2024届上海市复旦大学附中高一物理第二学期期末考试试题含解析

2024届上海市复旦大学附中高一物理第二学期期末考试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)自行车的大齿轮．小齿轮．后轮是相互关联的三个转动部分，如图所示．在自行车行驶过程中（）A．大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大B．后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大C．后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比D．大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比2、(本题9分)铁路弯道处，内外轨组成的斜面与水平地面倾角为θ，当火车以某一速度υ通过该弯道时，内、外轨恰不受侧压力作用．已知重力加速度为．下面说法正确的是()A．转弯半径R=υ2/gtanθB．若火车速度大于υ时，外轨将受到侧压力作用，其方向沿水平方向向外C．若火车速度小于υ时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内D．当火车质量改变时，安全速率也将改变3、(本题9分)两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为1∶2，它们运动的最大位移之比()A．1∶2 B．1∶4 C．1∶ D．2∶14、(本题9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为（）A．2mgRB．3C．4D．55、(本题9分)如图所示，某人游长江，假如江水静止，他以垂直于江岸的速度v1游到对岸．用时t1经过路程S1,江水的流速为v2,游到对岸用时t2经过路程S2。下列表述正确的是（）A．v2越大，S2越大，t2越大B．v2越大，S2越大，t2等于t1C．v2越大，S2越大，t2小于t1D．路程、时间与水速无关6、(本题9分)2015年10月4日，根据新华社“新华国际”客户端报道，太空本是广袤无垠的空间，却由于人类活动频繁而日益拥挤，科学家们担心，数目庞大的太空垃圾威胁各种宇宙探索活动，可能令人类彻底失去地球同步卫星轨道，下面关于地球同步卫星的说法正确的是A．同步卫星的线速度大小大于7.9km/sB．已知神舟系列飞船的周期约为90分钟，则其轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小C．知道地球同步卫星的轨道半径和周期可以计算出它和地球间的引力D．如果已知地球半径结合地球自转周期与地面的重力加速度可估算出地球同步卫星距地面的高度7、(本题9分)如图所示，置于竖直平面内的AB光滑杆，它是以初速为v0，水平射程为s的平抛运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点．现将一质量为m的小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下，重力加速度为g．则当其到达轨道B端时（）A．小球在水平方向的速度大小为v0B．小球运动的时间为C．小球的速率为D．小球重力的功率小于8、如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大9、(本题9分)如图所示有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说法正确的是（

）A．三种情况下物体损失的机械能:△E3＞△E2＞△E1B．三种情况下摩擦产生的热量:Q1＝Q2＜Q3C．到达底端的速度:v1＞v2＞v3D．到达底端的动能：EK1＞EK3＞EK210、如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿固定在斜面上，倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（

）A．甲球和乙球运动到地面时的速度相同B．甲乙两球的质量之比为C．甲乙两球的动能均为时，两球重力的瞬时功率之比为D．甲乙两球的动能均为时，两球高度相同二、实验题11、（4分）(本题9分)某同学利用图甲中器材验证机械能守恒定律．如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,现要取A、B两点来验证实验,已知打点计时器每隔0.02s打一个点(计算结果保留三位有效数字)．请回答下列问题:(1)可以判断,连接重物的夹子应夹在纸带的____端(填“左”或“右”);(2)若x2=4.80cm,则在纸带上打下计数点B时的速度vB=____m/s;(3)若x1数据也已测出,则实验还需测出的物理量为_____________________________;(4)若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能明显大于其增加的动能,则可能的原因是_____________________________________________________________．12、（10分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为10m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:（1）.要验证重锤下落过程中符合机械能守恒,除了图示器材,以下实验器材必须要选取的有__________．(填写字母代号)A．秒表

