2021-2022学年上海市黄浦区敬业中学2020-2021学年高一（下）期末考试物理试卷（含详解）

敬业中学2021学年高一物理第二学期期末考试

一、单项选择题（1-8题每题3分，9-12题每题4分，共计40分）

1. 物体做匀速圆周运动的原因是（　　）

A. 受重力 B. 受回复力 C. 受向心力 D. 受恒力

2. 下列物理量属于过程量的是（　　）

A. 动能 B. 功 C. 机械能 D. 重力势能

3. 物体做机械振动的原因是（　　）

A. 受到恒定的回复力作用

B. 受到大小变化回复力作用

C. 受到大小与位移成正比的回复力作用

D. 受到大小、方向均变化的回复力作用

4. 做简谐振动的物体，相邻两次通过同一位置时，哪一个物理量是不同的（　　）

A. 弹性势能 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力

5. 一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 假如让振子自由振动，它的频率为

B. 驱动力的频率为时，振子处于共振状态

C. 驱动力频率为时，振子的振动频率为

D. 振子做自由振动时，频率可能、和

6. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：

A. 太阳位于木星运行轨道的中心

B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过面积等于木星与太阳连线扫过的面积

7. 质量为、初速度为零的物体，在不同变化的合外力作用下都通过位移．下列各种情况中合外力做功最多的是（   ）

A.  B.  C.  D.

8. 某同学善于观察，发现公共汽车在上南浦大桥时，司机总是换挡，其目的是（　　）。

A. 减小速度，得到较小的牵引力 B. 增大速度，得到较小的牵引力

C. 减小速度，得到较大的牵引力 D. 增大速度，得到较大的牵引力

9. 如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。取向右为正方向，若BC间的距离为10cm，小球从O点开始运动到再次以相同速度到O点历时0.1s，则从C位置开始计时，小球振动过程中经过0.5s所经历的位移为（　　）

A. 0.05m B. －0.05m C. 0.5m D. 0

10. 天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出（　　）。

A 行星质量 B. 恒星质量 C. 行星半径 D. 恒星半径

11. 如图为物体沿直线运动的v－t图，已知第1秒内合外力对物体做功为W，则（　　）。

A. 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W

B. 从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W

C. 从第5秒末到第7秒末合外力做功为W

D. 从第6秒末到第7秒末合外力做功为－0.75W

12. 如图所示，木块M可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下，且滑到A点或B点停下。假定木块M和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数，斜面与平面平缓连接，则（　　）

A. 距离OA等于OB B. 距离OA大于OB

C. 距离OA小于OB D. 无法做出明确的判断

二、多选题（每题5分，漏选得3分，错选不得分）

13. 物体做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落速度关系正确的图像是（图中曲线为二次函数的一部分）（　　）。

A.  B.

C.  D.

14. 如图，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A．已知A点高度为h，山坡倾角为θ，由此可算出

A. 轰炸机的飞行高度

B. 轰炸机的飞行速度

C. 炸弹的飞行时间

D. 炸弹投出时的动能

三、填空题（每空2分；共24分）

15. 对于做简谐运动的弹簧振子而言，振子做的是______（选填“匀变速”或“变加速”）直线运动；______是描述振动快慢的物理量。如果弹簧振子的完成一次全振动用时10s，则振子的动能随时间变化的周期是_____s。

16. 汽车在水平地面上转弯时，是______力提供向心力，转弯时车速不能太快，当速度为v时，安全转弯的半径最小为R，若当转弯半径为4R时，该汽车安全转弯的最大速度为______v。

17. 质量为汽车在平直公路上以额定功率从静止开始行驶，行驶过程中所受阻力恒为，则汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度为______m/s；已知20s时汽车已经达到最大速度，则20s内汽车运动的位移为______m。

18. 如图所示，质量为m=1.5kg的小滑块，在水平面上滑行后又进入到竖直方向的半圆轨道，运动轨道最高点C点时，轨道受到的压力大小为18.75N。已知小滑块经过半圆轨道最低点B点时的速度v=6m/s，竖直半圆轨道的直径d=0.8m，则滑块经过C点时的速度为______m/s，在轨道上运动的过程中，物体克服摩擦力做的功为______J，物体从C点飞出后，落地点到C点的水平距离______m。

