，所以球的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C、該過程中，由于球的動(dòng)能減小，根據(jù)動(dòng)能定理知重力對(duì)球做的功與繩的拉力做的功之和為負(fù)值，所以重力對(duì)球做的功小于球克服繩的拉力做的功，故C錯(cuò)誤；D、由于只有重力和彈性繩的彈力做功，所以球、繩和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則輕繩的彈性勢能、小球的動(dòng)能和重力勢能之和保持不變，重力勢能一直在減小，則輕繩的彈性勢能和小球的動(dòng)能之和一直增大，故D正確；4、C【解析】

AB.根據(jù)平拋規(guī)律：求得：落地豎直速度，豎直方向：，計(jì)算得：，AB錯(cuò)誤CD.根據(jù)豎直方向，解得，水平方向，C正確D錯(cuò)誤5、D【解析】以物體為研究對(duì)象，全程由動(dòng)能定理可知，mgR+Wf+W=0，其中W=-μmgR，解得Wf=μmgR-mgR=（μ-1）mgR，故AB段克服摩擦力做功為W克=（1-μ）mgR，所以D正確，ABC錯(cuò)誤．6、B【解析】對(duì)A物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解，則有沿著繩子方向的速度大小為，對(duì)B物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解，則有沿著繩子方向的速度大小為，由于沿著繩子方向速度大小相等，所以則有，即，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤；故選B．【點(diǎn)睛】分別對(duì)A、B物體速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系及沿著繩子方向速度大小相等，可知兩物體的速度大小關(guān)系．7、BC【解析】已知M=100kg，d=45m，m0=0.5kg，v=50m/s，R=2.5×10?4kg/s，設(shè)噴出氧氣的質(zhì)量為m，返回的時(shí)間為t，則返回速度v′=mv/M==0.5m，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=d/v′=

①宇航員耗氧：Rt=m0?m，即2.5×10?4×t=0.5?m，t=4000×(0.5?m)=，即400m2?200m+9=0，解得m1=0.05kg，m2=0.45kg，所以0.05kg<m<0.45kg.故AD錯(cuò)誤，BC正確．故選BC.點(diǎn)睛：一次性噴出的氧氣質(zhì)量為m，根據(jù)題意得出宇航員及裝備獲得反沖速度，再根據(jù)速度公式求出宇航員返回飛船的時(shí)間，得出此段時(shí)間內(nèi)宇航員消耗的氧氣和一次性噴出的氧氣質(zhì)量以及總氧氣質(zhì)量之間的關(guān)系，聯(lián)立方程進(jìn)行求解，最終得出一次性噴出氧氣質(zhì)量的范圍．8、BC【解析】

A．由圖象可知，A和B最終以共同速度v1勻速運(yùn)動(dòng)，則不能確定小車上表面長度，故A錯(cuò)誤；B．由動(dòng)量守恒定律得：解得：故可以確定物體A與小車B的質(zhì)量之比，故B正確；C．由圖象可以知道A相對(duì)小車B的位移為兩者的位移之差：根據(jù)能量守恒得：根據(jù)所求的質(zhì)量關(guān)系，可以解出動(dòng)摩擦因數(shù)，故C正確；D．由于只知兩車的質(zhì)量比值而小車B的質(zhì)量無法求得，故不能確定小車B獲得的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。9、BD【解析】

空降兵從跳下到下落高度為h的過程中，只有重力做功，機(jī)械能不變。故A錯(cuò)誤；空降兵從跳下到剛勻速時(shí)，重力做功為：mg（H+h），重力勢能一定減少了mg（H+h）。故B正確；空降兵勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力大小相等，所以：kv2=mg，得：．故C錯(cuò)誤；空降兵從跳下到剛勻速的過程，重力和阻力對(duì)空降兵做的功等于空降兵動(dòng)能的變化，即：mg（H+h）-W阻=mv2。得：W阻=mg（H+h）-m?（）2=mg（H+h）-．故D正確。10、BC【解析】

地球同步衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有：可得衛(wèi)星周期，可知周期變大時(shí)，衛(wèi)星距地面高度h增大；衛(wèi)星的線速度，可知衛(wèi)星離地高度h變大時(shí)，衛(wèi)星的線速度變??；向心加速度，可知衛(wèi)星離地高度h變大時(shí)，衛(wèi)星的向心加速度變??；角速度，可知周期變大時(shí)，角速度變?。訠C正確，AD錯(cuò)誤．故選BC.11、AD【解析】試題分析：勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大小不變，方向變化，是變速運(yùn)動(dòng)；加速度方向始終指向圓心，加速度是變化的，是變加速運(yùn)動(dòng)；角速度的大小和方向都不變．解：A、勻速圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的時(shí)間叫做周期，是不變的，故A正確；B、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變，方向變化，是變速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終指向圓心，加速度是變化的，是變加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不變，故D正確；故選AD．【點(diǎn)評(píng)】矢量由大小和方向才能確定的物理量，所以當(dāng)矢量大小變化、方向變化或大小方向同時(shí)變化時(shí)，矢量都是變化的．12、BC【解析】

A.設(shè)a、b兩車碰撞前的速度大小為v1、v2，碰后的速度大小為v3，根據(jù)x-t圖象表示速度，結(jié)合題圖乙得v1=2m/s，v2=1m/s，v3p碰后總動(dòng)量：p兩車碰撞前總動(dòng)量等于碰撞后總動(dòng)量，故A不符合題意；B.碰撞前a車動(dòng)能為E碰撞后a車動(dòng)能為E所以碰撞過程中a車損失的動(dòng)能是Δ故B符合題意。C.碰前a、b兩車的總動(dòng)能為1碰后a、b兩車的總動(dòng)能為1故C符合題意；D.兩車碰撞過程中機(jī)械能不守恒，發(fā)生的是完全非彈性碰撞，故D不符合題意。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、C【解析】

（1）以0刻度線為零勢能面，小鐵塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mv12-mgx1=mv22-mgx2

整理得：v22-v12=2g（x2-x1）

所以圖象的斜率k=2g，解得：g=；

（2）小鐵塊經(jīng)過光電門1時(shí)的機(jī)械能等于小鐵塊經(jīng)過光電門1時(shí)的動(dòng)能加上勢能，若選擇刻度尺零刻度線所在高度為零勢能面，則有：

E1=mv12-mgx1

=mv12-mkx1

（3）用電磁鐵釋放小球的缺點(diǎn)是，當(dāng)切斷電流后，電磁鐵的磁性消失需要一時(shí)間，鐵球與電磁鐵鐵心可能有一些剩磁，都會(huì)使經(jīng)過光電門1的時(shí)間較實(shí)際值大，引起誤差，并適當(dāng)增大兩光電門A、B間的距離，使位移測量的相對(duì)誤差減小，所以C正確．14、BCON間的距離x3(或)【解析】

第一空.A.“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜槽是否光滑沒有要求，故A錯(cuò)誤；B.要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平，故B正確；C.要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確；D.為