B．刻度尺

C．天平

D．交流电源(2)运用公式对实验条件的要求是__________,为此所选择的纸带第1、2点间的距离应接近__________________________________(3).根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以h为横轴画出的图像应是下图中的哪个__________(4).从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=__________,此过程中物体动能的增加量△Ek=__________;（结果保留两位有效数字）(5).通过计算,数值上△Ep__________△Ek(填“>”“=”或“<”),这是因为__________三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）如图甲所示，在和之间有沿着轴方向的匀强电场，为电场区域的上边界，在轴方向范围足够大，电场强度的变化如图乙所示，取轴正方向为电场正方向．现有一个带负电的粒子，粒子的比荷，在时刻以速度从点沿轴正方向进入电场区域，不计粒子重力作用．求：甲乙（1）粒子通过电场区域的时间；（2）粒子离开电场的位置坐标；（3）粒子通过电场区域后沿轴方向的速度大小．14、（14分）(本题9分)一个滑块从斜面底端以一定的初速度上滑，最终停在斜面的最高点．设滑块在前3s内的位移是x1，在最后3s内的位移是x2．测得x1﹣x2=6m，x1：x2=7：3，假设物体沿斜面做匀减速运动，求：（1）滑块沿斜面上滑的加速度大小；（2）斜面的长度．15、（13分）如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一半径R=0.2m的竖直光滑绝缘圆弧轨道BCD和绝缘粗糙水平轨道AB在B点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OC和OD之间的夹角为θ=37°，电场与圆弧轨道BCD所在平面平行，一质量为m=10g、电荷量为q=-1×10-4C的带负电的小滑块从A点由静止释放后开始运动，已知AB间距离S=2.3m，滑块运动到D点时所受合力的方向指向圆心O，且此时滑块对圆弧轨道恰好没有压力。g取10m/s2，(1)匀强电场的电场强度大小；(2)滑块通过C点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)滑块与水平轨道AB间的动摩因数。

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、C【解析】

自行车的链条不打滑，齿轮上各点的线速度大小相等，小齿轮与后轮绕同一转轴转动，角速度相等．由v=ωr研究角速度的关系．由向心加速度公式分别研究三处的向心加速度的关系．【详解】A项：自行车的链条不打滑，大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度大小相等，故A错误；B项：后轮边缘点与小齿轮边缘点属于绕同一转轴转动，角速度相等．故B错误；C项：后轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等，由公式an=ω2r得，向心加速度与半径成正比，故C正确；D项：大齿轮边缘点与小齿轮边缘点，线速度大小相等，由公式可知，向心加速度与半径成反比，故D错误．故应选：C．【点睛】本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．2、A【解析】A：火车转弯，内、外轨恰不受侧压力作用时，，解得．故A项正确．B：若火车速度大于υ时，．则外轨对其有侧压力作用，其方向平行轨道平面向内．据牛顿第三定律可得，外轨将受到侧压力作用，其方向沿平行轨道平面向外．故B项错误．C：若火车速度小于υ时，．则内轨对其有侧压力作用，其方向平行轨道平面向外．据牛顿第三定律可得，内轨将受到侧压力作用，其方向沿平行轨道平面向内．故C项错误．D：据可知，火车质量改变时，安全速率不变．故D项错误．点睛：火车以安全速率转弯时，内、外轨恰不受侧压力作用，；若火车转弯速率大于安全速率时，，则外轨对火车有侧压力作用，其方向平行轨道平面向内；若火车转弯速率小于安全速率时，，则内轨对火车有侧压力作用，其方向平行轨道平面向外．3、B【解析】

当两小车速度为零时即末速度为零，发生的位移最大，根据位移速度公式可得又因为它们的初速度之比为1∶2，所以他们运动的最大位移比为．A．1∶2，与结论不相符，选项A错误；B．1∶4，与结论相符，选项B正确；C．1∶，与结论不相符，选项C错误；D．2∶1，与结论不相符，选项D错误；故选B.4、A【解析】

由题意知水平拉力为F=mg；设小球达到c点的速度为v，从a到c根据动能定理可得：F⋅3R-mgR=12mv2，解得：v=4gR，小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，可得：t=vg=5、B【解析】

人以一定速率垂直河岸向对岸游，而过河的宽度不变，人在静水中速度不变，故过河时间不变；若水流速度v2变大，则人沿水流方向运动的距离增大，故路程s2变长，而过河时间仍不变，即t2等于t1；故B正确。6、BD【解析】

