2021-2022学年上海市嘉定区高一物理第二学期期末质量检测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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)物体在恒定的合外力作用下做直线运动，在时间△t1内动能由0增大到E0，在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1，在∆t2内做的功是W
2、冲量是I2，那么( )
A．I1<I2W1=W2B．I1>I2W1=W2C．I1<I2W1<W2D．I1=I2W1<W2
2、对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（）
A．其角速度与转速成反比，与周期成正比
B．运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述
C．匀速圆周运动是匀速运动，因为其速度保持不变
D．做匀速圆周运动的物体，所受合力为零
3、(本题9分)下列说法正确的是（）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动是变加速运动
D．做圆周运动的物体其合力一定与速度方向垂直
4、(本题9分)如图所示，汽车在一段丘陵地匀速率行驶，由于轮胎太旧而发生爆胎，则图中各点最易发生爆胎的位置是在（）
A．a处
B．b处
C．c处
D．d处
5、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
6、 (本题9分)如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A 、B 、C 。

下列说法中正确的是（ ）
A ．A 、
B 的角速度相同 B ．A 、
C 的角速度相同 C ．B 、C 的线速度相同
D ．B 、C 的角速度相同
7、如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P 小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q 小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打在右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中（ ）
A ．它们的运动时间的关系为P Q t t >
B ．它们的电荷量之比为:2:1P Q q q =
C ．它们的动能增量之比为:2:1kP kQ E E ∆∆=
D ．它们的电势能减少量之比为:4:1P Q
E E ∆∆=
8、 (本题9分)质量为m 的物体以某一初速度冲上倾角为30°的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g （g 为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s 的过程中（ ）
A．物体的动能减少了0.6mgs
B．物体的重力势能增加了0.5mgs
C．物体的机械能减少了0.4mgs
D．物体克服摩擦力做功0.1mgs
9、如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图像，由图可知
A．固定电阻R的阻值为1 Ω
B．该电源的内阻为2 Ω
C．该电源的短路电流为1 A
D．当该电源只对电阻R供电时，电源的输出功率最大
10、(本题9分)半径分别为2R和R的两个半圆，分别组成如图甲乙所示的两个光滑圆弧轨道，一小球先后从同一高度下落，分别从如图甲乙所示的开口竖直向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并能甲从开口竖直向下的半圆轨道的最高点通过。

空气阻力不计。

下列说法正确的是
A．图甲中小球在轨道最高点的角速度比图乙中小球在轨道最高点的角速度小
B．图甲中小球对轨道最高点的压力比图乙中小球对轨道最高点的压力大
C．图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大
D．图甲中小球在轨道最低点的向心力比图乙中球在轨道最低点的向心力小
11、(本题9分)两汽车甲、乙分别挂上拖车，两汽车与两拖车的质量均相同，且阻力与质量成正比。

开始两车以相同的速度v0做匀速直线运动，t=0时刻两拖车同时脱离汽车，已知汽车甲的牵引力不变，汽车乙的功率不变，经过相同的时间t0，汽车甲、乙的速度大小分别为2v0、1.5v0。

则下列说法正确的是（）
A．t0时间内，甲、乙两汽车的位移之比为4：3
B．t0时刻，甲、乙两汽车的加速度大小之比为3：1
C．t0时刻汽车甲的功率为拖车脱离前功率的4倍
D．t0时间内，甲、乙两汽车牵引力做功之比为3：2
12、 (本题9分)质量为m 的物块A 以大小为0v 的速度在光滑水平面上运动，与质量也为m 的静止物块B 发生碰撞，碰撞前后两物体均在同一直线上运动，则碰撞后物块A 的速度大小A v 和物块B 的速度大小B v 可能为（ ）
A ．0021,33A
B v v v v =
= B ．0012
,33A B v v v v =
= C ．0014
,33
A B v v v v =-=
D ．0011
,22
A B v v v v ==
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点、、A B C .如果把自行车后轮架离地面,沿逆时针方向转动脚蹬, 、、A B C 三点分别做半径为A B C R R R 、、的圆周运动时,向心加速之比
::A B C a a a =_______________.
14、 (本题9分)做曲线运动的物体的速度方向沿曲线上这一点的______________方向，物体做曲线运动的条件是合外力的方向与____________方向不在一条直线上.
15、飞机以300km/h 的速度斜向上匀速飞行,飞行方向与水平方向成37°.则飞机在水平方向的分速度v x ＝________km/h,在竖直方向的分速度v y ＝_________km/h 。

