上海市嘉定一中2022年物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、(本题9分)一辆质量为m的汽车由静止开始以大小为a的加速度匀加速启动，经时间0t达到额定功率，此后保持额定功率运行，最后做匀速运动．若汽车运动过程中所受阻力大小恒为f．下列说法正确的是（）
A．汽车能达到的最大速度为()
0 f ma at
f
+
B．汽车达到额定功率后牵引力将保持不变
C．汽车的额定功率为0
fat
D．汽车最后做匀速运动的速度大小为at0
2、动车组是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为（）
A．120 km/h B．180 km/h C．240 km/h D．300 km/h
3、(本题9分)关于摩擦起电和感应起电的原因，下列说法正确的是
A．摩擦起电的原因是电荷的转移，感应起电的原因是产生电荷
B．摩擦起电的原因是产生电荷，感应起电因是电荷的转移
C．摩擦起电和感应起电原因都是电荷的转移
D．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷
4、(本题9分)在粒子物理学的研究中,经常应用“气泡室”装置。

粒子通过气泡室中的液体时能量降低,在它的周围有气泡形成,显示出它的径迹,如图所示为带电粒子在气泡室运动径迹的照片,气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列有关甲、乙两粒子的判断正确的是
A ．甲粒子从b 向a 运动
B ．乙粒子从c 向d 运动
C ．甲粒子带正电
D ．乙粒子带负电
5、 (本题9分)做自由落体的物体，先后经过空中的M 、N 两点时的速度分别为v 1和v 2，则下列说法中不正确的是
A ．M 、N 间的距离为22
212v v g
-
B ．物体经过M 、N 中点时的速度为
12
2
v v + C ．物体经过M 、N 所用的时间为
21
v v g - D ．物体经过M 、N 的平均速度为12
2
v v +
6、 (本题9分)宇宙中两个相距较近的星球组成双星，它们只在相互的万有引力作用下，绕两星球球心连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。

根据宇宙大爆炸理论，两星球间的距离在缓慢增大，则下列物理量在增大的是 A ．两星球相互的万有引力 B ．两星球做圆周运动的周期
C ．两星球做匀速圆周运动各自的线速度
D ．两星球做匀速圆周运动各自的半径
7、 (本题9分)一个静止的质点，在0〜5s 时间内受到力F 的作用，力的方向始终在同直线上，时间t 的变化图线如图所示，则质点在（ ）
A ．第2s 末速度方向改变
B ．第2s 未加速度不为零
C ．第4s 末运动速度为零
D．第4s末回到原出发点
8、(本题9分)关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是（）
A．重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C．地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值
D．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关
9、(本题9分)(多选)一个质量为m的小球,从高度为H的地方自由落下,与水平地面碰撞后向上弹起,设碰撞时间为定值t,则在碰撞过程中,下列关于小球对地面的平均冲击力与球弹起的高度h的关系中正确的是(设冲击力远大于重
力)( )
A．h越大,平均冲击力越大B．h越小,平均冲击力越大
C．平均冲击力大小与h无关D．若h一定,平均冲击力与小球质量成正比
10、(本题9分)如图甲所示，质量为0.5kg的物块A和足够长的木板B叠放在光滑水平面上，t=0时刻，木板B受到水平向右的拉力F作用，0~4s内，F随时间t变化的关系如图乙所示，木板B加速度a与时间t的关系如图丙所示。

若物块A与木板B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2。

则
A．木板B的质量为1kg
B．物块A与木板B之间的动摩擦因数为0.4
C．2s~4s内，物块A的加速度随时间均匀增大
D．2s~4s内，物块A的速度随时间均匀增大
二、实验题
11、（4分）(本题9分)某实验小组用如图所示的气垫导轨完成“验证动量守恒”的实验。

