精品解析：上海市向明中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷

2022学年第二学期向明中学期末考 高一年级物理试卷 一、单项选择题（共52分，1—12每小题3分，13—16每小题4分） 1. 对于做匀速圆周运动的物体，下列说法不正确的是（ ） A. 转速不变 B. 角速度不变 C. 线速度不变 D. 周期不变 2. 关于振动和波的关系，正确说法是（　　） A. 物体做机械振动，一定产生机械波 B. 某波的频率与传播该波的介质有关 C. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D. 介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同 3. 下列各种运动中，机械能守恒的是（　　） A. 跳伞运动员在空中匀速下降时 B. 物体沿某一光滑曲面下滑时 C. 汽车以不变的速率通过拱形桥时 D. 在竖直平面内做匀速圆周运动 4. 下列各组物理量中其大小变化始终相反的是（　　） A. 回复力与速度 B. 位移与速度 C. 加速度与速度 D. 位移与加速度 5. 下列关于分子动理论的一些说法，正确的是（　　） A. 布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动 B. 颗粒越小，布朗运动越不明显 C. 给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，说明分子间存在斥力 D. 分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力，当r>r0时，引力大于斥力 6. 如图所示的一个盛水袋，某人从侧面缓慢地推袋壁使它变形，则图中物体的势能将（　　） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 7. 关于力对物体做功，下列说法正确的是（　　） A. 滑动摩擦力对物体不可能做正功 B. 若合外力对物体不做功，则物体一定做匀速直线运动 C. 重力对物体做功只与始末位置有关而与物体运动的路径无关 D. 作用力与反作用力在相同时间内所做的功一定大小相等 8. 某人从五楼走到一楼过程中，重力做了6×103J的功，则（　　） A. 人的重力势能减少了6×103J B. 人的动能减少了6×103J C. 人的机械能减小了6×103J D. 人的机械能始终保持不变 9. 某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为、、，则（ ） A. B. C ， D. 10. 一定质量的理想气体，从一个状态变化到另一个状态，在如图所示的四个图中两个图的描述的变化过程可能相同的是（　　） A. （a）与（b） B. （a）与（c） C. （b）与（c） D. （b）与（d） 11. 如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A. 2cm B. 8cm C. 10cm D. 4cm 12. .如图分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是( ) A. P1=P2=P3 B. P1＞P2=P3 C. P3＞P2＞P1 D. P1＞P2＞P3 13. 甲、乙两个放在同一地点单摆，摆球质量之比是4:1，振幅之比1:2（最大摆角均小于5o），在甲摆完成3次全振动的时间里乙摆恰完成4次全振动。则甲、乙两摆的摆长之比为（　　） A. 1﹕2 B. 16﹕9 C. 4﹕3 D. 3﹕4 14. 从地面竖直向上抛出一质量为m的物体，初速度为v。不计空气阻力，以地面为零势能参考平面。当物体的重力势能是动能的3倍时，物体离地面的高度为（　　） A B. C. D. 15. 如右图所示，自行车上连接踏脚板曲柄长r，由踏脚板带动大牙盘，牙盘通过链条与飞轮齿盘连接，带动半径为R的后轮转动．设大牙盘齿数N1，飞轮齿盘齿数N2。该自行车的脚踏板转动一周，自行车前进的距离为（　　） A. 2πRN1 B. 2πRN2 C. D. 二、填空题（共16分，每空2分） 16. 如图所示是用频闪照相每隔0.1s拍下的弹簧振子一次全振动的照片。由图可见：该振动的周期T=_____s，t=0.4s到0.5s区间，振子速度大小________（填“增大”或“减小”）。 17. 一颗质量为0.1kg的子弹，在长为0.4m的枪管中发射。若子弹出枪口时速度达到400m/s，则子弹具有的动能是____J，火药气体膨胀过程对子弹做功____J。 18. 一列简谐横波向x轴正方向传播，波速为4m/s，某时刻刚好传到x=2m处P点，波形如图所示，从此时刻开始计时，设为t=0时刻，则波传到x=8m处的M点所需时间为_______s，此过程中P点通过的路程为_______m。 19. 放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，其v—t图像和拉力的P—t图像分别如图（a）、（b）所示，则前2s拉力的大小为_____N，2s～6s时间内拉力所做的功为______J。 三、实验题（共8分，每空2分） 20. 用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示。 （1）下表表格中记录了实验中5组数据，由表中数据可得出的结论是：___。若要作出图线证明此结论，应作_____图线。 （2）表中最后一组数据偏差较大，其可能原因是：_________。 