2023-2024学年上海市华师大第一附属中学物理高一第二学期期末统考试题含解析

2023-2024学年上海市华师大第一附属中学物理高一第二学期期末统考试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（）A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒B．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动D．槽将不会再次与墙接触2、(本题9分)如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（）A．32J，4W B．32J，8WC．16J，8W D．16J，4W3、(本题9分)如图所示，一个小球质量为m，初始时静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为A．mgR B．2mgR C．2.5mgR D．3mgR4、(本题9分)两位同学在练习投掷飞镖可视为质点时，他们将两飞镖分别从同一竖直线上的A、B两点水平拋出，两飞镖恰好能在P点相遇，如图所示不考虑空气阻力，则A．两个飞镖一定同时抛出B．两个飞镖抛出的初速度相同C．A处飞镖先抛出D．A处飞镖抛出时的速度大于B处飞镖抛出时的速度5、(本题9分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的两颗星组成的双星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已知双星系统中星体A的质量为2m，星体B的质量为m，两星体相距为L，同时绕它们连线上某点做匀速圆周运动，引力常量为G．下列选项正确的是（）A．星体A运动的周期为 B．星体A运动的轨道半径为C．星体B运动的线速度为 D．星体B运动的角速度为6、(本题9分)手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。如图甲所示，某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4调至卡位1增大倾角(如图乙)，电脑始终处于静止状态，则()A．电脑受到4个力的作用B．电脑受到的合力变大C．散热器对电脑的作用力方向竖直向上D．电脑受到的重力和支持力的合力变小7、(本题9分)若一个恒力对某做直线运动的物体做负功，则下列说法正确的是A．这个力一定阻碍物体的运动B．这个物体的动能一定增大C．这个力可能与物体的运动方向相同D．这个力的方向与物体的位移方向的夹角一定大于90°8、(本题9分)嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走．我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，该卫星先在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，再经变轨后成功落月．已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则以下说法正确的是A．物体在月球表面自由下落的加速度大小为B．“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为C．月球的平均密度为D．在月球上发射月球卫星的最小发射速度为9、(本题9分)在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是A．伽利略发现了行星运动的规律B．卡文迪许通过实验测出了引力常量C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献10、(本题9分)质量相同的两物块A、B，用不可伸长的轻绳跨接在光滑的轻质定滑轮两侧，物块B套在一光滑的细杆上，初始时用一水平力F把B拉到如图所示位置。使A、B均处于静止状态。撤去水平力F后，A向下运动，B向右运动，从开始运动到B运动到滑轮正下方的过程中，下列说法正确的是（）A．物块A重力势能的减少量等于A、B两物块动能的增加量B．物块A的速度大于物块B的速度C．物块A的动能一直增大D．细绳对物块A做的功等于物块A机械能的变化量11、(本题9分)如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应．若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U．已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为．则下列说法中正确的是A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向上B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/212、(本题9分)质量为2kg的物体竖直向上抛出，物体动能E随上升的高度h的变化关系如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得A．所受阻力大小为10NB．所受阻力大小为30NC．上升2m过程中，机械能减小20JD．上升2m过程中，机械能减小60J二．填空题(每小题6分，共18分)13、实验装置如图所示，利用自由落体运动验证机械能守恒定律。（1）为验证机械能守恒定律，下列物理量中，需用工具直接测量的有_______，通过计算间接测量的有_______A．重物的质量B．重力加速度C．重物下落的高度D．重锤下落的瞬时速度（2）关于本实验的误差，下列说法中不正确的是________A．选择质量较小的重物，有利于减小误差B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带有利于减小误差C．先松开纸后接通电源会造成较大的误差D．本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用（3）在实验中，质量为m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，那个打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp=________J，此过程中物体动能的增加量Δ（4）本实验中，纸带记录的点到起点O的距离为h,打对应点时重物的速度为v,若以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v214、(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s（结果保留两位有效数字）；（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J；g取9.8m/s2（结果保留两位有效数字）（3）通过计算表明数值上△EP>△Ek，这可能是因为_________15、如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：(1)该同学采用的实验方法为________．A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法D．微小量放大法(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/m•s-11.01.52.02.53.0v2/m2•s-21.02.254.06.259.0F/N0.882.003.505.507.90①请在图乙中作出F-v2图线_____；②若圆柱体运动半径r＝0.3m，由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m＝_____kg．(结果保留两位有效数字)三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道．求摩托车在直道上行驶所用的最短时间．有关数据见表格．启动加速度a14m/s2制动加速度a28m/s2直道最大速度v140m/s弯道最大速度v220m/s直道长度s218m某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v1=40m/s,然后再减速到v2=20m/s，t1==…;

t2==…;

