上海市上海外国语大学附属中学2024-2025学年物理高一下期末综合测试试题含解析.doc

上海市上海外国语大学附属中学2024-2025学年物理高一下期末综合测试试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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)两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由此可知R1:R2等于

A．1:3 B．3:1 C．1： D．：1
2、 (本题9分)如图所示，两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边气体温度都升高10℃，则水银柱将(　　)

A．向右移动 B．向左移动
C．不动 D．条件不足，不能确定
3、 (本题9分)如图所示，从A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）

A．先同时抛出A、B两球，且vA＜vB＜vC
B．后同时抛出B、C两球，且vA＜vB＜vC
C．后同时抛出A、B两球，且vA＞vB＞vC
D．先同时抛出B、C两球，且vA＞vB＞vC
4、 (本题9分)如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mA>mB.最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车 (　　)

A．向左运动
B．左右往返运动
C．向右运动
D．静止不动
5、 (本题9分)如图所示，天花板上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，其下端连接一个小球，小球静止时弹簧伸长量为x0，现用手托住小球上移至弹簧长度为原长时由静止放手，小球开始向下运动，弹簧未超过其弹性限度。已知弹簧弹性势能与伸长量的关系是E=kx2，x是伸长量。忽略空气阻力，则小球向下运动过程中下列说法正确的是（ ）

A．小球处于失重状态 B．小球处于超重状态
C．当小球下落到最低点时，弹簧伸长量为2x0 D．当小球下落到最低点时，其加速度为零
6、 (本题9分)如图所示，用一根长杆和两个小定滑轮组合成的装置来提升质量为m的重物A，长杆的一端放在地面上，并且通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方的O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物A，C点与O点的距离为，滑轮上端B点距O点的距离为.现在杆的另一端用力，使其沿逆时针方向由竖直位置以角速度匀速转至水平位置(转过了 角).则在此过程中，下列说法正确的是 （ ）

A．重物A的速度先增大后减小，最大速度是
B．重物A做匀速直线运动
C．绳的拉力对A所做的功为
D．绳的拉力对A所做的功为
7、 (本题9分)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知三颗卫星质量关系为MA=MB>MC，则对于三个卫星，正确的是：

A．运行线速度关系为
B．运行周期关系为TA＞TB=TC
C．向心力大小关系为FA=FB＜FC
D．半径与周期关系为
8、 (本题9分)质量为1kg的物块A，以5m/s的速度与质量为4kg静止的物块B发生正碰，碰撞后物块B的速度大小可能为（　　）
A．0.5m/s B．1m/s C．1.5m/s D．3m/s
9、旅居加拿大十六岁学生温家辉，2009年在美国太空总署主办的太空移民设计赛中夺冠．温家辉的获奖设计是一个高1.6 km的圆筒形建筑，命名为Asten，如题图所示，内径约1 km，圆筒由一个个可以住人的环形物堆叠而成，并在电力的驱动下绕着中心轴以一定的角速度转动，从而产生 “模拟重力”，使居民能在“重力”环境下生活．垂直中心轴的截面图如题所示，圆筒的内壁正好是城市的地面，因此，生活在这座太空城市的人，站在“地面上”，跟站在地球地面上的感觉没有区别．以下说法正确的有　）

A．太空城内的居民不能运用天平准确测出质量
B．太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心
C．人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供
D．太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大
10、如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平，OB竖直，一个质量为的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，不计空气阻力，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知PA=2.5R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中：

A．重力做功2.5 B．动能增加0.5
C．克服摩擦力做功 D．机械能减少1.5

11、如图甲所示是游乐场中过山车的实物图，可将过山车的部分运动简化为图乙的模型。若质量为m的小球从曲面轨道上h＝4R的P点由静止开始下滑，到达圆轨道最高点A点时与轨道间作用力刚好为2mg。已知P到B曲面轨道光滑，B为轨道最低点，圆轨道粗糙且半径为R，重力加速度取g。下列说法正确的是（　　）

A．小球从P点下滑到A点过程中，合外力做功为mgR
B．小球从P点下滑到A点过程中，机械能损失mgR
C．小球从P点下滑到A点过程中，重力做功为2mgR
D．若小球从h＝3R的位置由静止释放，到达A点时恰好与轨道之间无相互作用
12、 (本题9分)如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是

A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/s
B．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
C．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道Ⅱ
D．在轨道I上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，下列说法正确的是________．