图中A、B是带有碰撞装置和遮光片的滑块，可在气垫导轨上无摩擦地滑动。

光电门C、D固定，通过光电计时器(图中未画出)可测出遮光片通过光电门的时间。

主要实验步骤如下：
(ⅰ)用天平分别测出A、B两滑块的质量并记录。

(ⅱ)用游标卡尺分别测出A、B两滑块上遮光片的宽度并记录。

(ⅲ)调整气垫导轨使之水平。

(ⅳ)将滑块A、B静止放在气垫导轨的图示位置上。

(ⅴ)给A一个水平冲量，使之水平向右运动，观察A、B碰撞的情况，记录A、B上的遮光片经过光电门C、D的时间。

(ⅵ)重复步骤ⅳ、ⅴ三至五次。

(ⅶ)分析数据，得出结论。

若某次实验步骤(ⅴ) 中滑块A两次经过光电门C，实验记录如下
m A(g) m B(g) d A(cm) d B(cm)
滑块A第一次经
过C的时间(ms) 滑块A第二次经
过C的时间(ms)
滑块B经过D的
时间(ms)
150 1.00 1.00 5.00 25.00 6.25
请回答下列问题
(1)两滑块碰后滑块B的速度大小________m/s；
(2)实验记录过程中滑块A的质量忘记记录了，根据你的分析，滑块A的质量m A=_____g；
(3)步骤(ⅲ)的目的是__________________________________。

12、（10分）(本题9分)某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．用一条橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）若木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_________
A．橡皮筋恰好恢复原长B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处 D．小车已超过两个铁钉的连线
（2）如图所示是某次正确操作情况下，在50HZ作电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的______（填AF或FI）部分进行测量，速度大小为______m/s
（3）通过该实验的正确操作和正确处理数据，应该得出合力做的功W 和物体速度v 变化的关系是________
参考答案
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、A 【解析】
当牵引力等于阻力时，速度最大，根据牛顿第二定律得，匀加速直线运动的牵引力F f ma =+，则额定功率
()0P Fv f ma at ==+，则最大速度()0
m f ma at v f
+=
，即最后匀速运动的速度为
()0
f ma at f
+，故A 正确，CD
错误；当汽车达到额定功率后，根据P=Fv 知，速度增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度最大，做匀速直线运动，故B 错误。

2、B 【解析】
解：设每节动车的功率为P ， 每节动车的重力为G ，阻力为kG ， 则1节动车加4节拖车编成的动车组： P=F 1V 1
其中牵引力F 1=5kG
3节动车加7节拖车编成的动车组： 3P=F 2V 2
其中牵引力F 2=10kG V 1=120km/h
代入解得V 2=180km/h ． 故选B
【考点】功率、平均功率和瞬时功率． 【专题】定性思想；类比法；功率的计算专题．
【分析】当牵引力和阻力的大小相等时，动车的速度达到最大值，由此可以求得动车组的最大速度．
【点评】当机车的速度达到最大时，机车做匀速运动，此时机车处于受力平衡状态，即此时的牵引力和受到的阻力的大小相等，再根据瞬时功率的公式即可解答本题． 3、C 【解析】
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷．电荷只是发生转移．感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分．或者是电荷从物体的一部分转移到另一个部分．电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电； 故选C ．
点晴：摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移，只是感应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体． 4、A 【解析】
带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则半径减小，即可由轨迹分析粒子入射的方向．由左手定则判断电荷的电性。

【详解】
带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，由粒子轨道半径公式：
可知，粒
子的轨迹半径逐渐减小，由图看出，甲粒子的运动方向是从b 向a 运动，乙粒子从d 向c 运动， 甲粒子从b 向a 运动，由左手定则可知，甲粒子带负电 乙粒子从d 向c 运动，由左手定则可知，乙粒子带正电。

故应选：A 。

【点睛】
本题只要掌握带电粒子在磁场中匀速圆周运动的半径
和左手定则就能正确解答，掌握基础知识是解题的前提与
关键，平时要注意基础知识的学习与应用。

5、B 【解析】
A 、根据位移速度公式可知：222
1
2gh v v =-，得M 、N 间的距离为2
2
212v v h g
-=，故A 正确；
B 、根据位移速度公式可知：22122h g v v =-，22222h g v v =-，解得物体经过M 、N 中点时的速度为22
212
v v v +=，故B 错误；
C 、根据0v v gt =+，得物体经过M 、N 所用的时间为21
v v t g
-=，故C 正确； D 、根据匀变速直线运动平均速度得12
2
v v v +=，故D 正确； 故说法中不正确的选B ．
6、BD 【解析】
A. 根据万有引力公式12
2
m m F G
L = 两星球间的距离在缓慢增大，万有引力在变小，A 错误。

BD. 根据万有引力提供向心力得22
1211222m m G m r m r L
ωω== 可知m 1r 1=m 2r 2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间
的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角速度变小，2T π
ω
= ，周期变大，BD 正确。