t=t1+t2你认为这位同学的解法是否合理?若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果．17、（10分）(本题9分)如图所示，一长度LAB＝4m、倾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度LBC＝2m，离地面高度H＝1.6m，下方有一半球体与水平台相切，半球体半径r＝1m，OD与水平面夹角为α＝53°，整个轨道处于竖直平面内。一物块b（可视为质点）静止于C处，在斜面顶端A处由静止释放另一物块a（可视为质点），物块a下滑到C处与物块b发生弹性碰撞，物块a与物块b碰撞后，物块b恰好落在D点。已知物块a与BC间的动摩擦因数μ＝0.1，忽略空气阻力，g取10m/s2（sin53°＝，cos53°＝）。求（1）物块a与物块b碰撞前的速度大小；（2）碰撞后物体b速度大小；（3）求物块a最终停在何处。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】小球从AB的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，在小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，选项AB错误；当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，C错误；因为全过程中，整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量，最终槽将与墙不会再次接触，D正确．【点睛】判断系统动量是否守恒关键是明确系统是否受到外力的作用，故在应用动量守恒定律时一定要明确是哪一系统动量守恒．2、D【解析】力F所做的功为，平均功率为，故D正确．点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．3、C【解析】试题分析要通过竖直光滑轨道的最高点C，在C点有重力提供向心力，对小球，由动能定理，，联立解得，选项C正确．考点：竖直平面内的圆周运动；动能和动能定理．4、C【解析】要使AB相遇，一定是同时到达交点的位置，根据知，A的高度大，A运动的时间要长，所以一定是A先抛出，故A错误，C正确．相遇时的水平位移相等，根据：x=v0t，所以：，A的高度大，A运动的时间要长，所以一定是A的速度小．故BD错误．故选C．点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．5、C【解析】

双星系统围绕两星体间连线上的某点做匀速圆周运动，设该点距星体A为r1，距星体B为r2，对星体A，有①对星体B，有②根据题意有③由①②③得根据所以由①②得：④由③④得，且故C正确，ABD错误。故选C。6、C【解析】

笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力三个力的作用，电脑处于平衡状态，合力始终为零；故AB错误；受力分析，如图所示：散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力，与重力平衡，可知散热器对电脑的作用力方向竖直向上。故C正确；

根据平衡条件，有：N=mgcosθ；f=mgsinθ；由原卡位4调至卡位1，角度θ增大，则静摩擦力增大，根据三力平衡的特点可知，重力和支持力的合力变大。故D错误；故选C。7、AD【解析】

A．某个力对物体做负功，则这个力一定阻碍物体的运动；故A正确.B．物体动能的变化由合外力做功衡量，而只知道一个力做负功不能确定合力做功情况，则不能确定动能是否增大；故B错误.CD．力对物体做负功，可知此力与物体的运动方向的夹角为钝角或180°角；故C错误，D正确.8、AC【解析】

在月球表面，重力等于万有引力，则得：；对于“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动过程，由万有引力提供向心力得：；解得：，故A正确．“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动，轨道半径为r=R+h，则它绕月球做匀速圆周运动的速度大小为，故B错误．由上式得：月球的质量为M=，月球的平均密度为ρ=M/V，而V=4πR3/3，解得月球的平均密度为，故C正确．设在月球上发射卫星的最小发射速度为v，则有：，即，故D错误．故选AC．【点睛】本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力近似等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答．9、BD【解析】试题分析：行星运动定律由开普勒、牛顿等人发现，选项A错误．库仑测量出静电力常数，选项B错误．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项C错误．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献，选项D正确．考点：本题考查了物理学史．10、AD【解析】

A．把AB两物块（包括细绳）看成一个系统，系统所受合力为零，所以系统机械能守恒，物块A重力势能的减少量等于A、B两物块动能的增加量，故A正确；B．如图所示所以，故B错误；C．当B运动到滑轮正下方时，B的速度在竖直方向的分量为0，所以此时A的速度为0，则在这个过程中A的速度先增大后减小，动能先增大后减小，故C错误；D．对A受力分析，A受重力和细绳拉力，根据功能关系可知：除重力以为其他力做的功等于物体机械能的变化量，故D正确。故选AD。11、AD【解析】试题分析：电流向右、磁场向内，根据左手定则，安培力向上；电流是电子的定向移动形成的，洛伦兹力也向上；上极板聚集负电荷，下极板带正电荷，下极板电势较高；AB错误；电子最终达到平衡，有：evB=e则：U=vBh电流的微观表达式：I=nevS=nevhd则：v=，代入得：U=只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U，C错误；只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为，D正确；考点：本题考查电势、洛伦兹力．12、AC【解析】

AB.对物体受力分析后列动能定理得：-mgh-fh=△Ek，由图象得：h=2m，△Ek=-60J，代入解得：f=10N，故A正确，B错误；CD.除重力外其他力做功等于机械能变化量，除重力外，只有阻力做功，克服阻力做功：Wf=fh，解得：Wf=20J，则机械能减小20J，故C正确，D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）C；D（2）A（3）2.28；2.26（4）过原点的倾斜直线；重力加速度【解析】

第一空、第二空．重物在下落过程中动能的增加量为12mv第三空．为减小重物所受空气阻力，应该选择质量较大、体积较小的重物，有利于减小误差，故A错误；选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差，故B正确；一般是先接通电源，后释放纸带，所以松开纸后接通电源会造成较大的误差，故C正确；本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，故D正确。本题选不正确的，故选A。第四空．从打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量为△Ep＝mghOB＝1×9.8×23.25×10−2J＝2.28J；第五空．打下B点时，重物的速度为vB＝OC-OA2T＝(32.50-15.50)×10-22×0.04m/s＝2.125m/s，由于初速度为零，则重物动能的增加量为△Ek＝1214、0.980.490.48存在摩擦阻力【解析】

重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．【详解】（1）利用匀变速直线运动的推论：（2）重力势能减小量：△Ep=mgh=1×