2023-2024学年上海市晋元中学物理高一第二学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2023-2024学年上海市晋元中学物理高一第二学期期末教学质量检测模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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)设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中()．A．牵引力增大，功率增大B．牵引力不变，功率增大C．牵引力增大，功率不变D．牵引力不变，功率不变2、准安现代有轨电车正以10m/s的速率通过一段圆弧弯道，某乘客发现水平放置的指南针在时间10s内匀速转过了30°。在此10s时间内，火车A．加速度为零 B．运动位移大小为100mC．角速度为3rad/s D．弯道半径为3、(本题9分)如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈（r红<r绿）。圆盘在电机带动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。每个石子的质量都相同，石子与圆盘间的动摩擦因数μ均相同。则下列判断正确的是A．绿石子先被甩出B．红、绿两种石子同时被甩出C．石子被甩出的轨迹一定是沿着切线的直线D．在没有石子被甩出前，红石子所受摩擦力大于绿石子的4、(本题9分)-个质点做曲线运动时一定变化的物理量是A．速度 B．加速度 C．速率 D．动能5、(本题9分)关于机械能守恒，下列说法中正确的是（）A．物体只有在做直线运动时机械能才是守恒的B．物体在做曲线运动时其机械能也有可能是守恒的C．物体受恒力作用时，机械能一定守恒D．物体受变力作用时，机械能一定守恒6、(本题9分)如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.1．现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为()（g取10m/s2）A．1J B．1.6J C．2J D．1J7、如图为过山车以及轨道简化模型，不计一切阻力，以下判断正确的是A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态C．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于D．过山车在斜面h＝3R高处由静止滑下通过圆轨道最高点时对轨道压力大小等于其重力8、(本题9分)如右图所示，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．a、b均可能是同步卫星轨道D．同步卫星轨道只可能是b9、(本题9分)2017年10月24日，在地球观测组织全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国气象卫星“风云四号”和二氧化碳监测卫星“碳卫星”的数据。“碳卫星”的圆轨道距地球表面700km，“风云四号”的圆轨道距地球表面36000km。有关这两颗卫星的说法正确的是A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度C．“风云四号”卫星的周期小于“碳卫星”的周期D．“风云四号”卫星的角速度小于“碳卫星”的角速度10、(本题9分)质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度，下列说法中正确的是()A．物体的重力势能减少2mghB．物体的机械能保持不变C．物体的动能增加2mghD．物体的机械能增加mgh11、(本题9分)关于经典时空观与相对论时空观，下列说法正确的（）A．任何情况下物体的质量与物体的运动状态都无关B．当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大C．经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系有关D．相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的12、(本题9分)如图所示，一光滑球体静止于夹角为θ的支架ABC内，AB、BC与水平面的夹角都为α，现以B为旋转中心，在平行于纸面的平面内，让BC缓慢沿顺时针旋转，直至水平（AB不动），设BC对球体的作用力大小为F1，AB对球体的作用力大小为FA．F1可能一直增大 B．FC．F1可能先减小后增大 D．F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)某同学利用图示装置“探究功与动能变化的关系”，图中气垫导轨已调至水平．（1）测得两光电门中心间的距离为L，测得固定在滑块上的竖直挡光条的宽度为d，记录挡光条通过光电门1和2的时间分别为t1和t2，则滑块通过光电门1和2时的速度大小分别为v1=______和v2=________．（2）在（1）中，从力传感器中读出滑块受到的拉力大小为F，滑块、挡光条和力传感器的总质量为M，若动能定理成立，则必有FL=_________．（用对应物理量的符号表示）（3）该实验__________（填“需要”或“不需要”）满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和力传感器的总质量．14、（10分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量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．那么从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＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J．由此可得到的结论是__________________________________(g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字)．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,在粗糙水平地面上,有一质量为25kg的木箱,在一个大小为200N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用下,向右前进了30m,求作用在物体上的每个力所做的功及合力做的功．(木箱与地面间的动摩擦因数为0.1,sin37°=0.6,cos37°=0.8)16、（12分）如图所示，P为弹射器，PA、BC为光滑水平面分别与传送带AB水平相连，CD为光滑半圆轨道，其半径R=1m，传送带AB长为L=6m，并沿逆时针方向匀速转动．现有一质量m=1kg的物体（可视为质点）由弹射器P弹出后滑向传送带经BC紧贴圆弧面到达D点，已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能，物体与传送带的动摩擦因数为=0.1．取g=10m/s1，现要使物体刚好能经过D点，求：（1）物体到达D点速度大小；（1）则弹射器初始时具有的弹性势能至少为多少．17、（12分）如图所示，虚线MN、PQ之间存在水平向右的匀强电场，两虚线间距离为d．一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从a点由静止释放，经电压为U的电场加速后，由b点垂直进入水平匀强电场中，从MN上的某点c(图中未画出)离开，其速度与电场方向成45°角．不计带电粒子的重力．求：(1)带电粒子刚进入水平匀强电场时的速率v0；(2)水平匀强电场的场强大小E；(3)bc两点间的电势差Ubc．

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】试题分析：汽车启动阶段受到牵引力和阻力作用，根据牛顿第二定律，匀加速直线运动加速度不变，阻力不变，所以牵引力不变，汽车的功率，随时间延长功率逐渐增大选项B正确．考点：牛顿第二定律功率2、D【解析】

