上海市静安区丰华中学2023-2024学年高一物理第二学期期末检测试题含解析

上海市静安区丰华中学2023-2024学年高一物理第二学期期末检测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)一辆汽车在水平公路上行驶，沿曲线由M向N减速转弯。分析汽车在转弯时所受的合力F的方向，正确的是A．B．C．D．2、下列运动中，物体运动状态不变的是A．自由落体运动 B．匀速直线运动C．匀速圆周运动 D．平抛运动3、(本题9分)如图所示,轻质弹簧长为L,竖直固定在地面上,质量为m的小球,在离地面高度为H处,由静止开始下落,正好落在弹簧上,使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中,小球受到的空气阻力为F阻A．（mg-FC．mgH-F阻4、(本题9分)小船横渡一条河，船头开行方向始终与河岸垂直，小船相对静水的速度大小不变．小船由A到B的运动轨迹如图所示，则该过程中河水的流速A．一直减小 B．一直增大C．先增大后减小 D．先减小后增大5、(本题9分)一个质量为m的足球，以v0速度由地面踢起，当它到达离地面高为h的B点处（取B点为重力势能零参考平面，重力加速为g），下列说法中正确的是A．在B点重力势能为mghB．在B点的动能为C．在B点的机械能为D．在B点的机械能为6、(本题9分)一质量为2kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的s-t图象和y方向的v-t图象分别如图所示.则该质点A．初速度大小为3m/sB．所受的合外力为3NC．做匀变速曲线运动D．初速度方向与合外力方向垂直7、在水平地面上，质量为m=1kg的物块在水平拉力F作用下由静止开始移动．已知物块与地面间动摩擦因数为，拉力做功与物块位移之间关系如图所示．则A．拉力F逐渐增大B．物块加速度大小为1.0m/s2C．物块加速度大小为2.0m/s2D．物块在4m处速度大小为4m/s8、(本题9分)如图所示，小车AB放在光滑的水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车AB总质量为M=3kg，质量为m=1kg的光滑木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，此时弹簧的弹性势能为6J，且小车AB和木块C都静止。当突然烧断细绳时，木块C被释放，使木块C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥迅速粘在一起，忽略一切摩擦力。以下说法正确的是（）A．弹簧伸长过程中木块C向右运动，同时小车AB也向右运动B．木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1C．木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动D．木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s9、(本题9分)质量为的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用，力的方向保持不变．加速度的大小与时间的关系如图所示，则（）A．时刻的瞬时功率为B．时刻的瞬时功率为C．在到这段时间内，水平力的平均功率为D．在到这段时间内，水平力的平均功率为10、(本题9分)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A．在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒B．在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒C．物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为2D．物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能1二、实验题11、（4分）(本题9分)某物理兴趣小组设计了一个如图所示的验证机械能守恒定律的实验装置，实验主要步骤如下：A．测出小钢球的直径d=10.50mm；B．用一根轻质细线将质量m=60g的小钢球栓接起来，细线的另一端固定于悬点O，让小钢球静止在最低点，用毫米刻度尺量出悬点到球心的长度；C．在小钢球运动的最低点前后放置一组光电门，然后将细线拉至水平位置后，由静止释放小钢球，同时启动数字毫秒计时器，小钢球通过光电门的挡光时间（1）小球运动到最低点的速度为__________m/s．（结果保留三位有效数字）（2）上述过程中小钢球减少的重力势能__________J，小钢球增加的动能___________J．（，结果均保留三位有效数字）12、（10分）(本题9分)图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置，轨道由斜槽和水平槽组成，A、B两小球大小相同，质量mA=20.0g、mB=10.0g。实验步骤如下：a.固定轨道，使水平槽末端的切线水平，将记录纸铺在水平地面上，并记下水平槽末端重垂线所指的位置O；b.让A球从斜槽C处由静止释放，落到记录纸上留下痕迹，重复操作多次；c.把B球放在水平槽末端，A球仍从C处静止释放后与B球正碰，A、B分别落到记录纸上，留下各自的痕迹，重复操作多次；d.确定三个落点各自的平均位置P、M、N，用刻度尺测出它们到O点的距离分别为xOP、xOM、xON；（1）确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小_______（填“系统”或“偶然”）误差；（2）如图乙，xOM、xOP读数分别为10.20cm、30.65cm，xON读数为________cm；（3）数据处理时，小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表示，由小球质量及(2)中数据可算出碰前系统总的mx值是________kg∙m（保留3位有效数字），把该值与系统碰撞后的值进行比较，就可验证动量是否守恒。三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量，电量的带负电小物块与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点，并沿轨道滑下，运动到光滑水平轨道，从点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为，倾斜轨道长为，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。小物块在点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强。已知，，取，求：（1）小物块运动到点时的速度大小；（2）小物块运动到点时的速度大小；（3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？14、（14分）(本题9分)如图所示，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向飞来，射入原来静止悬挂、质量为M的沙袋，并留在沙袋中，与沙袋共同上摆，但没有到达悬点高度，绳子长度为L。沙袋尺寸远小于绳长L，不计空气阻力，绳子为轻绳，重力加速度为g。求（1）子弹射入沙袋过程，子弹和沙袋系统损失的机械能E1；（2）子弹和沙袋共同上摆过程能到达的最大高度h；（3）子弹和沙袋共同上摆过程，绳子的最大拉力T。15、（13分）(本题9分)中国已经成功拥有世界最先进的高铁集成技术、施工技术、装备制造技术和运营管理技术．中国高速列车保有量世界最多、种类最全．高速列车转弯时可认为是在水平面做圆周运动．为了让列车顺利转弯，同时避免车轮和铁轨受损，在修建铁路时会让外轨高于内轨，选择合适的内外轨高度差，以使列车以规定速度转弯时所需要的向心力完全由重力和支持力的合力来提供，如图所示，已知某段弯道内外轨道的倾角为，弯道的半径为R，重力加速度为g。（1）若质量为m的一高速列车以规定速度通过上述弯道时，求该列车对轨道的压力大小。（2）求上述弯道的规定速度v的大小。（3）若列车在弯道上行驶的速度大于规定速度，将会出现什么现象或造成什么后果（请写出三条）?