实验次数 压强P（kPa） 体积V（cm3） PV（Pa·m3） 1 99.5 20 1.990 2 108.5 18 1.953 3 123.5 16 1.976 4 141.0 14 1.974 5 155.5 12 1.866 （3）有甲乙两位同学同时在同一个环境下严格按照实验要求操作实验，他们的实验结果图像在同一坐标中出现了不同的等温线（如图所示），可能的原因是在实验开始封闭一定量气体时，甲封闭的气体质量比乙封闭的气体质量________。（填“多”或“少”） 四、计算题（共24分，每题12分） 21. 如图所示，内截面积为、足够高的圆柱形汽缸开口向上竖直放置在水平面上，缸内离底部高为处有一质量为的活塞封住一定质量的理想气体，气体温度为，大气压强为，重力加速度为。问： （1）此时汽缸内气体的压强是多少？ （2）若把活塞用销子固定住，再将气体温度升高到，此时缸内气体的压强p2为多大？ （3）若在初始条件下，保持气体温度不变，把汽缸倒过来，开口向下竖直放置，此时活塞与汽缸底的距离h2为多大？ 22. 游乐场的过山车的运行过程可以抽象为如图所示的模型。弧形轨道的下端与圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端A点静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，最后离开。已知圆轨道的半径为R，不考虑摩擦等阻力。试分析： （1）通过圆轨道的最高点速度至少是多少？ （2）A点离地面的高度h至少多大，小球才可以顺利通过圆轨道最高点？ （3）此过程中质量为m的小球通过圆轨道最低点时对轨道的最小压力是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2022学年第二学期向明中学期末考 高一年级物理试卷 一、单项选择题（共52分，1—12每小题3分，13—16每小题4分） 1. 对于做匀速圆周运动的物体，下列说法不正确的是（ ） A. 转速不变 B. 角速度不变 C. 线速度不变 D. 周期不变 【答案】C 【解析】 【详解】做匀速圆周运动的物体，线速度的大小不变，方向时刻改变，角速度不变，由 则周期不变，转速不变，ABD正确，C错误。 故选C。 2. 关于振动和波的关系，正确说法是（　　） A. 物体做机械振动，一定产生机械波 B. 某波的频率与传播该波的介质有关 C. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D. 介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体作机械振动时，不一定产生机械波，还需要有传播振动的介质，故A错误； B．某波的频率与传播该波的介质无关，故B错误； C．波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若振源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，故C错误； D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同，故D正确。 故选D。 3. 下列各种运动中，机械能守恒的是（　　） A. 跳伞运动员空中匀速下降时 B. 物体沿某一光滑曲面下滑时 C. 汽车以不变的速率通过拱形桥时 D. 在竖直平面内做匀速圆周运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．跳伞运动员在空中匀速下降时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项A错误； B．物体沿某一光滑曲面下滑时只有重力做功，则机械能守恒，选项B正确； C．汽车以不变的速率通过拱形桥时，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项C错误； D．在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项D错误。 故选B。 4. 下列各组物理量中其大小变化始终相反的是（　　） A. 回复力与速度 B. 位移与速度 C. 加速度与速度 D. 位移与加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．简谐振动中，若回复力减小，则速度增加；回复力增加，则速度减小，即回复力与速度大小变化始终相反，选项A正确； B．位移与速度有不确定的大小关系，选项B错误； C．加速度与速度有不确定的大小关系，加速度增加，速度可能增加也可能减小，选项C错误； D．位移与加速度有不确定的大小关系，选项D错误。 故选A。 5. 下列关于分子动理论的一些说法，正确的是（　　） A. 布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动 B. 颗粒越小，布朗运动越不明显 C. 给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，说明分子间存在斥力 D. 分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力，当r>r0时，引力大于斥力 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是颗粒分子的无规则运动，选项A错误； B．颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，则布朗运动越明显，选项B错误； C．给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，这是大气压作用的缘故，与分子间斥力无关，选项C错误； D．