精品解析：上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

2023学年第二学期期末考试高一年级物理学科试卷 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。 3．本试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。本试卷中的选择题每题有且仅有一个选项，标注“简答”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．本卷g取。 一、单项选择题（1-8每小题3分，9-10每小题4分，共32分。） 1. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　） A. 牛顿、开普勒 B. 开普勒、伽利略 C. 开普勒、卡文迪什 D. 牛顿、卡文迪什 【答案】D 【解析】 【详解】发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是牛顿、卡文迪什。 故选D。 2. 下列关于功率的说法中正确的是（　　） A. 做功越多，功率就越大 B. 做功时间越长，功率就越小 C. 做功越快，功率就越大 D. 做功时间越长，功率就越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 因时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误； BD．根据 因做功多少不确定，则功率大小不能确定，故BD错误； C．功率是描述力做功快慢的物理量，物体做功越快，它的功率一定越大，故C正确。 故选C。 3. 如图所示为锦江乐园的摩天轮，小王乘坐该匀速转动的摩天轮，从低处向最高点运动，对此过程，以下说法中正确的是（　　） A. 小王的重力势能保持不变 B. 小王的动能保持不变 C. 小王的机械能保持不变 D. 小王的机械能减少 【答案】B 【解析】 【详解】A．小王乘坐的“摩天轮”匀速转动，正在向最高点运动，高度不断增大，则其重力势能正在增大，故A错误； B．小王的速度大小不变，则其动能保持不变，故B正确； CD．小王正在向最高点运动，重力势能正在增大，动能保持不变，两者之和在增大，即机械能在增大，故CD错误。 故选B。 4. 某探月飞船在地面上发射前受到地球的万有引力为，当飞行到离地球表面高度恰等于地球半径的某位置时，受到地球的万有引力为，则为（　　） A. 2∶1 B. 1∶2 C. 4∶1 D. 1∶4 【答案】C 【解析】 【详解】由题可知 解得 故选C。 5. 质量为2kg的物体，以lm／s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起受到一水平向右的力作用，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为lm／s，在此过程水平力做的功为（ ） A. 0 B. 1J C. -1J D. 2J 【答案】A 【解析】 【详解】已知物体初速度v0=lm/s向左滑行、末速度水平向右大小为v=lm/s，物体受到重力、支持力、水平向右作用力，三力中只有水平向右作用力做功设为W，根据动能定理得：W=mv2-mv02，解得W=0，故选A． 6. 若以抛出点为起点，取初速度方向为水平位移的正方向，在下列各图中，能正确描述做平抛运动的物体的水平位移x的图像的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】做平抛运动的物体的水平位移为 则水平位移x的图像为一次函数。 故选C。 7. 一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速运动过程，则电梯支持力对人做功情况是（　　） A. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功 C. 加速和匀速时做正功，减速时做负功 D. 始终做正功 【答案】D 【解析】 【详解】在整个上升的过程中，电梯对人的支持力始终竖直向上，而人始终向上运动，根据功的定义，支持力对人始终做正功。 故选D。 8. 真空中光速为c。如图为一车厢，向右作匀速直线运动，，车厢内中心有一光源，上方有一个接收器，车厢内可视为真空。车厢内的人测得车厢长为，则地面上的人测得车厢长为，则（　　） A. B. C. D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】根据尺缩效应，车厢内的人测得车厢长为，则地面上的人测得车厢长为 故选C。 9. 物体做自由落体运动，若以地面为零势能面，则下列关于其重力势能与下落速度关系的各图中，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物体做自由落体运动，机械能守恒，则有 所以势能与速度的图象为开口向下的抛物线，故B符合。 故选B。 10. 如图，质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　） A. 重力势能增加了mgh B. 机械能损失了mgh C. 动能损失了mgh D. 