A．实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，方法是把木板的一端适当垫高使未连纸带的小车在木板上做匀速直线运动
B．平衡摩擦力后，当小车速度最大时，橡皮筋处于伸长状态
C．实验中所用的橡皮筋必须是完全相同的
D．橡皮筋做功完毕后小车做匀速直线运动，此过程纸带上相邻点的间距相等
14、 (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________
15、 (本题9分)（1）在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是__________

A．必须称出小球的质量
B．斜槽轨道必须是光滑的
C．斜槽轨道末端必须是水平的
D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下

（2）如图所示，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有 小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=5.00 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球经过相邻位置之间的时间间隔t=________ s小球平抛的初速度为v0=________m/s(g取值为10 m/s2).
三．计算题(22分)
16、（12分）如图所示，空间内有一匀强电场，竖直平行直线为匀强电场的电场线（方向未知）. 现有一电荷量为 q、质量为m的带负电粒子，从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场，A、B为运动轨迹上的两点，当粒子运动到B点时速度方向与水平方向夹角为60°. 已知OA连线与电场线夹角为60°，OA＝L，带电粒子在电场中受到电场力大小为F. 不计粒子的重力及空气阻力. 求：

（1）电场强度的大小和方向；
（2）带电粒子从 O 到A的运动时间；
（3）匀强电场中OB两点间电势差大小.
17、（10分） (本题9分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =1㎏，动力系统提供的恒定升力F ="18" N．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s1．
（1）第一次试飞，飞行器飞行t1=" 8" s 时到达高度H =" 64" m．求飞行器所阻力f的大小；
（1）第二次试飞，飞行器飞行t1=" 6" s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h
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、A
【解析】
根据，解得：。
A.根据计算结果可知，故A正确；
B.根据计算结果可知，故B错误；
C.根据计算结果可知，故C错误；
D.根据计算结果可知，故D错误。
2、A
【解析】
假定两个容器的体积不变，即不变，A、B中所装气体温度分别为和，当温度升高时，容器A的压强由增至，，容器B的压强由增至，，由查理定律得：，，
因为，所以，即水银柱应向右移动，故选项A正确．
点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系．
3、D
【解析】
B、C的高度相同，大于A的高度，根据：

知B、C的时间相等，大于A的时间，可知B、C两球同时抛出，A后抛出；A、B的水平位移相等，则A的初速度大于B的初速度，B的水平位移大于C的水平位移，则B的初速度大于C的初速度，即vA＞vB＞vC.
A．描述与分析不符，故A错误.

B．描述与分析不符，故B错误.
C．描述与分析不符，故C错误.
D．描述与分析相符，故D正确.
4、A
【解析】
两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零，两人与大小相等的速度相向运动，A的质量大于B的质量，则A的动量大于B的动量，AB的总动量方向与A的动量方向相同，即向右，要保证系统动量守恒，系统总动量为零，则小车应向左运动，故A正确，BCD错误．
5、C
【解析】
AB．小球向下运动时，弹簧弹力先小于小球重力，小球向下做加速运动；当弹簧伸长量为x0时，弹簧弹力等于小球重力，小球速度最大；小球继续向下时，弹簧弹力大于小球重力，小球向下做减速运动；即小球先处于失重状态后处于超重状态。故AB两项均错误。
C.当小球静止时，小球受到的重力和弹力平衡，因此有，小球由原长释放到最低点的过程，重力势能转化为弹性势能，则由，联立可得
D．小球下落到最低点时，其加速度方向向上，D项错误。
6、A
【解析】
设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为（锐角），由题知C点的线速度为，该线速度在绳子方向上的分速度就为，的变化规律是从最大（）然后逐渐变小，则逐渐变大，直至绳子和杆垂直，变为零，绳子的速度变为最大；然后又逐渐增大，逐渐变小，绳子的速度变慢，可知重物做变速运动，重物先加速，后减速，当为零时，重物的速度最大，达到，故A正确；B错误；拉力对重物m所做的功等于物体重力势能的增加量和动能的增加量，物体升高的高度等于左侧绳子的伸长量，由几何关系可知，故重力势能增加量为，而杆转到水平位置时，，则此时速度为；故此时动能的增加量为，因此绳子对物体A所做的功为，故CD错误；选A.
【点睛】本题应明确重物的速度来自于绳子的速度，注意在速度的分解时应明确杆的转动线速度为线速度，而绳伸长速度及转动速度为分速度，再由运动的合成与分解得出合速度与分速度的关系．
7、AD
【解析】
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，由图示可知：rA＜rB=rC，由题意知：MA=MB>MC；由牛顿第二定律得：①
A.由①解得，，所以vA＞vB=vC，故A正确；
B.由①解得，，则TA＜TB=TC，故B错误；
C.，已知rA＜rB=rC，MA=MB>MC ，可知FA＞FB＞FC，故C错误；
D.由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，即，故D正确；
8、BC
【解析】
以两球组成的系统为研究对象，以碰撞前A球的速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAv0=mAvA+mBvB
由机械能守恒定律得：mAv02=mAvA2+mBvB2
解得：．
如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
mAv0=（mA+mB）vB
解得：vB=1m/s
则碰撞后B球的速度范围是：1m/s≤vB≤2m/s，所以碰撞后B球的速度可能值为1m/s和1.5m/s，故AD错误，BC正确；故选BC.
9、BCD
【解析】
A．天平的测量原理是等臂杠杆，故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量，故A错误；
B．太空城内物体做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外，故B正确；
C．太空城内物体做匀速圆周运动，人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供，故C正确；
D．等效重力等于向心力，故