分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力，分子力表现为斥力；当r>r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力，选项D正确。 故选D。 6. 如图所示的一个盛水袋，某人从侧面缓慢地推袋壁使它变形，则图中物体的势能将（　　） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】当人推袋壁使它变形时，人对袋子做功，则盛水带的机械能增加，因动能不变，则盛水袋的重力势能增加。 故选A。 7. 关于力对物体做功，下列说法正确的是（　　） A. 滑动摩擦力对物体不可能做正功 B. 若合外力对物体不做功，则物体一定做匀速直线运动 C. 重力对物体做功只与始末位置有关而与物体运动的路径无关 D. 作用力与反作用力在相同时间内所做的功一定大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑动摩擦力对物体可能做正功，例如将物体由静止放在水平方向运动的传送带上时，物体相对于传送带发生运动，滑动摩擦力对物体做正功，故A错误； B．若合外力对物体不做功，则物体不一定做匀速直线运动，例如做匀速圆周运动的物体合力方向与速度方向垂直，合外力对物体不做功，故B错误； C．根据重力做功的表达式有 可知，重力对物体做功只与始末位置有关而与物体运动的路径无关，故C正确； D．作用力与反作用力在相同时间内所做的功不一定大小相等，例如，当物体在水平粗糙地面减速运动过程中，地面对物体的摩擦力做负功，物体对地面的摩擦力不做功，故D错误。 故选C。 8. 某人从五楼走到一楼的过程中，重力做了6×103J的功，则（　　） A. 人的重力势能减少了6×103J B. 人的动能减少了6×103J C. 人的机械能减小了6×103J D. 人的机械能始终保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．某人从五楼走到一楼，重力做正功6×103J，重力势能减少6×103J，故A正确； B．某人的初、末速度未知，合外力做功未知，动能变化量无法求解，故B错误； CD．某人下楼过程中，除重力以外的力做功未知，所以人的机械能变化未知，故CD错误。 故选A。 9. 某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为、、，则（ ） A. B. C. ， D. 【答案】B 【解析】 【详解】因为对于给定的气体，当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，故B正确． 10. 一定质量的理想气体，从一个状态变化到另一个状态，在如图所示的四个图中两个图的描述的变化过程可能相同的是（　　） A. （a）与（b） B. （a）与（c） C. （b）与（c） D. （b）与（d） 【答案】B 【解析】 【详解】根据理想气体状态方程，可知图（a）描述的等容变化过程，图（b）描述的等温变化过程，图 （c）描述的等容变化过程，图（d）描述的等压变化过程，故B正确，ACD错误。 故选B。 11. 如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A. 2cm B. 8cm C. 10cm D. 4cm 【答案】A 【解析】 【详解】如下图所示 由于大气压强为76cmHg，而左侧管中气柱上方的水银高10cm，则左侧管中的气体压强为 又 则气柱底与右侧水银柱的高度差为 所以则两边水银面的高度差为 故选A。 12. .如图分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是( ) A. P1=P2=P3 B. P1＞P2=P3 C. P3＞P2＞P1 D. P1＞P2＞P3 【答案】A 【解析】 【详解】三个物体沿斜面上滑的加速度相同，则到达斜面顶端时的时间和速度均相同，由能量关系可知，力F做的功等于物体重力势能的增量和动能增量之和，则三种情况下力F做功相同，根据可知，功率相同，即P1=P2=P3. A．P1=P2=P3，与结论相符，选项A正确； B．P1＞P2=P3，与结论不相符，选项B错误； C．P3＞P2＞P1，与结论不相符，选项C错误； D．P1＞P2＞P3，与结论不相符，选项D错误； 13. 甲、乙两个放在同一地点单摆，摆球质量之比是4:1，振幅之比1:2（最大摆角均小于5o），在甲摆完成3次全振动的时间里乙摆恰完成4次全振动。则甲、乙两摆的摆长之比为（　　） A. 1﹕2 B. 16﹕9 C. 4﹕3 D. 3﹕4 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可得甲乙的周期之比为 由 可得 则这两个单摆摆长之比 故选B。 14. 从地面竖直向上抛出一质量为m的物体，初速度为v。不计空气阻力，以地面为零势能参考平面。当物体的重力势能是动能的3倍时，物体离地面的高度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】不计空气阻力，物体运动过程中只有重力做功，机械能守恒。设当物体的重力势能是动能的3倍时，物体离地面的高度为h，以地面为零势能参考平面，抛出时物体的机械能为 上升到h处时机械能为 由题意知 由机械能守恒定律有 解得 故选B。 15. 如右图所示，自行车上连接踏脚板的曲柄长r，由踏脚板带动大牙盘，牙盘通过链条与飞轮齿盘连接，带动半径为R的后轮转动．设大牙盘齿数N1，飞轮齿盘齿数N2。该自行车的脚踏板转动一周，自行车前进的距离为（　　） A. 2πRN1 B. 2πRN2 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】自行车的脚踏板转动一周，则大牙盘转动一周，飞轮转动周，则后轮也转动周，自行车前进的距离为 故选C。 