克服摩擦力做功mgh 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．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A错误； B．加速度 解得：摩擦力 机械能的损失量为 故B正确； C．动能损失量为克服合外力做的功的大小 △Ek=F合外力•s= 故C错误； D．克服摩擦力做功，故D错误。 故选B。 二、填空题（每小题4分，共20分） 11. 牛顿力学的适用范围是宏观物体、________、________。 【答案】 ①. 低速运动 ②. 弱引力场 【解析】 【详解】略 12. 两颗人造地球卫星A和B，绕地球做匀速圆周运动的半径之比为，则它们的线速度之比_____，运动周期之比_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2] 卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则 联立解得 根据 可知 13. 一物体做自由落体运动．在第1s内和第2s内，重力对该物体做的功之比为________；在第1s末和第2s末，重力做功的瞬时功率之比为________． 【答案】 ①. 1：3 ②. 1：2 【解析】 【详解】物体做自由落体运动．在第1s内的位移，第2s内位移；根据W=mgh可知，重力对该物体做的功之比为5:15=1:3；在第1s末的速度v1=10m/s，第2s末速度为v2=20m/s，则根据P=mgv可得重力做功的瞬时功率之比为1:2. 14. 一物体从高2米，长6米的光滑斜面的顶端，由静止开始自由滑下，不计空气阻力，物体沿斜面下滑____________m时，它的动能和势能相等，此时物体速度为________m/s。（以斜面底端为零势能面） 【答案】 ①. 3 ②. 【解析】 【详解】[1][2]由机械能守恒定律可知 而 解得 物体沿斜面下滑3m时，它的动能和势能相等，此时物体速度为m/s。 15. 有一质量为2千克的物体，用25N的力竖直向上拉物体，物体由静止开始匀加速上升，已知2秒末时物体速度为，则重力做功____J，机械能变化____J。 【答案】 ①. -80 ②. 100 【解析】 【详解】[1]物体由静止开始匀加速上升，则2s上升的高度为 故重力做功 [2]机械能变化为 三、综合题（共48分） 16. 研究机械能守恒定律的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中将挡光片等间隔放置在圆弧轨道上，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示。图象的横轴表示小球距最低点的高度h，纵轴表示小球的重力势能，动能或机械能E。试回答下列问题： （1）本实验使用的传感器是________传感器，它固定在________上； （2）若实验所得图像如图（b）所示，则表示小球的重力势能、动能、机械能E随小球距零势能面的高度h变化关系的图线分别是_________（按顺序填写相应图线所对应的文字）； （3）若某次实验的部分实验数据如下表所示，分析表中数据发现，机械能逐渐减小，其原因是________； 序号 1 2 3 4 5 高度h/cm 15.2 10.0 5.8 2.7 0.7 势能 0.149 0.098 0.057 0.027 0.007 动能 0.019 0.060 0.089 0.103 0.106 机械能E/J 0.168 0.158 0.146 0.130 0.113 【答案】（1） ①. 光电门 ②. 小球 （2）乙丙甲 （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 [1][2] 实验中用DIS测出应为小球在各点时的速度，故传感器的名称是光电门传感器；将其固定在小球上。 【小问2详解】 球高度下降，故小球的重力势能应减小，动能增大，但总机械能不变，故乙图表示重力势能的变化； 丙图表示动能的变化，甲图表示机械能的变化； 【小问3详解】 从起点开始运动过程中，机械能逐渐减小。其原因是摆动过程中小球还受到空气阻力，空气阻力做负功，使小球的机械能总量减小，运动的路程越长，机械能减少越多。 17. 如图所示质量为m的小球自弧形斜面顶端A由静止滑下，在斜面底端B进入半径为R的圆形轨道，小球刚好能通过圆形轨道的最高点C，已知A、B两点的高度差为3R，AB段粗糙，BC段光滑，求小球在B点的速度与A到B过程摩擦力对小球做的功。重力加速度为g。 【答案】、 【解析】 【详解】设小球在C点速度vC，由题知 设小球在B的速度为vB，在小球由B到C的过程中，由机械能守恒得： 上两式解得 小球由Ａ到Ｂ的过程，设摩擦力做功为W，则由动能定理可得 以上两式解得： 18. 随着社会的发展，汽车已进入千家万户，大大方便了人们的出行。 （1）汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，A、B轮边缘的线速度大小之比为____________，B、C轮边缘的向心加速度大小之比为____________。 （2）汽车在水平路面向前运动，后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子，如图所示．当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎．已知汽车轮胎半径为R，重力加速度为g，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为____________；小石子经过____________时间落到路面。 （3）汽车的发动机的额定输出功率为，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定。汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度vm，汽车发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示。若在时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力随时间变化的图象可能是（　　） A. B. C. D. （4）汽车的额定功率为，在水平直路面上以的恒定加速度由静止启动，经达到最大速度，已知汽车的质量为，汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍，g取。求： ①汽车能达到的最大速度； ②匀加速维持的时间； ③汽车由静止到达到最大速度的过程中运动的总位移S。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 2v ②. （3）D （4）①20m/s；②5s；③90m 【解析】 【小问1详解】 [1][2]A、B轮角速度相等，则根据 可知，A、B轮边缘的线速度大小之比为 B、C轮边缘的线速度相等，则根据 可得B、C轮边缘的向心加速度大小之比为 【小问2详解】 [1]小石子在最高点离开轮胎时，竖直方向上速度为零，水平方向上一方面有与汽车相等的速度v，另一方向有随着车轮做圆周运动的速度v，则小石子离开轮胎时的速度为2v； [2]小石子离开轮胎后做平抛运动，根据 解得 【小问3详解】 在0～t1时间内功率随时间均匀增大，知汽车做匀加速直线运动，加速度恒定，由 F-f=ma 可知，牵引力恒定，合力也恒定； 当达到额定功率后，速度继续增大，由P=Fv可知，牵引力减小，加速度减小，但速度继续增大，知道牵引力减小到与阻力相等时，将做匀速运动，知最终汽车所受的合力为零；故D正确，ABC错误。 故选D。 【小问4详解】 ①设汽车能达到的最大速度为vm。 当汽车做匀速运动时速度最大，此时汽车的牵引力与阻力大小相等，即 F=f=0.2mg 由 P=Fvm 得 代入数据解得 vm=20m/s ②若汽车以a=2m/s2的恒定加速度启动，设牵引力大小为F′，由牛顿第二定律得   F′-0.2mg=ma 当汽车的实际功率达到额定功率时匀加速运动结束，设匀加速运动的最大速度为v，则   P=F′v 匀加速维持的时间 联立解得 v=10m/s t1=5s ③汽车匀加速阶段的位移 设从匀加速结束到达到最大速度汽车的位移为x2。 根据动能定理得 解得 x2=65m 则汽车由静止到达到最大速度的过程中运动的总位移 S=x1+x2=90m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023学年第二学期期末考试高一年级物理学科试卷 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。 3．本试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。本试卷中的选择题每题有且仅有一个选项，标注“简答”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．本卷g取。 一、单项选择题（1-8每小题3分，9-10每小题4分，共32分。） 1. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　） A. 牛顿、开普勒 B. 开普勒、伽利略 C. 开普勒、卡文迪什 D. 牛顿、卡文迪什 2. 下列关于功率的说法中正确的是（　　） A. 做功越多，功率就越大 B. 做功时间越长，功率就越小 C. 做功越快，功率就越大 D. 做功时间越长，功率就越大 3. 如图所示为锦江乐园的摩天轮，小王乘坐该匀速转动的摩天轮，从低处向最高点运动，对此过程，以下说法中正确的是（　　） A. 小王的重力势能保持不变 B. 小王的动能保持不变 C. 小王的机械能保持不变 D. 小王的机械能减少 4. 某探月飞船在地面上发射前受到地球的万有引力为，当飞行到离地球表面高度恰等于地球半径的某位置时，受到地球的万有引力为，则为（　　） A 2∶1 B. 1∶2 C. 4∶1 D. 1∶4 5. 质量为2kg的物体，以lm／s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起受到一水平向右的力作用，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为lm／s，在此过程水平力做的功为（ ） A 0 B. 1J C. -1J D. 2J 6. 若以抛出点为起点，取初速度方向为水平位移的正方向，在下列各图中，能正确描述做平抛运动的物体的水平位移x的图像的是（　　） A. B. C. D. 7. 