上海市浦东新区2022届高一物理上学期期末学业水平测试试题

上海市浦东新区2022届高一物理上学期期末学业水平测试试题
一、选择题
1．如图所示为汽车千斤顶的示意图，千斤顶主要由轻杆OA ，OB 及平台组成，若作用在汽车千斤顶平台处的压力为F ，不考虑平台的重力，则OA 杆受到力的大小是（ ）
A ．tan F θ
B ．tan F θ
C ．sin F θ
D ．sin F θ
2．如下图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在上面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在这个过程中，下面木块移动的距离为( )
A ．11m g k
B ．22m g k
C ．12m g k
D ．21
m g k 3．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域．如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则
A ．小球没有掉下去，是由于摩擦力大于小球的重力
B ．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
C ．小球受到的摩擦力大小与重力相等
D ．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上
4．物体受到下列几组共点力的作用，其中一定能使物体产生加速度的是（ ）
A ．3N ，4N ，5N
B ．2N ，4N ，6N
C ．1N ，3N ，5N
D ．4N ，6N ，8N
5．在力学中，选定下列哪组物理量为基本物理量（ ）
A.长度、力、时间
B.路程、质量、时间
C.长度、质量、时间
D.力、长度、质量
6．建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。

质量为60 kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将20 kg 的建筑材料以0.5 m ／s 2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，取g ＝10 m ／
s2，则工人对地面的压力大小为（）
A．390 N B．410 N C．790 N D．810 N
7．如图所示，一些高大的桥梁需要建造很长的引桥，这样做的主要目的是
A．减小汽车的惯性
B．减小汽车对桥面的压力
C．减小汽车受到的摩擦力
D．减小汽车重力沿桥面方向的分力
8．人造地球卫星绕地球做匀速度圆周运动，卫星轨道半径不同，其运行速度、周期等运动参量也不相同，下面说法正确的是
A．卫星轨道半径越大，运行速度越大
B．卫星轨道半径越大,运行周期越大
C．卫星轨道半径越小，向心加速度越小
D．卫星轨道半径越小，运动的角速度越小
9．下列说法，正确的是（）
A．电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大
B．电动势在数值上等于电源将正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功
C．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
D．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
10．我国自行研制的北斗卫星导航系统由5颗静止轨道卫星(地球同步轨道)和30颗非静止轨道卫星组成，预计在2020年左右覆盖全球，其具有GPS系统没有的通信和目标定位功能。

GPS是美国建设的由24颗卫星组成的系统，它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h，下列关于北斗系统中的静止轨道卫星的说法中正确的是
A．五颗静止轨道卫星的质量一定是相同的
B．它们运行的线速度一定小于第一宇宙速度
C．为避免与其他卫星相撞，应使它们运行在不同的轨道上
D．它们的轨道半径是GPS卫星的2倍
11．如图所示，一圆环上均匀分布在正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O．下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（）
A.O点的电场强度为零，电势最低
B.O点的电势为零，电场强度最大
C.从O点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小，电势一直降低
D.从O点沿x轴正方向，电场强度一直减小，电势先升高后降低
12．下列物理量属于矢量的是
A．功率
B．功
C．位移
D．势能
二、填空题
13．为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的钩码。

实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图甲标出。

（g取9.8 m/s2）
（1）作出m－l的关系图线______；
（2）弹簧的劲度系数为______N／m（结果保留三位有效数字）。

14．某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1200N，发动机在额定功率下，汽车匀速行驶时的速度大小约为_____m/s。

在同样的阻力下，如果汽车匀速行驶时的速度为
15m/s，则发动机输出的实际功率是___kW。

15．地球绕太阳公转轨道半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，设地球绕太阳做匀速圆周运动，则太阳的质量M=____________。

16．如图所示，某人在山上将一质量m=2kg的石块，以v0=5.0m/s的初速度斜向上方抛出，石块被抛出时距离水平地面的高度h=10m．不计空气阻力，取g=10m/s2．求：
（1）石块从抛出到落地的过程中减少的重力势能________ ；
（2）石块落地时的速度大小 _________．
17．某科技馆中有一个展品，该展品放在较暗处。

有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零)在平行光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的，在适当的情况下，看到的水滴好象都静止在各自固定的位置不动(如图中A、B、C、D所示，右边数值的单位是(cm)。

要想出现这一现象，所用光源应为________光源，滴水时间间隔必为_______s，光源闪光频率为
_______Hz(取g=10m/s²)
三、实验题
18．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，从图中读出金属丝的直径为
______________mm。

（2）如图2所示是一个双量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～3V，当使用a、c两个端点时，量程为0～15V．已知电流表的内阻R g为400Ω，满偏电流I g为500μA。

则电阻R1和R2的值应该分别为________Ω和________Ω。

19．某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图（甲）所示。

框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小钢球，小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。

切断电磁铁线圈中的电流时，小钢球由静止释放，当小钢球先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小v1和v2。

小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组x1和v1的数据，建立如图（乙）所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。

