2023-2024学年上海市嘉定二中高一物理第二学期期末联考试题含解析

2023-2024学年上海市嘉定二中高一物理第二学期期末联考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、如图所示为一质点作直线运动的速度—时间图象，下列说法中正确的是A．ab段与bc段的速度方向相反B．bc段与cd段的加速度方向相反C．ab段质点的平均速度为3m/sD．ab段质点的加速度大小为4m/s22、(本题9分)如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为()A．2J B．1J C．5J D．7J3、(本题9分)如图所示，完全相同的三个小球a、b、c从距离地面同一高度处以等大的初速度开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。以下说法不正确的是A．三个小球不同时落地B．b、c所能达到的最大高度相同C．三个小球落地时的速度大小相等D．落地之前，三个小球在任意相等时间内动量的增量相同4、2020年，中国将发射卫星进行火星探测.已知火星的半径是地球的k1倍，质量是地球的k2倍，地球表面的重力加速度大小为g，则火星表面的重力加速度大小为（

）A． B． C． D．5、(本题9分)太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源，使卫星的寿命延长10年或更长。假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，且轨道半径为地球同步卫星的，且运行方向与地球自转方向相同。下列说法正确的是A．“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度B．“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍C．站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动D．“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救6、(本题9分)如图所示，一质量为m的小孩(可视为质点做杂技表演。一不可伸长的轻绳一端，固定于距离水平安全网高为H的O点，小孩抓住绳子的另一端P点，从与O点等高的位置由静止开始向下摆动，小孩运动到绳子竖直时，松手，离开绳子做平抛运动，落到安全网上。已知P点到O点的距离为l(0<l<H)，空气阻力不计。下列说法正确的是A．l越大，小孩在O点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力越大B．l越小，小孩在O点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力越大C．当l=时，小孩在安全网上的落点距O点的水平距离为HD．当l=时，小孩在安全网上的落点距O点的水平距离为2H7、在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v－t图，可能正确的是：（）A． B． C． D．8、如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路（）A．充电时，通过R的电流不变B．若R增大，则充电时间变长C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变9、(本题9分)一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A．将电压变为U/2B．将带电荷量变为2QC．将极板间的距离变为d/2D．两板间充满介电常数为2的电介质10、(本题9分)图示为一皮带传送装置，a、b分别是两轮边缘上的点，a、b、c的半径之比为3∶2∶1.以v1、v2、v3分别表示这三点线速度的大小，以ω1、ω2、ω3分别表示三点的角速度大小，则以下关系正确的是()．A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1 B．v1∶v2∶v3＝3∶3∶1C．ω1∶ω2∶ω3＝3∶2∶3 D．ω1∶ω2∶ω3＝2∶3∶211、半径分别为2R和R的两个半圆，分别组成如图甲、乙所示的两个光滑圆弧轨道，一小球先后从同一高度下落，分别从如图甲、乙所示的开口竖直向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并能从开口竖直向下的半圆轨道的最高点通过．空气阻力不计．下列说法正确的是()A．图甲中小球对轨道最高点的压力比图乙中小球对轨道最高点的压力大B．图甲中小球在轨道最高点的角速度比图乙中小球在轨道最高点的角速度小C．图甲中小球在轨道最低点的向心力比图乙中小球在轨道最低点的向心力小D．图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大12、2019年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火衛，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星．该卫星发射过程为：先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到桶圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入同步卫星轨道1．轨道1，2相切于P点，轨道2、1相切于Q点．忽略卫星质量的变化，则该卫星A．在轨道1上的运行周期为24hB．在轨道1上的运行速率大于7.9km/sC．在轨道1上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度D．在轨道2上由P点向Q点运动的过程中，地球引力对卫星做负功，卫星的动能减少二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的交流电荷直流电两种。重锤从高处静止开始下落，重锤上拖着的纸袋打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带E.测量纸带上某些点间的距离F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。答：________________________________________________________________________________________________________（2）某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）。该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为____________，而动能的增加量为____________，（均保留3为有效数字，重锤质量用m表示）。这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量____________动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”）原因是____________；该同学又在纸带上继续选取计数点D、E、F······后，测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘-h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的-h图象是图中的________________。14、（10分）(本题9分)某同学用以下器材,验证力的平行四边形定则并测量橡皮筋的劲度系数：刻度尺、橡皮筋、装有水的矿泉水瓶(总质量为)、量角器和细线若干条,实验时始终没有超过橡皮筋的弹性限度.a.将橡皮筋上端固定,下端系一段细线1,让其自然下垂,用刻度尺测出橡皮筋的长度为;b.将矿泉水瓶通过细线连接在橡皮筋下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时橡皮筋的长度;c.如图所示,用另一根细线2的一端系在细线1与橡皮筋结点处,通过细线2的另一端将矿泉水瓶缓慢拉起,该过程中保持细线2与橡皮筋垂直,用量角器测得最终橡皮筋偏离竖直方向的夹角为,并用刻度尺测出此时橡皮筋的长度为.(1)若当地的重力加速度大小为,则橡皮筋的劲度系数___________.(2)若满足_____________.则说明力的平行四边形定则成立.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0×104kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g=10 （1）飞机滑跑过程中加速度a的大小；（2）飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P。16、（12分）(本题9分)如图所示，小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到B点时消除外力．然后，小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处．试求：（1）小球运动到C点时的速度；（2）A、B之间的距离．17、（12分）(本题9分)如图所示，长度为L的细绳上端固定在天花板上O点，下端拴着质量为m的小球．当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为θ=60°，此时小球静止于光滑的水平面上．（1）当球以角速度ω1=做圆锥摆运动时，水平面受到的压力N是多大？（2）当球以角速度ω2=做圆锥摆运动时，细绳的张力T为多大？