故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大，故D正确。
10、BC
【解析】
A、重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：1.5mgR，A错误；
B、恰好到达B点有： ，由动能定理知由P运动B的过程中，合外力所做的功为：，故B正确；
C、由P到B，由可得：克服摩擦力做功为：，故C正确；
D、由以上分析知在由P运动到B的过程中，机械能的减少量为等于克服摩擦力所做的功，故为，D错误．
11、BC
【解析】
A．到达A点其向心力为

可得：

所以小球从P到A的过程中，根据动能定理可知合外力做功为

故选项A不符合题意.
B．P到A的过程中，重力势能的减少量为
△EG＝2mgR，
所以机械能减少量为

则P到A的过程中，小球克服阻力做功

故选项B符合题意.
C．小球从P点下滑到A点过程中，重力做功为
WG＝mg△h＝2mgR
故选项C符合题意.
D．小球从h＝3R的位置由静止释放至到达A点的过程中，由动能定理得

因为
W克′＜W克=
所以

所以在A点小球对轨道的压力不为零.故选项D不符合题意.
12、BC
【解析】
第一宇宙速度7.9km/s是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，选项B正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C正确；在轨道I上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D错误；故选BC.
解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、CD
【解析】
实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，方法是把木板的一端适当垫高使连接纸带的小车在木板上做匀速直线运动，故A错误；平衡摩擦力后当小车速度最大时，橡皮筋的弹力为零，橡皮筋处于原长状态，故B错误；实验中所用的橡皮筋必须是完全相同的，才能保证橡皮筋橡皮筋做功成倍的增加，故C正确；橡皮筋做功完毕后小车速度最大，此时小车做匀速直线运动，此过程纸带上相邻点的间距相等，故D正确.
故选CD.
14、B FI， 0.76 与成正比即
【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：

（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与成正比，即．
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．
15、CD 0.1 2.0
【解析】
（1）平抛运动与小球的质量无关故A错误；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，B错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，C正确；为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，D正确．
（2）图中看出，a、b、c、d点间的水平位移均相等，是x=4L，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即，，初速度：．

三．计算题(22分)
16、 (1)，竖直向下⑵⑶
【解析】
（1）根据可知，电场强度的大小为
粒子向上偏转，故电场力向上，因粒子带负电，故说明电场强度向下；
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，设水平方向的位移为x，竖直方向的位移为y，由题意知：
x=Lsin60°
y=Lcos60°
根据分运动的规律有：
x=v0t
y=at2
粒子的加速度为：
联立解得：，；
(3)设粒子到达B点的速度为v，粒子从O点到B点过程中电场力做功为W，则由合运动与分运动的关系有：v==2v0
由动能定理有：
W=mv2-mv02
联立解得：
由W=Uq可得：
17、（1）4N （1）41m
【解析】
（1）第一次飞行中，设加速度为,匀加速运动:
由牛顿第二定律:
解得:
（1）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为,匀加速运动:,
设失去升力后的速度为，上升的高度为
由牛顿第二定律:
,
解:得h=h1+h1=41m