一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是（　　） A. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功 C. 加速和匀速时做正功，减速时做负功 D. 始终做正功 8. 真空中光速为c。如图为一车厢，向右作匀速直线运动，，车厢内中心有一光源，上方有一个接收器，车厢内可视为真空。车厢内的人测得车厢长为，则地面上的人测得车厢长为，则（　　） A. B. C. D. 无法判断 9. 物体做自由落体运动，若以地面为零势能面，则下列关于其重力势能与下落速度关系的各图中，正确的是（　　） A. B. C D. 10. 如图，质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　） A. 重力势能增加了mgh B. 机械能损失了mgh C. 动能损失了mgh D. 克服摩擦力做功mgh 二、填空题（每小题4分，共20分） 11. 牛顿力学的适用范围是宏观物体、________、________。 12. 两颗人造地球卫星A和B，绕地球做匀速圆周运动的半径之比为，则它们的线速度之比_____，运动周期之比_____。 13. 一物体做自由落体运动．在第1s内和第2s内，重力对该物体做的功之比为________；在第1s末和第2s末，重力做功的瞬时功率之比为________． 14. 一物体从高2米，长6米的光滑斜面的顶端，由静止开始自由滑下，不计空气阻力，物体沿斜面下滑____________m时，它的动能和势能相等，此时物体速度为________m/s。（以斜面底端为零势能面） 15. 有一质量为2千克的物体，用25N的力竖直向上拉物体，物体由静止开始匀加速上升，已知2秒末时物体速度为，则重力做功____J，机械能变化____J。 三、综合题（共48分） 16. 研究机械能守恒定律的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中将挡光片等间隔放置在圆弧轨道上，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示。图象的横轴表示小球距最低点的高度h，纵轴表示小球的重力势能，动能或机械能E。试回答下列问题： （1）本实验使用的传感器是________传感器，它固定在________上； （2）若实验所得图像如图（b）所示，则表示小球的重力势能、动能、机械能E随小球距零势能面的高度h变化关系的图线分别是_________（按顺序填写相应图线所对应的文字）； （3）若某次实验的部分实验数据如下表所示，分析表中数据发现，机械能逐渐减小，其原因是________； 序号 1 2 3 4 5 高度h/cm 15.2 10.0 5.8 2.7 0.7 势能 0.149 0.098 0.057 0.027 0.007 动能 0.019 0060 0.089 0.103 0.106 机械能E/J 0.168 0.158 0.146 0.130 0.113 17. 如图所示质量为m的小球自弧形斜面顶端A由静止滑下，在斜面底端B进入半径为R的圆形轨道，小球刚好能通过圆形轨道的最高点C，已知A、B两点的高度差为3R，AB段粗糙，BC段光滑，求小球在B点的速度与A到B过程摩擦力对小球做的功。重力加速度为g。 18. 随着社会的发展，汽车已进入千家万户，大大方便了人们的出行。 （1）汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，A、B轮边缘的线速度大小之比为____________，B、C轮边缘的向心加速度大小之比为____________。 （2）汽车在水平路面向前运动，后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子，如图所示．当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎．已知汽车轮胎半径为R，重力加速度为g，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为____________；小石子经过____________时间落到路面。 （3）汽车的发动机的额定输出功率为，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定。汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度vm，汽车发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示。若在时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力随时间变化的图象可能是（　　） A B. C. D. （4）汽车的额定功率为，在水平直路面上以的恒定加速度由静止启动，经达到最大速度，已知汽车的质量为，汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍，g取。求： ①汽车能达到的最大速度； ②匀加速维持的时间； ③汽车由静止到达到最大速度的过程中运动的总位移S。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$