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、C【解析】

A.ab段与bc段质点的速度均为正，则速度方向相同；故A错误.B.根据图象的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度方向，则知bc段与cd段的加速度方向相同；故B错误.C.ab段质点做匀加速直线运动，其平均速度v=D.ab段质点的加速度大小为a=Δv2、D【解析】

当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为：W=3J+4J=7J，D正确，ABC错误。故选D。3、B【解析】

本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功，机械能守恒；同时可以根据动量定理判断动量的变化。【详解】a球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，b做竖直上抛运动，c做斜上抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，所以三个小球运动的时间不等，不同时落地，故A正确。b、c两球初始高度相同，分别做竖直上抛和斜上抛运动，开始时沿竖直方向向上的分速度c小，b大，所以b上升的最大高度大，c上升的最大高度小，故B不正确；小球运动过程中，只有重力做功，机械能均守恒，则有：，得：，知三个小球初位置的高度h和初速度大小都相等，则落地时速度v大小相等，故C正确；三个小球的质量相等，根据动量定理可知，三个小球在任意相等时间内动量的增量为，则是相等的，故D正确。本题选不正确的，故选B。【点睛】三个小球都是只受重力作用，所以都做匀变速运动；根据竖直方向分运动关系分析运动时间关系，并确定最大高度关系。三个球都只有重力做功，机械能均守恒，故可得到落地时动能相等，则速度的大小相等。根据动量定理可知任意相等时间内动量的增量相同。4、D【解析】

由得到：，已知火星半径是地球半径的k1倍，质量是地球质量的k2倍，则，所以

，故D正确；故选D。【点睛】通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法。​5、A【解析】

A.由万有引力提供向心力，则有：可得：，可知“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度，故选项A符合题意；B.由万有引力提供向心力，则有：可得：，可知“轨道康复者”运行速度等于同步卫星运行速度的倍，故选项B不符合题意；C.由万有引力提供向心力，则有：可得：，由于同步卫星与地面上的人角速度相等，可知“轨道康复者”运行角速度比人要大，所以站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向东运动，故选项C不符合题意；D.“轨道康复者”可以从高轨道减速从而对低轨道上的卫星进行拯救，故选项D不符合题意。6、C【解析】

AB.从P到O点正下方，根据动能定理可得：mgl＝mv2；在最低点根据牛顿第二定律可知：F-mg=，解得：F=3mg，则小孩在O点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力是定值，与绳长无关，选项AB错误；CD.当l=时，到达最低点的速度为：；做平抛运动，则：，小孩在安全网上的落点距O点的水平距离为x=vt=H，选项C正确，D错误.7、CD【解析】