(sin37°＝0.6,cos37°＝0.8) 三．计算题(22分)
16、（12分）某探究小组设计了一货运装置，该装置由固定的
1
4
光滑圆弧轨道AB 与平板小车组成（小车与B 点等高），圆弧轨道半径r =0.45m ，小车质量M =10kg ．质量m =20kg 的物块（可视为质点）从轨道顶端A 由静止滑下，经B 点滑上静止的小车，经过一段时间，物块与小车相对静止，一起运动到卸货点，工人把物块取下，此后，小车撞到挡板以原速率反弹，B 点到卸货点的距离足够大，不计小车与地面间的摩擦，g =10 m/s 2，求： （1）物块滑到轨道底端B 处的速率及向心力大小；
（2）物块与小车的共同速度及从开始到卸货点的过程中系统损耗的机械能；
（3）若小车长L =1m ，工人没有及时取下物块，小车反弹后，物块以相对地面向右，大小为1m/s 的速度滑离小车，求物块与小车间的摩擦力大小。

17、（10分） (本题9分)质量为1Kg 的物体静止在粗糙的水平面上，受到一个水平向右的拉力F=5N 的作用，经过一
段时间，运动了10 m ，已知物体和地面间的摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s 2求： （1）拉力F 做的功为多少？
（2）摩擦力大小是多少？做的功为多少？
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、B 【解析】 根据动能定理得：
W 1=E 0-0=E 0，W 1=1E 0-E 0=E 0 则W 1=W 1．动量与动能的关系式为
, 则由动量定理得：
，
则I 1＞I 1．
A. I 1<I 1 W 1=W 1与上述分析结论I 1>I 1 W 1=W 1不相符，故A 不符合题意；
B. I 1>I 1 W 1=W 1与上述分析结论I 1>I 1 W 1=W 1相符，故B 符合题意；
C. I 1<I 1 W 1<W 1与上述分析结论I 1>I 1 W 1=W 1不相符，故C 不符合题意；
D. I 1=I 1 W 1<W 1与上述分析结论I 1>I 1 W 1=W 1不相符，故D 不符合题意。

2、B 【解析】
A.根据2n ωπ=可知角速度与转速成正比；由2T
π
ω=可知角速度与周期成反比，故选项A 不符合题意
B.角速度描述物体绕圆心转动快慢的物理量，线速度表示单位时间内转过的弧长，描述物体沿圆周运动的快慢的物理量，故选项B 符合题意
C.匀速圆周运动其轨迹是曲线，速度方向一定改变，不是匀速运动，故选项C 不符合题意
D.匀速圆周运动是变速运动，受到的合外力不等于0，故选项D 不符合题意 3、C 【解析】
匀速圆周运动的速度方向时刻变化，是变速运动，A 对；加速度方向时刻指向圆心，是变加速运动，B 错C 对；圆周运动中合力沿切线方向的分力不为零，改变速度大小，只有匀速圆周运动的合力时刻指向圆心，D 错． 4、A 【解析】 在最低点，有
2
v N mg m R
-=
解得
2
v N mg m mg R
=+>
轨道半径越小，支持力越大．在最高点，有：
2
v mg N m R
-=
解得
2
v N mg m mg R
=-<
知在最低点处压力大，且半径越小，压力越大，所以a 处最容易爆胎．故A 正确，BCD 错误． 故选A ． 5、B 【解析】
A.卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：2224mM G m r r T π＝，可得，2T =，可知，
卫星的运行周期与卫星的质量无关，所以五颗静止轨道卫星的质量不一定相同。

