上海市北蔡高中2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题含解析

上海市北蔡高中2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题请考生注意：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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，一重为G的物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右匀速运动一段距离x．在此过程中，重力G和恒力F对物块所做的功分别为（）A．0，FxcosαB．0，FxC．Gx，0D．Gxcosα，02、如图所示，质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为x的地面上。若再次以相同的压缩量压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边的水平距离为()A．x2 B．C．x D．23、(本题9分)有一颗行星，其近地卫星的线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面上做实验，宇航员站在正以加速度a匀加速上升的电梯中，用弹簧测力计悬挂质量为m的物体时，看到弹簧测力计的示数为F.已知引力常量为G，则这颗行星的质量是()A．G(F-ma)mv4B．G(F-ma)m4、(本题9分)开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上B．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C．行星公转周期与行星的质量有关D．所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比5、(本题9分)如图所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形金属导体上电荷的移动情况是()A．枕形金属导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动B．枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动C．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动6、(本题9分)如图甲所示的电路中,是三个完全相同的灯泡,已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,已知该伏安特性曲线过点,闭合电键后流过电源的电流为．则下列说法正确的是（）A．灯泡两端电压为灯泡两端电压的2倍B．灯泡的功率为C．灯泡的阻值为D．灯泡的电功率之比为7、质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是A．质点的初速度为0B．质点加速度为4m/s2C．质点所受的合外力为6ND．质点初速度的方向与合外力方向垂直8、(本题9分)如图所示，长为L=0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m=3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v=1m/s，g取10m/s1．则（）A．小球通过最高点时，向心力大小是6NB．小球通过最低点时，向心力大小是14NC．小球通过最高点时，对杆作用力的大小为6ND．小球通过最低点时，对杆作用力的大小为14N9、(本题9分)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比C．对于确定的电容器，无论电容器的电压如何変化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关10、(本题9分)下列物体中，机械能守恒的是()A．做平抛运动的物体B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．物体以4511、(本题9分)电荷量为q的点电荷在电场中由A点移到B点时，电场力做功W，两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，则（）A．电场力做功为WB．电场力做功为2WC．两点间的电势差为UD．两点间的电势差为2U12、(本题9分)甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的x–t图象如图所示（乙的图线为抛物线），下列说法正确的是（）A．t1时刻，两者相距最远B．0~t2时间内，乙的速度先减小后增大C．t2时刻，甲物体追上乙D．乙物体先向负方向运动，t1时刻以后反向向正方向运动二．填空题(每小题6分，共18分)13、如图甲所示，是用电火花计时器验证机械能守恒定律的实验装置。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，电火花计时器所用电源频率为50Hz，重物质量为0.2kg.(1)下列操作中正确的是___________.A．电火花计时器应接6V交流电源B．应先释放纸带，后接通电源打点C．需使用秒表测出重物下落的时间D．测出纸带上两点间的距离，可知重物相应的下落高度(2)某同学按照正确的操作，得到一条符合实验要求的纸带，如图乙所示.如果打O点时重物速度为0，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，计算B点对应的速度时，甲同学用，乙同学用vB=，你赞成___________(选填“甲”或“乙”)同学的计算方法.(3)该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C的距离，并记录在图乙中(单位cm).打点计时器打B点时重物的动能为___________J，从O到B过程中重物重力势能的减少量为___________J(计算结果均保留3位有效数字).14、如图所示，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，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N.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hC．测量抛出点距地面的高度HD．测量平抛射程OM、ON(2)经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1'，碰撞结束时m2的动量为p2(3)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用纸带中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_____cm.(保留两位小数)15、(本题9分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，、同学设计了如图甲所示的实验装置．其中小车的质量为，砂和砂桶的质量为，与小车相连的滑轮的质量为．力传感器可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为．实验时先平衡摩擦力．并调节轻绳与木板平行．（1）同学以力传感器的示数为纵坐标，加速度为横坐标，画出的图象如图乙所示，求得图线的斜率为，则小车的质量____________________(用所给物理量的符号表示)．（2）同学也以力传感器的示数为纵坐标，加速度为横坐标，画出的图象如图丙所示，图线不过原点的原因可能是________________________________(答一条即可)．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，一个可视为质点的物块，质量为m=1kg，从竖直放置的光滑四分之一圆弧轨道顶端静止释放，物块到达底端后，滑入与轨道底端相切的水平传送带．若传送带以大小为u=3m/s的速率沿逆时针方向匀速转动，圆弧轨道半径R=0.8m，皮带轮的半径r=0.1m，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，两皮带轮的轴间距L=6m，重力加速度g=10m/s1．求：（1）皮带轮转动的角速度．（1）物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力．（3）物块将从传送带的哪一端离开传送带？物块在传送带上克服摩擦力所做的功为多大？17、（10分）(本题9分)如图是弹簧枪发射钢珠前，测量弹簧的弹性势能的装置，M为半径R＝1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为钢珠接收罩，它是一个与轨道的最低点A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的弹簧枪（枪的水平长度远小于M的半径），可向M轨道发射速度不同的质量均为m＝0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。取g＝10m/s2。（1）某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上；求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep1（2）另一次发射的小钢珠沿轨道从B点水平飞出后落到N上的位置与A点水平距离为s＝4.8m，求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep2