根据楞次定律的“来拒去留”可知线框受到向上的安培力，线框由静止向下做加速运动，设线框的有效切割磁感线的长度为L，线框的电阻为R，则有，根据欧姆定律可得，故，根据牛顿第二定律可得，故，运动过程中，L在变大，v在变大，故加速度在减小，即速度时间图像的斜率再减小，故AB错误；由于不知道当线框完全进入磁场时重力和安培力的关系，所以之后线框的速度可能继续增大，可能恒定不变，故CD正确8、BCD【解析】本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A错误；当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B正确；若C增大，根据Q=CU，电容器的带电荷量增大，选项C正确；当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D正确．点睛：本题源自于2009年江苏高考物理卷的第5题，以闪光灯发光问题为背景考查电容器的充放电问题，解题的关键是要弄清电路的工作原理和电容器9、CD【解析】

电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与极板间的电压和所带电荷量无关，所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，故AB错误．由电容器的决定式可知，要使电容器的电容加倍，可采取的方式是：①将极板间的距离变为；②将电解质换为介电常数为原来的介电常数为2的电介质；故CD正确.【点睛】改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，由电容器的决定式我们可以知道通过改变正对面积S，介电质常数，极板间的距离d来改变电容．10、BD【解析】

a、c两点共轴转动，角速度相等，则有：ω1：ω3=1：1a、c两点到转轴O1的距离之比为3：1，则结合v=rω知：v1：v3=3：1．a、b两点同缘转动，则线速度相等，即v1∶v2＝1∶1根据v=rω，a、b的半径之比为3∶2，则ω1∶ω2＝2∶3则v1∶v2∶v3＝3∶3∶1ω1∶ω2∶ω3＝2∶3∶2故AC错误，BD正确；故选BD．点睛：解决本题的关键知道线速度、角速度的关系，以及知道共轴转动，角速度相等；同缘转动线速度相等．11、BD【解析】

A.小球下落高度相同，根据动能定理可知，mgh=mv12，则小球在最高点时，速度大小相等，根据向心力公式可知，F+mg=m，图甲中上方轨道半径大，故轨道对小球的压力小，根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力小，故A错误．B.根据v=ωR可知，图甲中小球在最高点的角速度小，故B正确．

CD.小球运动到最低点的过程中，mgH=mv22，高度H相同，故在最低点的速度相等，根据向心力公式可知，F-mg=m，图甲中下方轨道半径小，小球对轨道最低点的向心力大，压力大，故C错误，D正确．12、ACD【解析】

A．在轨道1为同步卫星轨道，故在轨道1上运行周期为24h，故A正确；B．7.9km/s是地球第一宇宙速度大小，而第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是近地卫星运行速度，故同步轨道1上卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；C．在同一点Q，卫星受到的万有引力相同，在轨道1上万有引力提供向心力，在轨道2上卫星在Q点做近心运动，则万有引力大于向心力，即，则在轨道1上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度，故C正确；D．卫星在轨道2上无动力运行时，由近地点P向远地点Q运动过程中，地球对卫星的引力做负功，势能增加，而卫星的机械能保持不变，故其动能减小，故D正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、B说法错误，打点计时器应接在交流电源上。C本实验可以不测重锤的质量。D说法错误，应先打开电源，在释放纸带小于重锤在下落的过程由阻力的作用，减小的重力势能没有全部转化为重锤的动能。A【解析】

（1）[1]B说法错误，打点计时器应接在交流电源上。C本实验可以不测重锤的质量。D说法错误，应先打开电源，在释放纸带（2）[2]重锤重力势能的减少量为[3]打点计时器打下B点的速度，所以重锤增加的动能为[4]这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量小于动能的增加量[5]重锤在下落的过程由阻力的作用，减小的重力势能没有全部转化为重锤的动能。[6]由动能定理可得，化简可得，可看出和是正比例关系，所以图象是过坐标原点的直线，故A正确。14、(1)(2)【解析】（1）橡皮筋的原长l0，挂上质量为m的矿泉水瓶后的长度为l1，根据胡克定律：mg=k(l1-l0)，解得（2）由平衡关系可知：，即：．即若l0、l1、l2满足则说明力的平行四边形定则成立.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）a=2m/s2（2）P