故A 错误。

B.第一宇宙速度是卫星环绕地球的最大运行速度，则知它们运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B 正确。

C.
根据v =
5颗静止轨道卫星速率相等，不会相撞，故C 错误。

D.5颗静止轨道卫星的运行周期是24h ，GPS 卫星的运行周期是12h ，根据开普勒第三定律3
2 r k T
=，可得，它们的轨
道半径是GPS
D 错误。

6、D 【解析】
试题分析：AB 两点属于同一条传送带上的两点，即线速度相等，两点的半径不同，根据v r ω=可得，两点的角速度不同，A 错误，BC 两点属于同轴转动，即两点的角速度相等，两点的半径不同，根据根据v r ω=可得，两点的线速度不同，C 错误，D 正确，C 点和B 点的角速度相等，但是B 点和A 点的角速度不等，所以AC 两点的角速度不等，B 错误；
考点：考查了匀变速圆周运动过程中各个物理量之间的关系 7、BD 【解析】
两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，由公式t =
故A 错误．小球在水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移2P Q x x =，由2
12
x at =
，得加速度之比2::1P Q a a =．根据牛顿第二定律得，两球的加速度分别为P P q E
a m =
，Q Q q E a m
=，则:2:1P Q q q =，故B 正确．由场力做功分别为P P P W q Ex =，Q Q Q W q Ex =，由于:2:1P Q q q =，:2:1P Q x x =，得4::1P Q W W =，故电势能的减小量为:4:1P Q E E ∆∆=，而重力做功相同，则合力做功之比
44G Q P Q Q
Q W W W W W W 合合+=<+．则动能增加量之比:4kP kQ E E ∆∆<，故C 错误，D 正确．故选BD.
【点睛】两小球在匀强电场中受到电场力和重力作用，都做匀加速直线运动，运用运动的分解可知：两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，运动时间相同．两小球水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移2P Q x x =，根据牛顿第二定律和运动学公式研究电荷量之比．根据电场力做功之比，研究电势能减小量之比．根据数学知识分析合力对两球做功的关系，由动能定理分析动能增加量之比． 8、ABD
【解析】
由题知合外力为0.6F ma mg ==，由动能定理K Fs E -=∆,得物体的动能减少了0.6mgs ，A
对．sin 300.5P E mgs mgs ∆=︒=，B 对．因此物体机械能的改变量0.60.50.1K P E E E mgs mgs mgs ∆=∆+∆=-+=-，
C 错误；除重力以外的其它力做功改变机械能，因此摩擦力做功改变机械能，因此摩擦力做功为0.1mgs ，
D 正确 9、AD 【解析】
A ．根据伏安特性曲线OM 可知，=1U
R I
Ω=
，故A 正确。

BC ．由图象AB 可知电源的电动势E =6V ，短路电流为6A ，则内阻
1E
r I
=
=Ω 故BC 错误。

D ．当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，即该电源只对电阻R 供电时，电源的输出功率最大，故D 正确。