二、填空题（共16分，每空2分） 16. 如图所示是用频闪照相每隔0.1s拍下的弹簧振子一次全振动的照片。由图可见：该振动的周期T=_____s，t=0.4s到0.5s区间，振子速度大小________（填“增大”或“减小”）。 【答案】 ①. 0.8 ②. 减小 【解析】 【详解】[1]由图可知，该振动的周期 T=8×0.1s =0.8s [2]t=0.4s到0.5s区间，振子从平衡位置向左运动，压缩弹簧，则振子的速度大小减小。 17. 一颗质量为0.1kg的子弹，在长为0.4m的枪管中发射。若子弹出枪口时速度达到400m/s，则子弹具有的动能是____J，火药气体膨胀过程对子弹做功____J。 【答案】 ①. 8103 ②. 8103 【解析】 【详解】[1]子弹具有的动能是 [2]根据动能定理可知，火药气体膨胀过程对子弹做功 18. 一列简谐横波向x轴正方向传播，波速为4m/s，某时刻刚好传到x=2m处的P点，波形如图所示，从此时刻开始计时，设为t=0时刻，则波传到x=8m处的M点所需时间为_______s，此过程中P点通过的路程为_______m。 【答案】 ①. 1.5 ②. 0.36 【解析】 【详解】[1]波传到x=8m处的M点所需时间为 [2]由图可知，该波的振幅A为3cm，波长为2m，则该波的周期为 则在此过程中P点振动了3个周期，所以在此过程中P点通过的路程为 19. 放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，其v—t图像和拉力的P—t图像分别如图（a）、（b）所示，则前2s拉力的大小为_____N，2s～6s时间内拉力所做的功为______J。 【答案】 ①. 5 ②. 40 【解析】 【详解】[1][2]前2s加速度不变，拉力不变，拉力 2s～6s时间内拉力 位移 拉力所做的功 三、实验题（共8分，每空2分） 20. 用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示。 （1）下表表格中记录了实验中5组数据，由表中数据可得出结论是：___。若要作出图线证明此结论，应作_____图线。 （2）表中最后一组数据偏差较大，其可能原因是：_________。 实验次数 压强P（kPa） 体积V（cm3） PV（Pa·m3） 1 99.5 20 1.990 2 108.5 18 1.953 3 123.5 16 1.976 4 141.0 14 1974 5 155.5 12 1.866 （3）有甲乙两位同学同时在同一个环境下严格按照实验要求操作实验，他们实验结果图像在同一坐标中出现了不同的等温线（如图所示），可能的原因是在实验开始封闭一定量气体时，甲封闭的气体质量比乙封闭的气体质量________。（填“多”或“少”） 【答案】（1） ①. 一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积成反比 ②. （2）针筒内气体漏出 （3）多 【解析】 【小问1详解】 [1]由表格可见一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积成反比 [2]我们猜想压强与体积成反比，那么压强与体积的倒数成正比，所以我们应作图线。 【小问2详解】 气体的pV乘积随着气体体积的减小而减小，可能的原因：注射器的密封性不好，在推注射器活塞时，可能出现漏气现象；也有可能是因为忽略了压强传感器和注射器连接软管中气体的体积所致。 【小问3详解】 甲、乙同学在同一个环境下严格按照实验要求操作实验，说明气体的温度相同。由图可见在相同体积下，甲的压强更大，说明甲气体的分子密度更大，所以说明甲的气体质量大。 四、计算题（共24分，每题12分） 21. 如图所示，内截面积为、足够高的圆柱形汽缸开口向上竖直放置在水平面上，缸内离底部高为处有一质量为的活塞封住一定质量的理想气体，气体温度为，大气压强为，重力加速度为。问： （1）此时汽缸内气体的压强是多少？ （2）若把活塞用销子固定住，再将气体温度升高到，此时缸内气体的压强p2为多大？ （3）若在初始条件下，保持气体温度不变，把汽缸倒过来，开口向下竖直放置，此时活塞与汽缸底的距离h2为多大？ 【答案】（1）1.2105Pa；（2）1.5105Pa；（3）12cm 【解析】 【详解】（1）对活塞，根据平衡条件 代入数据，解得 （2）若把活塞用销子固定住，再将气体温度升高过程中，封闭气体做等容变化，根据查理定律得 其中 解得 （3）把汽缸倒过来后，对活塞，根据平衡条件 代入数据，解得 封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律得 解得 22. 游乐场的过山车的运行过程可以抽象为如图所示的模型。弧形轨道的下端与圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端A点静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，最后离开。已知圆轨道的半径为R，不考虑摩擦等阻力。试分析： （1）通过圆轨道最高点速度至少是多少？ （2）A点离地面的高度h至少多大，小球才可以顺利通过圆轨道最高点？ （3）此过程中质量为m的小球通过圆轨道最低点时对轨道的最小压力是多少？ 【答案】（1）；（2）2.5R；（3）6mg 【解析】 【详解】（1）过山车通过最高点时的最小速度满足 解得 （2）从开始下滑到通过圆周最高点，由机械能守恒定律 解得 h=2.5R （3）从最高点到最低点由机械能守恒定律 在最低点时 解得 FN=6mg 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $