上海华东师大二附中2024年物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

上海华东师大二附中2024年物理高一第二学期期末综合测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)如果不计空气阻力，下列过程中机械能守恒的是（）A．货箱沿斜面匀速向上滑动的过程B．电梯匀速上升的过程C．小孩沿滑梯匀速下滑的过程D．抛出的棒球在空中运动的过程2、在日常生活中，人们习惯于用几何相似性放大（或缩小）的倍数去得出推论，例如一个人身高了50％，做衣服用的布料也要多50％，但实际上这种计算方法是错误的，若物体的几何线度长为L，当L改变时，其他因素按怎样的规律变化？这类规律可称之为标度律，它们是由纲量关系决定的．在上例中，物体的表面积S=kL2，所以身高变为1.5倍，所用的布料变为1.52=2.25倍．以跳蚤为例：如果一只跳蚤的身长为2mm，质量为0.2g，往上跳的高度可达0.3m．可假设其体内能用来跳高的能量E∝L3（L为几何线度），在其平均密度不变的情况下，身长变为2m，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近（）A．0.3m B．3m C．30m D．300m3、(本题9分)关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是A．物体所受的合外力为零时，机械能守恒B．物体沿斜面加速下滑过程中，机械能一定不守恒C．系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒D．在空中飞行的炮弹爆炸前后机械能守恒4、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5、(本题9分)一平行板电容器的电容为C，A极板材料发生光电效应的极限波长为，整个装置处于真空中，如图所示。现用一波长为（＜）的单色光持续照射电容器的A极板，B极板接地。若产生的光电子均不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（）（已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，光电子的电量为e）A．光电子的最大初动能为B．光电子的最大初动能为C．平行板电容器可带的电荷量最多为D．平行板电容器可带的电荷量最多为6、(本题9分)一个物体以初速度水平抛出，经一段时间，物体沿竖直方向的位移大小和水平位移大小相等,则物体运动的时间为(不计空气阻力）A．B．C．D．7、(本题9分)如图所示，质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F到停止运动的过程中，下列说法正确的是()A．撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为FB．撤去外力F后，球A、B和弹簧构成的系统机械能守恒C．系统克服摩擦力所做的功等于系统机械能的减少量D．A克服外力所做的总功等于2Ek8、(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9、(本题9分)如图给出A、B两个质点做匀变速直线运动的v－t图象，由图可知()A．t1时刻A、B两个质点的速度大小相等方向相反B．t1时刻A、B两个质点的加速度大小相等方向相反C．t2时刻质点A的速度大于B的速度，两者方向相同D．t2时刻质点A的加速度小于B的加速度，两者方向相反10、(本题9分)如图所示，第一次，小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为，机械能减少；第二次，同一小球从底端B以冲上圆形轨道，恰好能到达A点，机械能减少，则（）A．等于B．小球第一次经过B点对轨道的压力小C．小于D．小球第二次运动的时间长11、(本题9分)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其v—t图象如图所示。已知汽车的质量为2×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2。则A．汽车在前5s内的加速度为2m/s2 B．汽车在前5s内的牵引力为4×103NC．汽车的额定功率为60kW D．汽车的最大速度为20m/s12、(本题9分)如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，甲、乙两小车放在木板上，并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质.现同时给两车一定的初速度，使甲、乙沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车粘在一起，两车的位置x随时间t变化的图象如图乙所示.甲、乙两车质量(含发射器)分别为1kg和8kg，则下列说法正确的是()A．两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量B．碰撞过程中甲车损失的动能是169C．碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小D．两车碰撞过程为弹性碰撞二、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.14、（10分）(本题9分)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_______________填选项前的符号）。A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度h释放，与小球m2相碰，并多次重复。C．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM，ON(2)若入射小球质量为m1，半径为r1，被碰小球质量为m2，半径为r2则_____A．m1>m2，r1>r2B．m1>m2，r1<r2C．m1>m2，r1=r2D．m1<m2，r1=r2(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________（用(1)中测量的量表示）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，绝缘细绳的一端固定在O点、另一端悬挂着质量m=2×10﹣3kg的带电小球A，若将电荷QB=4.0×10﹣6C的带正电小球B靠近A，当A球静止时，两球球心恰在同一高度，且球心相距l=0.3m，此时绳与竖直方向成α=45°角．已知静电力常量k=9.0×109N.m2/C2，g=10m/s2，两球均可视为质点．求：（1）B球受到的库仑力；（2）A球的电荷量．16、（12分）(本题9分)我国预计于2022年建成自己的空间站。假设未来我国空间站绕地球做匀速圆周运动时离地面的高度为同步卫星离地面高度的，已知同步卫星到地面的距离为地球半径的6倍，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：空间站做匀速圆周运动的线速度大小。17、（12分）(本题9分)将一个小球从某高度以5m/s的初速度水平抛出。到落地时运动的水平距离为3m（不计空气阻力，g取10m/s2），求：(1)小球在空中运动的时间；(2)小球抛出时距地面的高度.

