2022年上海市复旦大学附中浦东分校物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，高h=1m的曲面固定不动．一个质量为1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m/s．g取10m/s1．在此过程中，下列说法正确的是：（）A．合外力做功8J B．物体克服阻力做功8JC．机械能保持不变 D．物体的机械能增加了11J2、(本题9分)如图所示，窗子上、下沿间的高度H＝1.6m，墙的厚度d＝0.4m，某人在离墙壁距离L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.1m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s1．则v的取值范围是()A．v>7m/sB．v<1.3m/sC．3m/s<v<7m/sD．1.3m/s<v<3m/s3、质量为m的小球从桌面上竖直抛出，桌面离地高度为，小球能达到的最大离地高度为．若以桌面作为重力势能等于零的参考平面，不计空气阻力，那么小球落地时的机械能为（）．A． B． C． D．4、(本题9分)如图所示，一个小球绕圆心O做匀速圆周运动，已知圆周半径为r,该小球运动的线速度大小为v，则它运动的向心加速度大小为A． B． C． D．5、如图所示，在竖直面内固定有一半径为R的圆环，AC是圆环竖直直径，BD是圆环水平直径，半圆环ABC是光滑的，半圆环CDA是粗糙的。一质量为m小球（视为质点）在圆环的内侧A点获得大小为v0、方向水平向左的速度，小球刚好能第二次到达C点，重力加速度大小为g。在此过程中A．小球第一次到C的时间和从C经D到A的时间相等B．小球通过A点时处于失重状态C．小球第一次到达C点时速度为D．小球第一次到达B点时受到圆环的弹力大小为6、质量为1kg的物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的规律为x=2t+t2（m）。t=2s时，该物体所受合力的功率为A．6W B．8W C．10W D．12W7、(本题9分)一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质元的振动图线如图1所示，在处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是（）A．该波的周期为12sB．处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰C．在内处和处的质元通过的路程均为6cmD．该波的波长不可能为8m8、(本题9分)某同学将质量为1kg的物体由静止竖直向上提升到1m时，物体的速度为2m/s，g取10m/s2,则：A．合外力做功12J B．合外力做功2JC．物体克服重力做功12J D．手对物体的拉力做功12J9、(本题9分)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一初速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为，沿斜面上升的最大高度为h，则在物体沿斜面上升的过程中()A．物体克服摩擦力做功B．物体的重力势能增加了C．物体的动能减少了D．物体的机械能损失了10、一行星绕恒星作圆周运动由天文观测可得，其运动周期为T,速度为v,引力常量为G,则下列结论正确的有A．恒星的质量为B．行星运动的轨道半径为C．行星的质量为D．行星运动的加速度为11、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2(已知m2=0.5kg)的两物块A、B相连接，处于原长并静止在光滑水平面上．现使B获得水平向右、大小为6m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象提供的信息可得（）A．在t1时刻，两物块达到共同速度2m/s，且弹簧处于伸长状态B．从t3到t4之间弹簧由原长变化为压缩状态C．t3时刻弹簧弹性势能为6JD．在t3和t4时刻，弹簧处于原长状态12、如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=110sin100πt（V），则A．电压表的示数为11VB．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变小C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小二．填空题(每小题6分，共18分)13、质量为M的汽车在平直公路上从静止开始以额定功率P启动，受到的阻力恒定，经过时间t达到最大速度V，则此过程中汽车受到的阻力为________,牵引力做功为_________.14、(本题9分)(1)利用重锤的自由下落验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的?___________．A．天平B．4～6V的低压直流电源C．刻度尺D．停表(2)在使用重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…．测得重锤从开始运动到各时刻下落的高度分别是s1、s2、s3…，则重物由“0”点运动到“4”点，重力势能减少量的表达式为________，动能增量的表达式为__________(重锤质量为m，打点计时器的打点周期为T)，实验结果发现动能增量总_____________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量，主要的原因是__________________________________．15、(本题9分)研究平抛运动时，用m、v0、h分别表示做平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度，在这三个量中：(1)物体在空中运动时间由________决定；(2)在空中运动水平位移由________决定；(3)落地时瞬时速度大小由________决定。（填m、v0、h）三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度－时间图象如图(a)所示．降落伞用1根对称的悬绳悬挂运动员，每根悬绳与中轴线的夹角为37°，如图(b)所示．已知运动员和降落伞的质量均为50kg，不计运动员所受的阻力，打开降落伞后，降落伞所受的阻力f与下落速度v成正比，即f＝kv．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.1．求：(1)打开降落伞前运动员下落的高度；(2)阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度；(3)降落伞的悬绳能够承受的拉力至少为多少．17、（10分）(本题9分)如图所示，在倾角为37o的斜面上，一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在A点，自然状态时另一端位于B点．斜面上方有一半径R=0.2m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处，圆弧轨道的最高点为D．斜面AB段光滑，BC段粗糙且长度为0.4m．现将一质量为1kg的小物块从C点由静止释放，小物块将弹簧压缩了0.2m后速度减为零（不计小物块到达B处与弹簧碰撞时的能量损失）．已知弹簧弹性势能表达式Ek=kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.1．（计算结果可保留根号）求：⑴小物块与斜面BC段间的动摩擦因数μ⑵小物块第一次返回BC面上时，冲到最远点E，求BE长⑶若用小物块将弹簧压缩，然后释放，要使小物块在CD段圆弧轨道上运动且不脱离圆弧轨道，则压缩时压缩量应满足的条件

