2024届上海丰华中学物理高一下期末考试试题含解析

2024届上海丰华中学物理高一下期末考试试题考生请注意：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)开普勒－22b是2011年12月人类发现的第一颗位于类太阳恒星适居带的太阳系外行星，它的直径约为地球的2.4倍，距离地球约600光年．如果开普勒－22b的密度与地球的相当，那么，开普勒－22b的第一宇宙速度约是地球第一宇宙速度的A．2.42倍 B．2.4倍 C．倍 D．1/倍2、(本题9分)已知某行星绕太阳运动的轨道半径为r，周期为T，太阳的半径为R，万有引力常量为G，则太阳的质量为（）A．M=4B．M=4C．M=4D．M=23、如图所示，荡秋千是一种往复运动，人在秋千上可以越荡越高，在越荡越高的过程中，下列说法中正确的是A．系统的机械能不变B．系统的机械能减小C．系统的机械能增大D．系统的机械能变化无法确定4、(本题9分)开普勒用三句话概括了第谷积累的数千个观测数据，展示了行星运动的规律性。这三句话概括的主要内容是指（）A．牛顿后来总结归纳的万有引力定律B．牛顿后来总结归纳的牛顿三大定律C．开普勒关于行星运动的三大定律D．开普勒总结的太阳对于行星的引力与行星对于太阳的引力大小相等5、自行车是一种代步工具。图是自行车的一部分，其大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样。它们的边缘有三个点a、b、c，下列说法中正确的是A．a、b的角速度相同B．b、c的角速度相同C．b、c的线速度相同D．a、c的线速度相同6、(本题9分)若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星的最小发射速度是地球卫星最小发射速度的（）A．pqB．qpC．pq倍D．pq7、(本题9分)如图甲所示，质量为4kg的物块A以初速度v0=6m/s从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B。已知物块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1，木板B与地面之间的动摩擦因数为μ2，A、B运动过程的v-t图像如图乙所示，A始终未滑离B。则（）A．μ1=0.4，μ2=0.2 B．物块B的质量为4kgC．木板的长度至少为3m D．A、B间因摩擦而产生的热量为72J8、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD．a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，机械能不变9、(本题9分)甲、乙两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度高于甲的运行高度．两卫星轨道均可视为圆形轨道．以下判断正确的是A．甲的周期小于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度大于乙的加速度 D．甲在运行时，能经过北极正上方10、(本题9分)关于平抛运动，下列说法中正确的是（）A．平抛运动的轨迹是曲线，所以平抛运动是变速运动B．平抛运动是一种匀变速曲线运动C．平抛运动的水平射程x由初速度决定，与下落的高度h无关D．平抛运动的落地时间t由初速度决定，越大，t越大11、(本题9分)如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α．则红蜡块R的（）A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D．tanα与时间t成正比12、(本题9分)把两个质量相等的小球a、b放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使两小球沿光滑的漏斗壁分别在1、2水平面内做匀速圆周运动，如图所示.平面1比平面2高，轨道1半径是轨道2半径的2倍.则（）A．小球做匀速圆周运动时受到重力支持力、向心力B．小球a的线速度大小是小球b的倍C．小球a对漏斗壁的压力大小是小球b的2倍D．小球a的向心加速度大小等于小球b的向心加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，(1)用小睡打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；改变小球距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地。根据实验________(选填“能”或“不能”)判断出A球在竖直方向做自由落体运动；________(选填“能”或“不能”)判断出A球在水平方向做匀速直线运动。(2)研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是__________(请将正确选项前的字母填在横线上)A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道的末端必须保持水平(3)图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为抛出点。在轨迹上任取两点A、B，分别测得A点的竖直坐标y1=4.90cm，B点的竖直坐标y2=44.10cm，A、B两点水平坐标间的距离△x=40.00cm。g取9.80m/s2.则平抛小球的初速度v0为_______m/s。14、（10分）(本题9分)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：(1)按图摆好实验装置，其中小车质量M＝0.20kg，钩码总质量m＝0.05kg.(2)释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为f＝50Hz)，打出一条纸带．(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把钩码重力(当地重力加速度g＝10m/s2)作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式Ek＝________(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek＝0.125J.(4)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．（双项选择题）A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因三、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)如图所示是一种测量重力加速度g的装置。在某星球上，将真空长直管沿竖直方向放置，管内小球以某一初速度自O点竖直上抛，经t时间上升到最高点，OP间的距离为h，已知引力常量为G，星球的半径为R；求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的质量M；（3）该星球的第一宇宙速度v1。16、（12分）(本题9分)在光滑的冰面上放置一个截面圆弧为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面体,一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上．已知小孩和冰车的总质量为m1小球的质量为m2，曲面体的质量为m3.某时刻小孩将小球以v0=4m/s的速度向曲面体推出(如图所示).(1)求小球在圆弧面上能上升的最大高度；(2)若m1=40kg,m2=2kg小孩将球推出后还能再接到小球,试求曲面质量m3应满足的条件．17、（12分）(本题9分)如图所示,在水平圆盘圆心处通过一个光滑小孔把质量均为m的两物块用轻绳连接，物块A到转轴的距离为R，与圆盘的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。要使物块A随圆盘一起转动，则：(1)水平圆盘转动的角速度少为多少时，可使物体A与水平圆盘间摩擦力为零？(2)水平圆盘转动的角速度的大小在什么范围内物块A会相对于圆盘静止？

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】

第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，则有，又，则；因R开=2.4R地，则v开=2.4v地。A.2.42倍，与结论不相符，选项A错误；B.2.4倍，与结论相符，选项B正确；C.倍，与结论不相符，选项C错误；D.1/倍，与结论不相符，选项D错误；2、A【解析】研究行星绕太阳运动作匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为GMmr23、C【解析】