C. 两星球间的距离在缓慢增大，引力做负功，动能减小，线速度变小，C 错误。

7、BC 【解析】
解决本题的关键根据F-t 图象作出v-t 图，即可得出t=1s 时，t=3s 时物体的速度相等．t=0时，t=2s 时，t=4s 时物体的速度相同．即物体在0-1s 内加速，在1-2s 内减速，如此反复．但整个过程当中物体运动的方向不变． 【详解】
根据题意可知合力随时间周期性变化，故根据牛顿第二定律F=ma 可得：物体的加速度为F
a m
=
，故在0-1s 内物体做加速度为a 匀加速直线运动，在1-2s 内物体做加速度为a 的匀减速直线运动，作出v-t 图象如图．
由v-t 图象可以看出物体一直向同一方向运动，速度方向始终没有发生改变，故A 错误；2s 末合力不为零，故加速度不为零，故B 正确；由v-t 图象可以看出4s 末速度为零，故C 正确；由于整个运动过程中，质点一直向一个方向运动，不可能回到原出发点．故D 错误．故选C ．
【点睛】
将F-t 图象转化成a-t 图象，然后利用a-t 图象与时间轴围成的面积等于物体速度的改变量求解物体的运动情况，是我们应该掌握的一种技巧，应注意积累和掌握． 8、ABD 【解析】
当重力对物体做正功时，说明物体下降，故重力势能减小，故A 正确；物体克服重力做功，说明重力做负功，物体上升，故重力势能增大，故B 正确；重力势能的大小与零势能的选取有关，故地球上的物体其位置确定，但零势能面不确定的话，则其重力势能就不确定，故C 错误；重力做功与初末位置的高度差有关，与零势能的选取无关，故D 正确；故选ABD ．
【点睛】重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关． 9、AD 【解析】
由自由落体规律可求得物体落地前的速度，由竖直上抛运动规律可求得弹起后的速度，再对和地面接触的过程由动量定理可求得平均冲击力的表达式，从而得出决定冲击力的因素； 【详解】
A 、物体在空中做自由落体运动，由自由落体规律可得：落地速度v =
弹力起后由运动学公式可得：v '
设向下为正，则由动量定理可得：)mg F t -=-（
解得：F mg =
，则可知，h 越大，平均冲击力越大，而h 一定时，平均冲击力与小球的质量成
正比，故选项AD 正确，选项BC 错误． 【点睛】
本题考查动量定理的应用，要注意正方向的设定，正确列出关系式． 10、AD 【解析】
A.由图可知，在0-2s 内木板B 和物块A 一起加速运动，则对AB 整体，由牛顿第二定律：F =(M+m )a ，将F =3N ，a =2m/s 2，解得M =1kg ，选项A 正确；
B.2s 后，物块与木板产生相对滑动，由图可知，4s 时F =6N ，此时木板的加速度为5m/s 2，则对木板：F mg Ma μ-=，解得μ=0.2，选项B 错误；
C. 2s~4s 内，物块A 受大小不变的滑动摩擦力作用，则其加速度a=μg ，不变，选项C 错误；
D. 2s~4s 内，物块A 的速度v=at=μgt ，随时间均匀增大，选项D 正确。

二、实验题
11、 （1）1.6 ； （2）100； (3)保证滑块碰撞前后做匀速直线运动； 【解析】(1) 碰后滑块B 经过D 的时间6.25ms ，则碰后滑块B 的速度大小。

(2)以碰前A 的速度方向为正，碰前A 的速度，碰后A 的速度
，滑块B 的速度。

据动量守恒可得
，代入数据解得。

(3) 调整气垫导轨使之水平是为了使滑块碰撞前后做匀速直线运动。

12、B FI ， 0.76 W 与2v 成正比即2W v ∝ 【解析】
（1）[1]．平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故ACD 错误，B 正确．故选B ．
（2）[2][3]．小车先加速，后匀速，最后减速运动，在加速过程中，橡皮条在做正功，故需要测量最大速度，即匀速运动的速度，因而需要选用间隔均匀的点，即FI 之间的点，打点计时器每隔0.02s 打一次点，故最大速度为：
21.52100.76m/s 0.02
x v T -⨯===
（3）[4]．由动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W 与2v 成正比，即2W v ∝． 【点睛】
平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大；据小车的运动判断点的情况；据动能定理判断即可．。