A.因为火车的运动可看做匀速圆周运动，其所受到的合外力提供向心力，根据牛顿第二定律可知加速度不等于零。故A错误；B.由于火车的运动可看做匀速圆周运动，则可求得火车在此10s时间内的路程为s=vt=100m。位移小于100m，故B错误；C.利用指南针在10s内匀速转过了约30°，根据角速度的定义式，解得角速度的大小为，故C错误；D.已知火车在此10s时间内通过的路程即弧长为l=vt=100m，由数学知识可知，火车转过的弧长为l=θR，可解得：．故D正确。3、A【解析】

ABD．对石子受力分析，在没有被甩出之前，受重力、支持力、圆盘的静摩擦力三个力的作用，静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律有f=mω2r，当角速度增大时，两石子所受静摩擦力也在增大，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，石子将发生相对运动，即被甩出，由题意可知绿石子的半径大于红石子的半径，所以绿石子所受摩擦力大于红石子所受摩擦力，而两石子与圆盘的最大静摩擦力均为fm=μmg，则可知绿石子先被甩出，故A正确，BD错误；C．石子被甩出后，其所受合外力不等于零，而是等于圆盘对它的滑动摩擦力，石子做离心运动，所以轨迹是沿着切线的曲线，故C错误。4、A【解析】质点做曲线运动过程中，速度方向时刻变化，故速度一定变化，A正确；平抛运动过程中，只受重力作用，加速度恒定，B错误；匀速圆周运动过程中速率恒定，动能恒定，CD错误．5、B【解析】

A．物体在运动过程中，只有重力或弹力做功，机械能守恒，不一定做直线运动，A错误；B．物体做曲线运动，机械能可能守恒，比如平抛运动的物体，只有重力做功，机械能守恒，B正确；C．物体受恒力作用力，机械能不一定守恒，比如用恒力拉着物体向上匀速运动，机械能增加，C错误；D．物体受变力作用时，机械能不一定守恒，可能除了重力或弹力以外还有其它力做功，D错误。故选B。6、B【解析】

加速时，对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有F-μmg=ma1解得a1=1m/s2减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有-μmg=ma2解得a2=-1m/s2木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v，根据位移速度公式，有2a1x1＝v22a2x2＝−v2解得W=Fx1=1.6J故选B．【名师点睛】本题关键是找出作用时间最短的临界过程，然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度，再根据运动学公式列式求出力作用的位移，再根据恒力做功公式求解．7、CD【解析】

A．过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，只有重力做功，其机械能守恒，动能和重力势能相互转化，知速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；B．在最低点时，乘客的加速度向上，处于超重状态，故B错误；C．在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当轨道对车的压力为零时，速度最小，则得：所以过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于，故C正确；D．过山车在斜面h=3R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：解得；所以轨道对车的支持力为故D正确；8、BD【解析】A、地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，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；

C、同步卫星的轨道必定在赤道平面内，所以同步卫星轨道只可能是b，故D正确，C错误．点睛：凡是人造地球卫星，轨道平面必定经过地球中心，即万有引力方向指向轨道面的圆心．同步卫星轨道必须与赤道平面共面．由此分析即可．9、BD【解析】

根据，可知运行轨道半径越大向心加速度越小，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的向心加速度小于“碳卫星”的向心加速度，故A错误；由，有，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度，故B正确；由可得可知，风云四号卫星的周期大于碳卫星的周期，选项C错误；根据可知，风云四号卫星的角速度小于碳卫星的角速度，选项D正确；故选BD.10、CD【解析】

重力势能的变化量等于重力对物体做的功．只有重力对物体做功，物体的机械能才守恒．根据动能定理研究动能的变化量．根据动能的变化量与重力的变化量之和求解机械能的变化量。【详解】A项：由质量为m的物向下运动h高度，重力做功为mgh，则物体的重力势能减小mgh，故A错误；B、依题物体的加速度为2g，说明除重力做功之外，还有其他力对物体做功，物体的机械能应增加，故B错误；

C项：合力对物体做功W=mah=2mgh，根据动能定理得知，物体的动能增加2mgh，故C正确；D项：由上物体的重力势能减小mgh，动能增加2mgh，则物体的机械能增加mgh，故D正确。故选：CD。【点睛】本题考查分析功能关系的能力．几对功能关系要理解记牢：重力做功与重力势能变化有关，合力做功与动能变化有关，除重力和弹力以外的力做功与机械能变化有关。11、BD【解析】

A.物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，忽略变化不计，故A错误。B.根据相对论原理，当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大，故B正确。C.经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系无关，故C错误。D.相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的，故D正确。12、AC【解析】

以小球为研究对象进行受力分析如图所示，通过重力的末端向F2【详解】以小球为研究对象进行受力分析如图所示，通过重力的末端向F2的反向延长线上做矢量三角形，根据图中各力的变化情况可知：F1可能一直增大、也先减小后增大（初状态α角大小未知，所以是可能）、A.F1B.F2C.F1D.F2【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答，本题是采用图象法进行解答的。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、不需要【解析】

（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1和2的瞬时速度．（2）根据拉力做功等于动能变化量得出动能定理成立的表达式．（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．【详解】（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，滑块通过光电门1的瞬时速度为：，通过光电门2的瞬时速度为：，（2）拉力做功等于动能的变化量，则有：，（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．【点睛】本题中拉力等于滑块所受的合力，探究拉力做功与动能变化量的关系，拉力通过传感器得出，不需要用砝码盘和砝码的重力表示，则不需要满足砝码盘和砝码的质量远小于滑块的质量．14、2.28;2.26;在实验误差允许的范围内机械能是守恒的【解析】

纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关