人在秋千上越荡越高，说明系统机械能增加；A.系统的机械能不变，与结论不相符，选项A错误；B.系统的机械能减小，与结论不相符，选项B错误；C.系统的机械能增大，与结论相符，选项C正确；D.系统的机械能变化无法确定，与结论不相符，选项D错误。4、C【解析】

开普勒用三句话概括了第谷积累的数千个观测数据，展示了行星运动的规律性。这三句话概括的主要内容是指开普勒关于行星运动的三大定律，故C正确，ABD错误。故选C。5、B【解析】

A.大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，故：va=vb，由于半径不同和v=rω可知，a、b的角速度不同；选项A错误；B.由于b、c两点是同轴转动，可知b、c两点角速度相同，选项B正确；C.b、c两点角速度相同，据v=rω可知，b、c的线速度不相同，选项C错误；D.由于a、b两点线速度相同，b、c两点线速度不同，则a、c两点的线速度不相同；选项D错误；6、A【解析】

卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力GMm【详解】根据万有引力提供向心力为：GMmR2=mv【点睛】本题首先要搞懂什么是环绕速度。求宇宙速度往往建立如下模型：卫星绕天体附近做匀速圆周运动，卫星所需要的向心力来源于天体对它的万有引力，建立方程，加上数学变换即可求解。7、BC【解析】

A．以物块为研究对象有由图看出，可得将物块和木板看成一个整体，在两者速度一致共同减速时，有由图看出，可得选项A错误；B．木板和物块达到共同速度之前的加速度，对木板有由图看出，解得选项B正确；C．由v-t图看出物块和木板在1s内的位移差为3m，物块始终未滑离木板，故木板长度至少为3m，选项C正确；D．A、B的相对位移为s=3m，因此摩擦产热为选项D错误。故选BC。8、AB【解析】

根据万有引力提供圆周运动向心力有有：A、线速度，可知轨道半径小的线速度大，故A正确；B、向心加速度知，轨道半径小的向心加速度大，故B正确；C、c加速前万有引力等于圆周运动向心力，加速后所需向心力增加，而引力没有增加，故C卫星将做离心运动，故不能追上同一轨道的卫星b，所以C错误；D、a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，根据可知其线速度将增大，但由于克服阻力做功，机械能减小。故D错误。故选：AB。9、AC【解析】

卫星的向心力由万有引力提供有，所以有：周期，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的周期小于乙的周期，故A正确；因为第一宇宙速度是近地卫星的运行速度可知，乙的轨道大于地球的半径，故乙的速度小于第一宇宙速度，所以B错误；加速度，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的加速度大于乙的加速度，故C正确；甲是同步卫星，甲的轨道只能在赤道上空，故甲在运行时不能经过北极正上方，所以D错误．10、AB【解析】

平抛运动是具有水平方向的初速度只在重力作用下的运动，是一个匀变速曲线运动．解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动．【详解】A、B项：平抛运动只受重力作用，加速度为重力加速度，不发生变化，是匀变速运动，运动轨迹是曲线，所以平抛运动一定是变速运动，故AB正确；C项：由平抛可得：，解得：，即：平抛运动的水平射程由物体下落的高度和初速度共同决定，故C错误；D项：由C知，平抛运动落地时间由h决定，与初速度无关，故D错误．【点睛】本题考查对平抛运动规律的掌握和理解，知道平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合运动规律分析水平射程和落地时间．11、BD【解析】试题分析：红蜡烛在竖直方向做匀速运动，则y=v0t；在水平方向，解得：，选项A错误，B正确；蜡烛的合速度：，故选项C错误；，即tanα与时间t成正比，选项D正确；故选BD.考点：运动的合成.12、BD【解析】A、小球做匀速圆周运动时，只受重力和支持力两个力作用，由两个力的合力提供向心力，故A错误．

B、受力分析如图所示：根据牛顿第二定律得：，解得：，知轨道1半径是轨道2半径的2倍，则同一个小球在轨道1的线速度是轨道2线速度的倍，即：小球a的线速度大小是小球b的倍，故B正确；

C、轨道对小球的支持力为：，与轨道平面的高度无关，则小球对轨道的压力也与轨道平面无关，因此同一个小球a和小球b对漏斗壁的压力大小相等，故C错误；

D、根据得：，知同一个小球在轨道1的向心加速度等于在轨道2的向心加速度，即小球a的向心加速度大小等于小球b的向心加速度，故D正确．点睛：本题是圆锥摆类型的问题，分析受力情况，确定小球向心力的来源，再由牛顿第二定律和圆周运动规律结合进行分析，是常用的方法和思路．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、能不能AC2【解析】

(1)[1][2]本实验将

A

的做平抛运动与竖直方向下落的

B

的运动对比，A

做平抛运动，

B

做自由落体运动，每次两球都同时落地，只能说明

A

竖直方向运动情况，不能反映

A

水平方向的运动情况。(2)[3]因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同速度，故A正确；小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度，所以斜槽轨道可以不光滑，故B错误；通过调节斜槽末端水平，是为了保证小球初速度水平，做平抛运动，故C正确.(3)[4]根据：得：根据：得：则小球平抛运动的初速度为：14、0.180AB【解析】

（1）根据题意物体所受合外力为：F=mg=0.05×10=0.50N，

根据功的定义可知：W=Fs=mgh=0.180J；

根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小为：（其中t=5T=）

动能公式为：（2）A设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma;

对钩码有：mg-F=ma

解得：，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，会造成较大误差，故A正确；实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故B正确；释放小车和接通电源得次