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】

在此过程中，物体动能的增加量为：△Ek=mv1=×1×16=8J，根据动能定理知合外力做功等于动能的增加量，所以合外力做功8J，故A正确；重力做功W=mgh=1×10×1J=10J，根据动能定理：，可得物体克服阻力做功11J，故B错误；由于有阻力做功，则物体的机械能减小，故C错误；根据功能关系知，机械能的减小量等于物体克服阻力做功，所以机械能的减小了11J，故D错误。故选A。2、C【解析】

小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大．此时有：L=vmaxt，h=gt1，代入数据解得vmax=7m/s，恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有：L+d=vmint′，H+h=gt′1，代入数据解得vmin=3m/s，故v的取值范围是3m/s＜v＜7m/s，故C正确，ABD错误．3、D【解析】

小球运动过程中，只受重力作用，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解即可。【详解】小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，有小球落地时的机械能故选D。【点睛】本题关键根据机械能守恒定律，小球的机械能总量不变，小球任意位置的机械能都等于初位置和最高点的机械能。4、C【解析】

小球做匀速圆周运动，根据线速度，角速度，而，可得，故选C．【点睛】本题关键是明确小球的运动性质，然后结合速度与角速度的公式求解．5、D【解析】

由于半圆环CDA是粗糙的，则当小球从C经D到A时的速度小于v0，小球在ABC段的平均速度大于在CDA段的平均速度，可知小球第一次到C的时间比从C经D到A的时间小，选项A错误；在A点时加速度向上，故小球通过A点时处于超重状态，故B错误；小球第一次到达C点的过程由动能定理得：，解得：，故C错误；小球第一次到达B点的过程由动能定理得：，在B点由牛顿第二定律得：，解得：N=m(−2g)，故D正确；6、D【解析】

根据知质点的加速度，初速度为，根据可知时速度为，根据牛顿第二定律可知物体所受合力，t=2s时，该物体所受合力的功率为，故选项D正确，A、B、C错误。7、AB【解析】

A．由图可知，该波的周期为12s。故A正确；

B．由图可知，t=3s时刻，x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B正确；

C．由图可知，该波的振幅为4cm，圆频率由图1可知，在t=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程4s时刻质元的位置所以x=12m处的质元通过的路程s12=4cm+2cm=6cm据图2知t=0s时，在x=18m处的质元的位移为0cm，正通过平衡位置向上运动，其振动方程为在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程x18＝4cm+(4−2)cm≈4.54cm＜6cm故C错误；

D．由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元可能早振动T，所以两点之间的距离为x＝(n+)λ（n=0、1、2、3…）所以（n=0、1、2、3…）n=0时，波长最大，为故D错误；故选AB。8、BD【解析】

AB.合外力的功等于物体动能的变化量，，A错误B正确。CD.克服重力做功，因为合力做功2J，所以手对物体做功为，C错误D正确。9、BD【解析】

AD．物体的加速度为，根据牛顿第二定律得：mgsin30°+f=ma，得到摩擦力，克服摩擦力做功：，机械能的损失量为；故A错误，D正确．B．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故B正确；C．动能损失量等于合外力做的功的大小，即有，故C错误．10、ABD【解析】

A、B项：根据线速度与轨道半径和周期的关系得行星运动的轨道半径为：，根据万有引力提供向心力，列出等式：，联立解得：，故AB正确；C项：根据题意无法求出行星的质量，故C错误；D项：加速度为：结合解得：行星运动的加速度为，故D正确。11、AC【解析】从图象可以看出，从0到的过程中B减速A加速，B的速度大于A的速度，弹簧被拉伸，时刻两物块达到共同速度2m/s，此时弹簧处于伸长状态，A正确；从图中可知从到时间内A做减速运动，B做加速运动，弹簧由压缩状态恢复到原长，即时刻弹簧处于压缩状态，时刻弹簧处于原长，故BD错误；由图示图象可知，时刻两物体相同，都是2m/s，A、B系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

，即，解得m1：m2=2：1，所以，在时刻根据能量守恒定律可得即，解得，C正确．12、BD【解析】

根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为110V，根据电压之比等于线圈匝数之比可知，副线圈的电压的最大值为11V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为U=V=11V，故A错误；在天变黑的过程中，光照变弱，R阻值增大；电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以次级电流变小，电流表A2的示数变小；由于次级电流减小，则初级电流也减小，即电流表A1的示数变小，故B正确，C错误；由于变压器的输入和输出的功率是相等的，副线圈的电流减小，电压不变，所以由P=UI可知，输出的功率要减小，故输入的功率也要减小，故D正确。故选BD。二．填空题(每小题6分，共18分)13、Pt【解析】

[1].当汽车达到最大速度时，加速度为零，此时牵引力F=f，则由P=FV=fV，解得：；[2].牵引力做功为W=Pt.14、Cmgs4m(s5-s3)2/8T2小于重锤下落过程受到阻力作用【解析】

（1）A、由于验证机械能守恒定律公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，故A错误．B、该实验需要交流电源，故B错误．C、实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺，故C正确．D、在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，故D错误．故选C．（2）重物由O点运动到“4”点，势能的减少量的表达式为：；4这个点的速度为：，动能增量的表达式为,实验结果发现动能增量总小于重力势能的减少量，主要的原因是重锤下落过程受到阻力作用．15、hv0和hv0和h【解析】

(1)[1]根据得知物体在空中运动的时间由h决定。(2)[2]物体在空中的水平位移知物体的水平位移由v0、h决定。(3)[3]竖直方向上的分速度根据平行四边形定则知，落地的瞬时速度可知由v0、h决定。三．计算题(22分)16、(1)20m(2)k＝200N·s/ma＝30m/s2方向竖直向上(3)312.5N【解析】

（1）根据速度位移公式求出打开降落伞前人下落的高度．（2）抓住平衡，根据kv=（m1+m2）g求出