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、D【解析】汽车在公路上匀速行驶的过程的过程中，动能不变，但是势能可能变化，故机械能不守恒，A错误；电梯匀速上升的过程中，动能不变，势能增加，故机械能增加，B错误；小孩沿滑梯匀速下滑的过程，动能不变，势能减小，故机械能减小，C错误；抛出的棒球在空中运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，D正确．【点睛】判断机械能是否守恒，有两种方法，一种是判断动能与势能之和是否变化；一种是判断是否只有重力做功．2、A【解析】由题意知，依据能量的转换和守恒，跳蚤上升过程中：，

可得：，k是常数，由于不变，所以高度h不变，故A正确，BCD错误．点睛：该题的关键依据题意分析出h的相关表达式，这是开放性的题目，应注重从题目中获取信息的能力．3、C【解析】试题分析：物体所受的合外力为零时，机械能不一定守恒，例如在竖直方向做匀速运动的物体，选项A错误；物体沿斜面加速下滑过程中，如果加速度为gsinα则说明物体不受阻力作用，则机械能守恒，选项B错误；系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒，选项C正确；在空中飞行的炮弹爆炸后，由于火药释放出能量，故机械能要增加，选项D错误．考点：机械能守恒定律的条件判断．4、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D5、C【解析】

AB．根据光电效应方程可知选项AB错误；CD．随着电子的不断积聚，两板电压逐渐变大，设最大电压为U，则且Q=CU解得选项C正确，D错误。故选C。6、B【解析】平抛运动在水平方向上的位移和竖直方向上的位移相等，根据vt=gt2得物体运动的时间，故B正确，ACD错误．故选B．点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题．7、ACD【解析】

根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量，根据动能定理分析A克服外力所做的总功，根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功；【详解】A、当A与B一起做加速运动的过程中，等于整体：F-2f=2ma，对小球A：kx-f=ma，联立得：x=F2k．即弹簧的伸长量为F2k,故A正确；

B、撤去外力F后，球A、B和弹簧构成的系统在水平方向受到摩擦力的作用逐渐减速，所以机械能不守恒，故B错误；

C、根据功能关系可知，整个的过程中，系统克服摩擦力所做的功等于A、B的动能以及弹簧减少的弹性势能的和，即等于系统机械能的减少量，故C正确；

D、撤去外力F后A克服外力所做的总功等于A的动能，由于是当它们的总动能为4Ek【点睛】此题考查了两个物体被弹簧连接的连接体问题，明白F在拉动B运动时，由于杆的摩擦力，A物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能，是解决此题的关键。8、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.9、CD【解析】试题分析：速度时间图像中速度的正负表示运动方向，AB两物体在时刻速度都为正值，所以都朝着正方向运动，大小相等，A错误；图像的斜率表示加速度，A做匀加速直线运动，B做匀减速直线运动，两者的速度方向相同，所以加速度方向相反，A图像的斜率小于B图像的斜率，所以A的加速度小于物体B的加速度，B错误D正确；在时刻A的速度大于B的速度，都为正值，即方向相同，C正确；考点：考查了速度时间图像10、BC【解析】小球从A到B的过程，由动能定理得mgh-W1=；小球从B到A的过程，由动能定理得-mgh-W1=0-．即mgh+W1=，对比可得v1＜v1．故A错误．同理可知，小球经过轨道上同一点时，上滑时的速度大于下滑时的速度，上滑时所需要的向心力大于下滑时所需要的向心力，而向心力是由轨道的支持力和重力垂直于轨道的分力的合力提供，所以上滑时所受的支持力大于下滑时所受的支持力，即小球第一次在B点所受的支持力小于第二次在B点所受的支持力，由牛顿第三定律可知，小球第一次在B点对轨道的压力小于第二次在B点对轨道的压力，故B正确．因同一点上滑时所受的支持力大于下滑时所受的支持力，则上滑时所受的摩擦力大于下滑时所受的摩擦力，而上滑与下滑两个过程路程相等，所以上滑时克服摩擦力做功大于下滑时克服摩擦力做功，即上滑时机械能减小量大于下滑时机械能减小量，E1小于E1，故C正确．因小球经过轨道上同一点时，上滑时的速度大于下滑时的速度，则上滑时的平均速度大于下滑时的平均速度，则第二次上滑用的时间短，选项D错误；故选BC.

点睛：本题考查了动能定理、向心力的基本运用，运用动能定理要灵活选择研究的过程，根据向心力分析支持力的关系，注意判断不同过程中克服摩擦力做功的关系．11、AC【解析】

AB.汽车在前5s内做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得：F-F阻=ma，F阻=0.1mg，解得F=6×103N．故A正确，B错误。CD.汽车在5s末功率达到额定功率，P=Fv=6×103×10W=60kW．当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=F阻，最大速度vm==30m/s，故C正确，D错误；12、BC【解析】

A.设a、b两车碰撞前的速度大小为v1、v2，碰后的速度大小为v3，根据x-t图象表示速度，结合题图乙得v1=2m/s，v2=1m/s，v3p碰后总动量：p两车碰撞前总动量等于碰撞后总动量，故A不符合题意；B.碰撞前a车动能为E碰撞后a车动能为E所以碰撞过程中a车损失的动能是Δ故B符合题意。C.碰前a、b两车的总动能为1碰后a、b两车的总动能为1故C符合题意；D.两车碰撞过程中机械能不守恒，发生的是完全非弹性碰撞，故D不符合题意。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(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.14、(1)ADE(2)C(3)m【解析】