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、B【解析】试题分析：汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的．汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，B正确．2、B【解析】

A.自由落体运动是匀加速直线运动，则运动状态不断变化，选项A错误；B.匀速直线运动的运动状态不变，选项B正确；C.匀速圆周运动是变加速曲线运动，运动状态不断改变，选项C错误；D.平抛运动，是匀变速曲线运动，则运动状态不断改变，选项D错误；3、A【解析】

小球从开始下落到弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能、内能，根据能量守恒定得：mg[H-（L-x）]=f阻（H-L+x）+EP，得弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能为：EP=mg（H-L+x）-f阻（H-L+x）=（mg-f阻）（H-L+x）。故选A。【点睛】运用能量守恒定律分析问题时，首先搞清涉及几种形式的能，其次分清什么能在增加，什么能在减小，再根据能量的变化量列方程．4、A【解析】从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，加速度的方向水平向左，知越靠近B岸水速越小，故A正确，BCD错误．5、D【解析】

取B点为零重力势能参考平面，则B点处的重力势能为0，故A错误；选取足球从A到B过程，由动能定理可得：-mgh=mv2−mv02，因此足球在B点处的动能为mv02-mgh，故B错误；足球被踢出只有重力做功，所以机械能守恒，则有EA=EB，由于取B处为零势能参考面，因此足球在A点处的机械能等于mv02-mgh，则在B处的机械能也为mv02-mgh，故D正确，C错误．6、BC【解析】

A.由图可知，质点在x方向上的初速度为vx=ΔxΔt=BD.质点的加速度方向沿x轴方向，a=ΔvΔt=6-32m/s2=1.5C.质点受到的合外力不变，则质点的加速度不变，所以质点做匀变速曲线运动；故C正确.7、CD【解析】

A．拉力做功，故图像的斜率表示拉力F，从图中可知斜率恒定，即F恒定，A错误；BC．根据图像可得，根据牛顿第二定律可得物块的加速度大小为：，B错误C正确；D．根据动能定理可得：，解得，D正确．8、BCD【解析】

以木块和小车为系统，在水平方向不受外力，动量守恒，规定水平向右为正方向，由动量守恒定律得：。由机械能守恒定律得，解得v1=-1m/s；v2=3m/s，弹簧伸长过程中，木块C向右运动，小车AB左运动。A.由上面分析可知，木块C向右运动，小车AB左运动，故A错误；B.因为v1=-1m/s；v2=3m/s，木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1，故B正确；C.木块C与油泥粘在一起后，木块C和小车AB成为一个整体，总动量为0，整体的速度为0。所以木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动，故C正确；D.木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s，与上述计算结果相符，故D正确。9、AD【解析】

AB、2t0时刻的速度，3t0时刻的速度，,3t0时刻的瞬时功率为，故B正确，A错误；CD、0∼2t0时间内的位移，在2t0∼3t0时间内的位移，在t=0到3t0这段时间内,水平力做功，则水平力做功的平均功率，故C错误，D正确；故选AD．【点睛】根据运动学公式求出3t0时刻的瞬时速度，从而求出瞬时功率．根据位移公式求出t=0到3t0这段时间内位移，通过功的公式求出水平力做功的大小，从而求出平均功率．10、ABC【解析】

滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出滑块与弧形槽的速度，然后应用能量守恒定律分析答题．【详解】滑块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确；滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故B正确；设小球到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得mv1-2mv2=0，由机械能守恒定律得mgh=1二、实验题11、(1)4.20(2)0.5880.529【解析】（1）最低点小球的速度为：（2）小钢球减少的重力势能；小球增加的动能为；12、偶然40.80（40.78～40.2）6.13×10-3【解析】

（1）[1]确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小偶然误差；（2）[2]由图可知，xON读数为40.80cm；（3）[3]碰前系统总的mx值是0.02kg×0.3065m=6.13×10-3kg∙m三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（1）4m/s；（2）m/s；（3）R⩽0.022m【解析】

（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能解得（2）A到B物体做平抛运动，到B点有所以B到C根据动能定理有解得（3）根据题意可知，小球受到的电场力和重力的合力方向向上，其大小为F=qE-mg=59.6N所以D点为等效最高点，则小球到达D