A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以它们运行的线速度一定小于7.9km/s，故A错误；B、根据开普勒第三定律可知，神舟系列飞船的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小，故B正确；C、根据，由于地球同步卫星的质量未知，故不能求出计算出它和地球间的引力，故C错误；D、在地表面附件，，对地球同步卫星则有，联立解得，即算出地球同步卫星距地面的高度，故D正确；故选BD．7、CD【解析】

A．以初速为v0平抛物体的运动机械能守恒；将一小球套于杆上，由静止开始从轨道A端滑下过程机械能也守恒，由于初位置动能为零，故末位置速度大小小于平抛运动的速度，但方向相同，故水平分量不同，故小球在水平方向的速度大小小于v0，故A错误；B．以初速为v0平抛物体的运动，其水平分运动是匀速直线运动，时间为；将一小球套于杆上，由静止开始从轨道A端滑下过程时间小于；故B错误；C．以初速为v0平抛物体的运动，根据分位移公式，有：h=gt2①s=v0t②vx=v0③vy=gt④解得：h=，v平抛=；静止开始从轨道A端滑下过程机械能守恒，有：mgh=mv2，解得：，故C正确；D．小球落地时重力的功率为：P=mgvsinθ；故P=mgvsinθ＜mgv＜mgv平抛=，故D正确。故选CD。【点睛】本题关键根据平抛运动的分位移公式和分速度公式列式后联立求解，注意小球沿轨道运动不是平抛运动，可以结合平抛运动比较求解．8、BD【解析】

AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间．故A错误,B正确；C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；D．b、c的运动时间相同，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．故D正确．【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移.9、BC【解析】

设斜面和水平方向夹角为θ，斜面长度为L，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：W=mgμLcosθ，Lcosθ即为底边长度，由图可知1和2底边相等且小于3的，故摩擦生热关系为：Q1=Q2＜Q3，所以损失的机械能△E1=△E2＜△E3，故B正确，A错误；设物体滑到底端时的速度为v，根据动能定理得：mgh-mgμLcosθ=12mv2，根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时速度大小关系为：v1＞v2＞v3，故C正确；物块的动能为：Ek=12mv2，因为v1＞v2＞v3，所以到达底端的动能：10、BC【解析】

A．两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，mgh＝mv2，解得，甲球和乙球运动到地面时的速度大小相等，方向不同，故A错误；B．由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；C．两球重力的瞬时功率为：，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为：，故C正确；D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D错误；二、实验题11、左；1.20；AB之间的距离；重物的质量太小或摩擦阻力太大；【解析】试题分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．①从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度越来越大．与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．②若，则根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小得在纸带上打下记数点B时的速度．③若数据也已测出，还需要算出减小的重力势能，即还需要测出下落的高度，即实验还需测出物理量为AB之间的距离．④若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能明显大于其增加的动能，则可能的原因是：重物的质量太小或摩擦阻力太大；12、（1）BD（2）打第一点速度为零2mm（3）C（4）0.50J0.48J（5）大于阻力【解析】（1）A.要验证重锤下落过程中符合机械能守恒，需要满足，根据打点计时器打出的纸带求速度，不用秒表，而打点计时器需要用到低压交流电源，故A错误，D正确；B．需要用刻度尺测量物体下落的高度，故B正确；C．等号两边的质量约去，不用天平，故C错误．故选：BD．（2）运用公式验证机械能守恒，要求打第一个点的速度必须为零．根据自由落体运动的位移时间关系，==0.002m=2mm，所以所选择的纸带第1、2点间的距离应接近2mm．（3）根据，，图像应为C；（4）根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：△EP=mgh=1.0×10×0.05J=0.50J匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：，动能变化量：△EK==0.48J；（5）由(4)可知重力势能的减小量大于动能的增加量，其原因是物体下落过程中存在阻力．点睛：根据自由落体运动的位移时间关系，纸带第1、2点间的距离应接近2mm；测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能；根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，