上海市华实高中2023年物理高一第二学期期末统考试题含解析

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、(本题9分)如右图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()A．斜面的机械能不变B．物体的重力势能减少，动能增加C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D．物体的机械能守恒2、(本题9分)直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（）A．电动机的机械功率是20W B．电阻R消耗的电功率是5WC．电动机线圈的电阻是20Ω D．电动机产生的电热功率是20W3、质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，它在离地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运行时，其（）A．周期为4π2mRB．速度为2C．动能为G0RD．所受万有引力为14、(本题9分)土星最大的卫星叫“泰坦”（如图），每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为1.2×106kmA．5×1017C．7×10335、如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球在细线的拉力作用下，以速度v做半径为r的匀速圆周运动．小球所受向心力的大小为()A．mB．mC．mυ2rD．mυr6、(本题9分)我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，静止轨道卫星的高度约为3.60×104km．下列说法正确的是()A．中轨道卫星的线速度大于7.9km/sB．静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度C．静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期D．静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度7、如图所示，下列关于地球人造卫星轨道的说法，正确的是（）A．卫星轨道a、b、c都是可能的B．卫星轨道只可能是b、cC．同步卫星轨道可能是bD．a、b均可能是同步卫星轨道8、(本题9分)下列运动过程中机械能守恒的是A．雨滴在空中匀速下落B．小石块做平抛运动C．子弹射穿木块D．物块沿光滑斜面下滑9、(本题9分)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，光滑斜面ab和光滑斜面bc足够长且与水平面的夹角均为θ，顶点b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M>m）的滑块，通过足够长且不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动，若不计滑轮的质量和一切摩擦阻力，在两滑块沿斜面运动的过程中（重力加速度为g）A．M的机械能守恒B．轻绳对m做的功等于m机械能的增加量C．从静止释放后，经过时间t，两滑块组成系统重力势能减少量为D．从静止释放后，经过时间t，绳对M拉力的冲量大小为10、(本题9分)如图所示，长为0.5m的轻杆一端与质量为2kg的小球相连，另一端可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使其在竖直面内做圆周运动，若小球通过轨道最低点a时的速度为4m/s，通过轨道最高点b时的速度为2m/s，重力加速度g=10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，下列说法正确的是（）A．在a点，小球对轻杆作用力的方向竖直向下B．在a点，小球对轻杆作用力的大小为24NC．在b点，小球对轻杆作用力的方向竖直向上D．在b点，小球对轻杆作用力的大小为4N11、(本题9分)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度为零B．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动D．x2～x3段是匀强电场12、(本题9分)地球赤道上相对地面静止的物体甲，地球近地卫星乙，地球同步卫星丙，关于甲、乙，丙三者的说法，正确的是A．乙的周期小于丙的周期B．乙的线速度小于丙的线速度C．物体甲随地球自转做匀速圆周运动的线速度大于乙的线速度D．物体甲随地球自转做匀速圆周运动的加速度小于丙的加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在用“落体法验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m=100g的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列点，如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，P为纸带运动的起点，从P点到打下B点的过程中重力势能的减少量__________J，在此过程中物体的动能增量__________J，（g=9.8m/s2，答案保留三位有效数字）．用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到P点的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理量是___________．14、（10分）(本题9分)打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其它点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=．那么：(1)纸带的_______端（选填“左”或“右”）与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和__________点来验证机械能守恒定律；(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量=_____J，动能的增加量=_____J；(结果取3位有效数字）(4)实验结果发现动能增量总_______(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量，其主要原因是_____________________________________________________．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，半径为R=0.7m的光滑圆弧槽固定在小车上，圆弧的对称轴为经过圆心的直线，圆弧的圆心角为120度。有一小球质量为m=1Kg静止在圆弧槽的最低点。小车和小球一起以v=4m/s的速度向右匀速运动。当小车遇到障碍物突然停止后，计算小球在上升过程中离圆弧最低点的最大竖直高度。（已知最后小球会离开圆弧槽，小球运动过程中不会碰到障碍物）16、（12分）(本题9分)如图所示，用0.5kg的铁睡把钉子钉进木头里去，打击时铁锤的速度v=4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s（取g=10m/s2），那么：（1）不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力多大？（2）考虑铁锤的重力，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？17、（12分）(本题9分)质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始沿水平面运动，经时间t后撤去外力F，物体又经时间t后停止运动。求：（1）物体所受的阻力Ff；（2）物体发生的总位移x。

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】

在整个运动过程中，物体对斜面的压力对斜面做功，斜面的机械能不守恒，故A错误；物体下滑时，重力做正功，物体的重力势能减小，动能增加，故B正确；斜面对物体的作用力垂直于斜面，但在作用力方向上，物体有位移，斜面对物体的作用力对物体做功，故C错误；物体和斜面组成的系统在整个过程中只有重力做功，它们的机械能守恒；但物体受弹力做功；机械能不守恒，D错误．2、B【解析】

电动机消耗的总功率为：P="IU=20"W，选项AD错误；电阻R消耗的电功率为PR=125W="5"W，选项B正确；电动机不是纯电阻电路，故不适用欧姆定律，故电动机线圈的电阻，电动机产生的电热功率不是20W选项CD错误；故选B3、A【解析】