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A【解析】由功的公式可得恒力做功为：W=Fxcosα，因重力的方向与位移的方向垂直，所以重力做功为0，故选A正确。点睛：本题考查功的公式，在解题时要注意夹角为力和位移之间的夹角。2、D【解析】

当用板挡住A球而只释放B球时，B球做平抛运动。设高度为h，则有E=1当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，由动量守恒定律可得：0=mv所以vA因此A球与B球获得的动能之比EkA：EkB=1：1所以B球获得的动能为：mg那么B球抛出初速度为vB则平抛后落地水平位移：s=xA.x2B.2xC.x与分析不符，故C项与题意不相符；D.223、D【解析】

宇航员用弹簧秤竖直悬挂质量为m的钩码向上加速时，弹簧秤的示数为F，

则有：F-mg=ma可得：g=F-mam

①

卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，根据万有引力等于重力得：mg=GMmr2

②

又由重力充当向心力：mv2r=mg【点睛】本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力。重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁。4、B【解析】A、根据第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；所以A错误。B、根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大；所以B正确。C、D、开普勒第三定律中的公式R3T2【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键。5、B【解析】

当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，金属导电的实质是自由电子的移动，即负电荷在外电场的作用下枕形金属导体自由电子向A移动，正电荷不移动，故B正确。6、B【解析】AB、由伏安特性曲线可知三个灯泡不是定值电阻，其阻值也不是线性变化的，当电路中的总电流为0.25A时，通过灯泡b、c的电流均为0.125A，由图像可知，灯泡a两端的电压为3.0V，灯泡b两端的电压是0.4V，灯泡a的功率为故A错；B对C、灯泡b的阻值为,故C错；D、灯泡a的功率为，灯泡b的功率为，所以灯泡a、b的电功率之比为15:1，故D错；故选B7、CD【解析】

A.质点在x方向做初速度为0、加速度为3m/s2的匀加速直线运动，在y方向做速度为4m/s的匀速直线运动，故A错误；B.速度图像斜率表示加速度即a=故B错误；C.由牛顿第二定律可得：质点所受的合外力为F=ma=6N故C正确；D.质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，速度方向在y的负方向，加速度与速度方向不在一条直线上，质点初速度的方向与合外力方向垂直，D正确．8、BC【解析】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：杆子对小球的作用力可以是拉力，也可以是推力，在最高点，杆子的作用力是推力还是拉力，取决于在最高点的速度．在最低点，杆子一定表现为拉力，拉力和重力的合力提供圆周运动的向心力．

AC、设在最高点杆子表现为拉力，则有，代入数据得，F=-6N，则杆子表现为推力，大小为6N．所以小球对杆子表现为压力，大小为6N．故A错误，C正确．

BD、在最低点，杆子表现为拉力，有，代入数据得，F=54N．在最低点的向心力为故B对、D错误故选BC点睛：杆子带着在竖直平面内的圆周运动，最高点，杆子可能表现为拉力，也可能表现为推力，取决于速度的大小，在最低点，杆子只能表现为拉力．然后利用向心力公式求解即可．9、BCD【解析】

AD.C＝比值定义式，电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定，与两极板间的电压、所带的电荷量无关，故A错误，D正确；B.对于确定的电容器，C一定，由Q=CU知，Q与U成正比，故B正确；C.电容器所带的电荷量与电压比值等于电容，电容与电荷量、电压无关，所以无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变，故C正确。10、AC【解析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧的弹力做功，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项：平抛运动的物体只受到重力的作用，所以机械能守恒，故A正确；B项：被匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能增大；故机械能增大，故机械能不守恒，故B错误；C项：物体沿光滑曲面上自由下滑，曲面的支持力不做功，只有重力做功，物体的机械能守恒，故C正确；D项：物体以a=4故应选AC。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，分析物体的受力情况，判断做功情况是关键。11、BC【解析】两点间的电势差与有无试探电荷无关，则若让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，则两点间的电势差为仍U，选项C正确，D错误；根据W=Uq可知，电场力做功为2W，选项B正确，A错误；故选BC.12、ABD【解析】

A.纵坐标之差表示甲乙之间的距离，根据图象可知tl时刻，两者相距最远，故A正确；BD.在位移-时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知乙的斜率先负后正，即乙物体先向负方向运动，t1时刻以后反向向正方向运动，斜率大小先减小后增大，乙的速度先减小后增大，故BD正确；C.图象的交点表示甲、乙两物体相遇，t2时刻之前甲在乙的前面，则t2时刻，乙物体追上甲，故C错误．二．填空题(每小题6分，共18分)13、D乙0.3690.376【解析】

第一空.A.打点计时器应接交流电源，故A错误；B.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；C.我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误；D.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确.故填D.第二空.计算B点瞬时速度时，若按甲同学的方法用，即认为纸带下落的加速度为g，则不需要计算速度vB的值也会有：，故甲的数据处理方法错误，应该选用乙同学的：某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，，故乙同学正确.第三空.B点的瞬时速度为：，那么此时重物的动能.第四空.从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.192J≈0.376J.14、AD1.