10、AC 【解析】
B.小球下落高度相同，根据动能定理可知:
2
112
mgh mv =
则小球在最高点时，速度大小相等，根据向心力公式可知
2
1v F mg m R
+=
图甲中上方轨道半径大，故轨道对小球的压力小，根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力小.故选项B 不符合题意. A.根据v =ωR 可知，图甲中小球在最高点的角速度小.故选项A 符合题意. C.小球运动到最低点的过程中
2212
mgH mv =
高度H 相同，故在最低点的速度相等，根据向心力公式可知，
22
v F mg m R
-=
图甲中下方轨道半径小，小球对轨道最低点的向心力大，压力大.故选项C 符合题意，选项D 不符合题意. 11、BD 【解析】
A ．对甲车拖车脱离后做匀加速运动经过t 0的位移
00
10002 1.52v v s t v t +=
= 对乙车功率一定，则做加速度减小的加速运动，则经过t 0时的位移
00
20001.5 1.252
v v s t v t +>
= 则t 0时间内，甲、乙两汽车的位移之比
0012001.56 1.21.255
v t s s v t <== 不可能为4：3，选项A 错误；
B ．设汽车和拖车的质量均为m ，则汽车的牵引力为F =2kmg ，对甲车拖车脱离后做匀加速运动的加速度
1F kmg
a kg m
-=
= 乙车功率一定 P =Fv 0=2kmgv 0 在t 0时刻乙车的加速度
02 1.513
P
kmg v a kg
m -== 则甲、乙两汽车的加速度大小之比为3：1，选项B 正确； C ．甲车拖车脱离前功率 P=Fv 0=2kmgv 0 t 0时刻汽车甲的功率为 P 0=2kmg ∙2v 0= 4kmgv 0=2P 选项C 错误； D ．甲车牵引力做功
110023W kmg s kmgv t =⋅=
乙车牵引力做功
20002W Pt kmgv t ==
t 0时间内，甲、乙两汽车牵引力做功之比为3：2，选项D 正确。

故选BD 。

12、BD 【解析】
A ．碰撞前总动量为0mv ，总动能为2
012
mv ，根据若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率，可知A 错误；
B ．两球碰撞满足动量守恒，并且总动能为
22200011125()()232318
k E m v m v mv =
+= 小于碰撞前的动能，符合题意，B 正确； C ．两球动量守恒，动能为
222000111417()()232318
k E m v m v mv =
+= 大于碰撞前的动能，不符合题意，C 错误； D ．动能两球动量守恒，动能为
22200011111()()22224
k E m v m v mv =
+= 小于碰撞前的动能，符合题意，D 正确． 故选BD 。

【点睛】
对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率．
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、2
::B A B A C R R R R R ;
【解析】
设A 点的线速度为v ，则2A A v a R =；B 点的线速度等于A 点线速度，则2
B B v a R =；
C 点的线速度为C C B
v v R R =，则2
22C C C C B v v R a R R ==；则2222
2::::::C A B C B A B A C A B B
v R v v a a a R R R R R R R R ==
点睛；此题的关键是知道同缘转动中线速度相同，同轴转动中角速度相同；知道向心加速度的表达式即可解答. 14、切线方向 速度 【解析】
[1]．依据曲线运动特征可知：物体做曲线运动时，任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向上； [2]．物体做曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向不在一条直线上． 15、240 180 【解析】
将飞机的实际运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动，如图：
由几何关系，可得：
v x =v cos37°=300km/h×0.8=240 km/h ；
v y =v sin37°=300km/h×0.6=180km/h ；
三．计算题(22分)
16、（1）v B =3m/s ， F n =400N ；（2）
E =30J ；（3）80N 【解析】
（1）物块从A 到B ，由机械能守恒定律：21
2
B mgr mv =，解得在B 点的速率v B =3m/s 向心力F n =m 2B v r =202
30.45⨯N=400N （2）物块滑上小车后与小车组成的系统动量守恒，共速时的速度为v 0，有： 0()B mv M m v =+
物块与小车的共同速度v 0=
B mv m M +=2032010⨯+m/s=2m/s 损失的机械能2201
1()22
B E mv M m v ∆=-+ 代入数据得E =30J
（3）碰后瞬间小车的速度向左，大小为v 0=2m/s ，物块滑下小车时，物块的速度为v 1=1m/s ，设此时小车的速度大小设为v 2，由动量守恒定律：0012mv Mv mv Mv -=- 根据能量守恒定律：22212111222
B mgL mv mv Mv μ=-- 代入数据得μ=0.4，则物块与小车间的摩擦力大小F μ=μmg =0.4⨯20⨯10N=80N 。

17、 (1)2N (2)-20J
【解析】
（1）拉力做功为510J 50J W FL ==⨯=；
（2）摩擦力大小为0.21102f mg N N μ==⨯⨯=，做功为210J 20J f W fL =-=-⨯=-．。