在地球表面上时，由重力等于万有引力，有GMm卫星在距地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运动时，其轨道半径为2R，根据万有引力提供向心力有：GMm联立可得：A.卫星的周期T=4故A项与题意相符；B.卫星的速度v=故B项与题意不相符；C.卫星的动能Ek故C项与题意不相符；D.所受万有引力为F=GMm故D项与题意不相符。4、B【解析】卫星绕土星运动，土星的引力提供卫星做圆周运动的向心力设土星质量为M：GMmR2带入计算可得：M=4×故选B。5、A【解析】

根据牛顿第二定律得，小球的向心力由细线的拉力提供，则有：，故A正确，B、C、D错误；故选A．【点睛】小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求解．6、C【解析】第一宇宙速度是卫星近地面飞行时的速度，由于中轨道卫星的半径大于地球半径，故中轨道卫星的线速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误；根据万有引力提供向心力：GMmr2=mv2r，解得：v=GMr7、BC【解析】

AB．卫星围绕地球做匀速圆周运动的圆心是地球的地心，所以凡是人造地球卫星的轨道平面必定经过地球中心，所以b、c均可能是卫星轨道，a不可能是卫星轨道，故A错误，B正确．CD．同步卫星的轨道平面在赤道的上空，则同步卫星轨道可能是b，故C正确，D错误．【点睛】本题的关键是要知道人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，由万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心.8、BD【解析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，或者看有没有机械能转化为其它形式的能，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．【详解】A、雨滴落地前在空中匀速下落的过程，说明雨滴动能不变，重力势能减小，所以机械能不守恒;故A错误.B、小石块做平抛运动只受重力作用，所以机械能守恒;故B正确.C、子弹射穿过木块的运动中，要受到阻力的作用，阻力对物体做负功，所以机械能不守恒;故C错误.D、物体沿光滑曲面下滑，没有摩擦力的作用，同时物体受到支持力对物体也不做功，所以只有物体的重力做功，机械能守恒;故D正确.故选BD。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件，知道各种运动的特点即可.9、BD【解析】A、滑块M受到重力、斜面的支持力和绳对M拉力，绳对M拉力对M做负功，机械能减小，M的机械能不守恒，故A错误；B、滑块m受到重力、斜面的支持力和绳对m拉力，绳对m拉力对m做正功，斜面的支持力不做功，根据功能关系，轻绳对m做的功等于m机械能的增加量，故B正确；C、两滑块组成系统的加速度为，经过时间t的位移，两滑块组成系统重力势能减少量为，故C错误；D、对M则有，解得，绳对M拉力的冲量大小为，故D正确；故选BD．10、AD【解析】

AB、在a点对小球：F-mg=m，轻杆对小球的拉力F=mg+m=210N+2N=84N，根据牛顿第三定律知，在a点，小球对轻杆作用力大小为84N，方向竖直向下，故A正确，B错误。CD、在b点对小球：mg-F=m，轻杆对小球的支持力F=mg-m=210N-2N=4N，根据牛顿第三定律知，在b点，小球对轻杆的压力大小为4N，方向竖直向下，故C错误，D正确。11、ABD【解析】

根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E=，得：，由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于Eq，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A正确；根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，q＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：φ1＞φ2＞φ1．故B正确；由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动．x2～x1段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故C错误，D正确；故选ABD.【点睛】解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律进行分析电荷的运动情况.12、AD【解析】A．根据，半径越大，周期越长，故A正确；B．根据，半径越大，速度越小，故B错误；C．卫星C与物体A角速度相同，根据公式v=ωr，卫星C的线速度较大，故VC>VA；得VB>VC>VA，故C错误；D．卫星C与物体A角速度相同，根据公式a=ω2r，所以物体甲随地球自转做匀速圆周运动的加速度小于丙的加速度，故D正确．故选：AD点睛：根据万有引力提供向心力，卫星高度越高越慢，越低越快；结合公式v=ωr判断A物体与C卫星的线速度的大小，再依据a=ω2r，即可求解加速度大小．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、2.28J2.26J重力加速度【解析】

根据重力势能的定义式得出：从点P到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量，利用匀变速直线运动的推论可得B点的速度为：，，利用图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，，即，所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．那么图线的斜率就等于当地重力加速度g14、（1）左端（2）B(3)1.89J1.84J(4)小于重物克服阻力做功【解析】

(1)[1]．O为纸带上打的第一个点，则纸带的_左_端与重物相连．(2)[2]．根据图上所得的数据，可计算打B点时重物的速度，则应取图中O点和_B_点来验证机械能守恒定律．(3)[3][4]．从O点到B点，重物重力势能减少量打B点时重物的速度从O点到B点，动能的增加量(4)[5][6]．实验结果发现动能增量总小于重力势能的减少量，其主要原因是重物克服阻力做功.点睛：重物下落过程中受到空气阻力和纸带与计时器间的阻力，为减小阻力的影响：1、打点计时器应处于竖直平面内且两限位孔应在一竖直线上，这样纸带与计时器间的阻力较小；2、重物应选质量较大、体积较小的物体．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、