（1）用游标卡尺测量小钢球的直径，如图（丙）所示，
该小钢球的直径是____________cm。

（2）关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力
加速度的测量误差____________。

A．尽量靠近刻度尺零刻度 B．尽量靠近光电门2
C．既不能太靠近刻度尺零刻度，也不能太靠近光电门2
（3）当地的重力加速度为____________________ (用k表示)
20．某同学安装如图甲的实验装置验证机械能守恒定律．
(1)此实验中，应当是让重物做________运动，________(填“需要”或“不需要”)测出重物的质量．
(2)打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．求得B点对应的速度v B＝________m/s(保留两位有效数字)，若再求得D点对应的速度为v D，测出重物下落的高度为h BD，则还应计算________与________大小是否相等(填字母表达式)．
(3)但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是_________________；研究纸带时存在的问题是___________________，实验误差可能较大．
四、解答题
21．在我国东北寒冷的冬季，狗拉雪橇是人们出行的常见交通工具，如图所示，一质量为30kg的小孩坐在10.6kg的钢制滑板上，狗通过轻绳与水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇以4m/s的速度匀速前进，雪橇与水平冰道间的动摩擦因数为0.02，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：
（1）狗要用多大的力才能够拉雪橇匀速前进。

（2）某时刻，拉雪橇的绳子突然断裂，人仍然能始终安全坐在雪橇上沿直线运动，则人和雪橇要经过多长时间才能停下来。

22．如图，底座A上装有长0.5 m的直立杆，底座和杆总质量为0.2 kg，杆上套有0.05 kg的小环B，与杆有摩擦，当环以4 m/s从底座向上运动，刚好能到达杆顶，求：
(1)上升过程中的加速度；
(2)下落过程的时间；
(3)下落过程中，底座对地的压力有多大？(g＝10 m/s2)
23．质量为m1的木板静止在光滑的水平面上,在木板上放一个质量为m2的木块.现给木块一个相对地面的水平速度v0；已知木块与木板间动摩擦因数为μ,因此木板被木块带动,最后木板与木块以共同的速度运动.求
①木板与木块的共同速度
②此过程中木块在木板上滑行的距离.
24．如图，甲、乙两同学在某游乐场同一平直的滑冰道游戏，开始时乙在前面的小旗处，甲在后面与小
旗相距L=10m处.甲自静止开始以加速度向乙加速滑来，当他滑到小旗处即改做匀速运动；乙
同学看到甲同学运动后，在经历了反应时间=0.5s后，随即开始以的加速度向右做匀加速运动，两人在运动过程中可视为质点。

不考虑冰道的摩擦，问甲、乙两同学在运动过程中是否相撞若不相
撞？求他们在运动过程中距离的最小值。

25．2018年12月08日凌晨2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。

嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆。

设环月飞行阶段嫦娥四号探测器在靠近月球表面的轨道上做匀速圆周运动，经过t秒运动了N圈，已知该月球的半径为R，引力常量为G，求：
（1）探测器在此轨道上运动的周期T；
（2）月球的质量M；
（3）月球表面的重力加速度g。

【参考答案】***
一、选择题
13．258
14．5018
15．
16．
17．频闪
三、实验题
18．517(0.515-0.519均正确) 5600 24000
19．；； C；
20．自由落体不需要 0.19 gh BD重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案) B、D两点间时间间隔过短
四、解答题
21．（1）10N（2）
【解析】（1）对小孩和雪橇整体受力分析如图所示：
雪橇匀速运动时有
竖直方向：①
水平方向：②
又③
由①②③得：狗拉雪橇匀速前进要用力为：；
（2）绳子突然断裂后，对对小孩和雪橇整体受力分析如图所示：
则根据牛顿第二定律：
滑动摩擦力为：
代入数据可以得到：
设经过t时间后停止，则根据速度和时间关系可以得到：
则：。

点睛：本题考查力的平衡以及对于牛顿第二定律的应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用平衡条件以及牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答。

22．（1）,方向竖直向下（2）0.5s （3）2.3N
【解析】
试题分析：（1）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出小环B的加速度；（2）对小环上升和下落过程受力分析，由牛顿第二运动定律结合运动学基本公式即可而求出下落的时间。

（3）对杆和底座整体受力分析结合牛顿第三定律求得底座对地面的压力。

（1）由运动学公式得：
解得：，方向竖直向下
（2）对小环上升过程受力分析，由牛顿第二运动定律得：
解得：
下落时，由牛顿第二运动定律得：
解得：
而
解得：t=0.5s
（3）对杆和底座整体受力分析得：
解得：
根据牛顿第三定律，底座对水平面压力大小也为2.3N．
【点睛】本题中底座与小环的加速度不同，采用隔离法研究，抓住加速度是关键，由牛顿运动定律和运动学公式结合进行研究。

23．①②
【解析】
【详解】
.①规定木块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：m2v0=（m1+m2）v，
解得共同速度为：，
②根据能量守恒定律得：μm2gL＝m2v02−(m1+m2)v2，
解得：．
24．不相撞,2.5m
【解析】
【分析】甲先做匀速运动时由运动规律求出速度，当他滑到小旗处做匀速运动，乙经历了反应时间
=0.5s后做匀加速运动，当他们速度相同，在运动过程中距离的最小。

解：甲做匀速运动时的速度为
甲从开始运动到小旗处所用时间为
设甲经过小旗后再运动时间，乙同学的速度与甲相同。

此时他们的距离最近，有
甲、乙两同学的最近距离为：
解得：Δx=2.5m
故不相撞
25．（1）（2）（3）
【解析】
【详解】
（1）探测器在轨道上运动的周期；
（2）根据得，
行星的质量；
（3）根据万有引力等于重力得，，解得。