2023年上海市虹口中学物理高一第二学期期末预测试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、取一个铜质小球置于圆形玻璃器中心，将麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀，用起电机使铜球带电时，铜球周围的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样，下列说法正确的是A．发散状的黑线是电场线B．黑线密集处电场强度较大C．沿着黑线发散方向上电势逐渐降低D．若释放一带电质点，其运动轨迹一定与黑线重合2、(本题9分)关于太阳对行星的引力,下面关于太阳对行星的引力的说法中正确的是()A．太阳对行星的引力是由实验得出的B．太阳对行星的引力大小与行星的质量无关C．行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供D．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成反比3、(本题9分)如图所示，某中学科技小组制作了利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．小车在平直的公路上从静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度为v时功率达到额定功率，并保持不变；小车又继续前进了s距离，达到最大速度vmax．设小车的质量为m，运动过程所受阻力恒为f，则小车的额定功率为A．fs/t B．fv C．fvmax D．(f+mv/t)vmax4、如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定：()A．等于拉力所做的功；B．小于拉力所做的功；C．等于克服摩擦力所做的功；D．大于克服摩擦力所做的功；5、(本题9分)如图所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上．今有一个可以看作质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下．关于这个过程，下列说法正确的是（）A．小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置B．小球从滑上曲面到最高点的过程中，小车的动量变化大小是零C．小球和小车作用前后，小车和小球的速度一定变化D．车上曲面的竖直高度不会大于6、宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（）A．0 B． C． D．7、(本题9分)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A．B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则此时A．物块B的质量满足B．物块A的加速度为C．拉力做功的瞬时功率为D．此过程中，弹簧弹性势能的增量为8、科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事.地球流浪途中在接近木星时被木星吸引,当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G1，在木星表面的重力为G2，地球与木星均可视为球体，其半径分别为R1、R2，则下列说法正确的是（）A．地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等B．木星与地球的第一宇宙速度之比为GC．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方D．地球与木星的质量之比为G9、(本题9分)在如图所示的匀强电场中，1、2、3三条虚线表示三个等势面，a、b分别是等势面1、3上的两个点，下列说法中正确的是()A．三个等势面的电势相等B．等势面1的电势高于等势面2的电势C．若将一正电荷由a移到b，电场力做正功D．若将一正电荷由a移到b，电场力做负功10、(本题9分)某质量m=1500kg的“双引擎”小汽车，当行驶速度v≤54km/h时靠电动机输出动力；当行驶速度在54km/h<v≤90km/h范围内时靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度v>90km/h时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保。若该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力F随运动时间t变化的图像如图所示，若小汽车行驶过程中所受阻力恒为1250N。已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第11s末。则在这11s内，下列判断正确的是（）A．汽车第一次切换动力引擎时刻t0=6sB．电动机输出的最大功率为60kwC．汽车的位移为165mD．汽油机工作期间牵引力做的功为3.6×105J11、(本题9分)如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图像，t1时刻起汽车的功率保持不变．由图像可知（）A．0~t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B．0~t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C．t1~t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D．t1~t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变12、如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A．从P到M所用的时间等于B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组利用如图所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻．现有实验器材为：A．待测干电池(电动势约为1.5V)B．电压表(量程3V)C．电压表(量程15V)D．电流表(量程0.6A)E．电流表(量程3A)F．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)G．滑动变阻器(阻值范围0～100Ω)H．开关、导线若干(1)实验中，电压表应选用__________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(选填器材前的字母)(2)如图所示，他们根据实验数据绘制出U－I图像，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数．由此可以得到，干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)该实验小组还制作了一个水果电池．他们先将一电压表(量程3V、内阻2000Ω)与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；再将一数字电压表(内阻约为100MΩ)与水果电池的两极相连，读数为0.91V．由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻r＝________Ω.14、（10分）某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律，它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门，然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球，下落中小球球心经过两光电门的光束，光电门显示的遮光时间分别为t1、t2。（1）为验证机械能守恒定律，它还必须测出的物理量有_____________A．小球的质量mB．小球的直径DC．两光电门中心的距离LD．小球在两光电门中心间运动的时间（2）为验证机械能守恒定律，需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量△Ep与小球增加的动能△Ek是否相等，若运用所测物理量及相关常量表示，则△Ep=_________；△Ek=__________。（3）为减小实验误差，对选择小球的要求是_____________________。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）(本题9分)如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机．p是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上．闭合开关ｓ，重物p以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物p上升的速度v=0.70m/s．已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m=45kg（g取10m／s2）．求：（1）电动机消耗的电功率P电；（2）绳对重物做功的机械功率P机；（3）电动机线圈的电阻R．16、（12分）(本题9分)“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，如图所示，为某学习小组设计的抛石机模型，其长臂的长度L=2m，开始时处于静止状态，与水平面间的夹角α=37°；将质量为m=10.0㎏的石块装在长臂末端的口袋中，对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出，其落地位置与抛出位置间的水平距离x=12m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²，取水平地面为重力势能零参考平面。sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）石块在最高点的重力势能EP（2）石块水平抛出的速度大小v0；（3）抛石机对石块所做的功W。17、（12分）(本题9分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球与右边金属板的距离为b，如图所示，重力加速度为g，求：（1）小球带电荷量是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？（3）碰到金属板时的速度是多大？

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、B【解析】

A.电场可以用电场线来描述，电场线是人为设想出来的，其实并不存在，发散状的黑线可以模拟电场线。故A错误；B.发散状的黑线，能描述出电场的分布，黑线密集处电场强度较大。故B正确；C.由于没有说明小球带正电还是带负电，所以不能判断沿着黑线发散方向上电势是否逐渐降低，故C错误。D.发散状的黑线，能描述出电场的分布，但电场线的方向与带电质点运动的轨迹没有关系，故D错误；2、C【解析】

A．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的，不是由实验得出的，故A错误．B．根据万有引力定律，太阳对行星的引力大小与行星的质量有关，选项B错误；C．行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供，选项C正确；D．太阳对行星的引力大小与行星的质量与太阳质量的乘积成正比，与行星和太阳间的距离平方成反比，选项D错误；故选C.3、C【解析】小车以额定功率启动时，当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，P=Fvmax=fvmax，故选B．点睛：本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉．4、B【解析】

受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可．【详解】木箱受力如图所示：木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即：，所以动能小于拉力做的功，故B正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，ACD错误．故选B【点睛】正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小．5、D【解析】A.小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原位置，故A错误；B.由小球恰好到最高点时小球与小车具有共同速度，对于车、球组成的系统，取水平向右为正方向，由动量守恒定律列式为mv=2mv′，得共同速度v′=0.5v.则小车动量的变化为△P=mv′−0=m，故B错误；C.由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，若两曲面光滑时，小车和小球的速度可能没有变化．故C错误；D.由于小球原来的动能为，小球到最高点时系统的动能为=，所以系统动能减少了.如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即=mgh,得h=，显然，这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，所以车上曲面的竖直高度不会大于，故D正确．故选D6、B【解析】对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即，可得飞船的重力加速度为，故选B．【考点定位】万有引力定律的应用．7、BD【解析】

当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，根据胡克定律求解出弹簧的伸长量；根据牛顿第二定律求出物块A的加速度大小；根据机械能守恒定律求解A的速度．【详解】开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故，但由于开始是弹簧是压缩的，故，故，故A错误；当B刚离开C时，对A，根据牛顿第二定律得：，又开始时，A平衡，则有：，而，解得：物块A加速度为，故B正确；拉力的瞬时功率，故C错误；根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为：，故D正确；故选BD．8、AD【解析】

A.由开普勒第二定律可知对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等，故选项A正确；B.根据重力提供向心力得G1=mv12RC.根据开普勒第三定律得a13TD.根据重力与万有引力相等，根据G'=GMmR2解得M=G'R2Gm，可得地球的质量为9、BC【解析】

根据顺着电场线方向电势降低，可判断三个等势面电势的高低，根据电场力与位移方向夹角与90∘【详解】：A、沿着电场线方向电势降低，所以1、2和3三个等势面中1的电势能最高，3的等势面最低，故A错误，B正确；C、正电荷的受力方向与电场强度方向相同，则将一正电荷由a移到b，力的方向与位移方向的夹角小于90∘，电场力做正功，故C正确，D故选：BC。【点睛】解决本题的关键要掌握电场线的物理意义：顺着电场线方向电势降低，从而理解等势面之间电势的高低。10、AC【解析】

A、开始阶段，牵引力F1=5000N，根据牛顿第二定律：F1-Ff=ma，解得开始阶段的加速度a=2.5m/s2，汽车第一次切换动力引擎时v1=54km/h=15m/s，运动的时间t0==6s，故A正确。B、t0时刻，电动机输出功率最大，Pm=Fv1=500015W=75kW，故B错误。CD、汽油机工作期间，功率P=F2v1=600015W=90kW，11s时刻的速度v2==m/s=25m/s，汽油机工作期间牵引力做的功W=Pt2=90103（11-6）J=4.5105J；汽车前6s内的位移x1=at02=2.562m=45m，后5s内根据动能定理得：Pt2-Ffx2=mv22-mv12，解得汽车后5s内的位移x2=120m，所以11s内汽车的位移x=x1+x2=165m，故C正确，D错误。11、BC【解析】考点：功率、平均功率和瞬时功率．分析：由图可知，汽车从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的增加，汽车的功率也要变大，当功率达到最大值之后，功率不能在增大，汽车的牵引力就要开始减小，以后就不是匀加速运动了，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．解答：解：A、0～t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以A错误．B、由A的分析可知，B正确．C、t1～t2时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以C正确．D、由C的分析可知，D错误．故选BC．点评：这题考的知识点是汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动．本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．12、CD【解析】

A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误；B．从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误；C．从P到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故C错误；D．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。故选D。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BDF1.40.91600【解析】试题分析：①电源电动势约为1.5v，所以电压表选择3v的量程，15v量程过大，读数不到刻度盘三分之一，误差大。所以电压表选择B。由于电源电动势较小，电流不会太大，而且根据U-I也可判断电流小于0.6A，所以电流表选择D量程0.6A。滑动变阻器阻值不能太大，因为电源内阻不会很大，外电阻过大，电压表变化不明显，所以滑动变阻器选择阻值小的F。②实物图连线注意电源开关和滑动变阻器电流表串联，电压表测量路端电压，电流表内接。注意正负接线柱，连线见答案。③闭合回路路端电压u=E-Ir，U-I图像与纵轴的交点即电源电动势，图像斜率即内阻。所以E=1.4v，r=1.4-0.90.55=0.91Ω。④根据闭合回路路端电压u=E-Ir，带入数据可得0.75=E-0.752000考点：测量电源电动势和内阻实验设计探究14、BCmgL质量较大，直径较小，外表光滑【解析】试题分析：（1）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度，因此需要知道两光电