19. 双星在相互作用的万有引力的作用下，绕着连线上某点为圆心做匀速圆周运动，设两天体的质量之比为，则它们的轨道半径之比______，速度之比______。

四、综合分析题（共26分）

20. 实验题：在“用单摆测定重力加速度”的实验中

（1）下列做法正确的是（    ）

A．选择密度较小的摆球

B．用架子夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将夹子夹紧，确保摆长不变

C．把单摆从平衡位置拉开5°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

（2）测摆长时，若正确测出悬线长l=96cm和摆球直径d=2cm，则摆长为______m；

（3）测周期时，当摆球经过______位置时，开始计时并计数1次，测出经过该位置100次用时98s，则周期为______s；（保留小数点后两位）

（4）多次改变摆长，使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的图线为______（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”）；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g＝______。

21. 如图所示，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段水平且粗糙程度均匀，BC段为半径R=2.5m、圆心角为的光滑圆弧，两段轨道相切于B点。穿在轨道上的小球可视为质点，其质量m=0.2kg；小球与AB段轨道间的动摩擦因数为0.25。原来静止在A处的小球，受到水平向左的恒力F作用，经过s=0.25m的位移到达B点，速度为；此时，撤去恒力F之后，小球沿光滑圆弧轨道恰好能运动到C点（未掉落），求：

（1）小球在B位置的速度大小；

（2）恒力F的大小。

敬业中学2021学年高一物理第二学期期末考试

一、单项选择题（1-8题每题3分，9-12题每题4分，共计40分）

1. 物体做匀速圆周运动的原因是（　　）

A. 受重力 B. 受回复力 C. 受向心力 D. 受恒力

【答案】C

【详解】做匀速圆周运动物体所受的合力指向圆心，提供物体做匀速圆周运动的向心力，才能使物体做匀速圆周运动。

故选C。

2. 下列物理量属于过程量的是（　　）

A. 动能 B. 功 C. 机械能 D. 重力势能

【答案】B

【详解】功应用与过程，属于过程量，动能、重力势能、机械能属于状态量。

故选B。

3. 物体做机械振动的原因是（　　）

A. 受到恒定的回复力作用

B. 受到大小变化回复力作用

C. 受到大小与位移成正比的回复力作用

D. 受到大小、方向均变化的回复力作用

【答案】C

【详解】物体做机械振动的原因是：物体需要回复力作用，且回复力的方向总是指向平衡位置，若是简谐运动，受到大小与位移成正比的回复力作用，因此ABD错误，C正确。

故选C

4. 做简谐振动的物体，相邻两次通过同一位置时，哪一个物理量是不同的（　　）

A. 弹性势能 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力

【答案】B

【详解】做简谐振动的物体，相邻两次通过同一位置时，弹簧的伸缩量相同，因此弹性势能相同；所受的弹力大小，方向完全相同，因此回复力相同，加速度相同；速度大小相等，但方向相反。

故选B。

5. 一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 假如让振子自由振动，它的频率为

B. 驱动力的频率为时，振子处于共振状态

C. 驱动力频率为时，振子的振动频率为

D. 振子做自由振动时，频率可能为、和

【答案】ABC

【分析】

【详解】B．由共振曲线可以知道，出现振幅最大时，驱动力的频率等于固有频率，所以驱动频率为f2时，振子处于共振状态，故B正确；

C．受迫振动的频率由驱动力频率决定，驱动力的频率为f3时，振子振动的频率也为f3，故C正确；

AD．当驱动力频率等于固有频率时，振子的振动幅度最大，故由图看出固有频率为f2，振子自由振动的频率等于系统本身的固有频率，为f2，故A正确，D错误。

故选ABC。

6. 火星和木星沿各自椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：

A. 太阳位于木星运行轨道的中心

B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

【答案】C

【详解】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.

7. 质量为、初速度为零的物体，在不同变化的合外力作用下都通过位移．下列各种情况中合外力做功最多的是（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【详解】试题分析：根据公式可知图像与坐标轴围成的面积表示做功多少，故C做功最多，C正确；

考点：考查了功的计算

【名师点睛】利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来，根据图象中的数据求解．

8. 某同学善于观察，发现公共汽车在上南浦大桥时，司机总是换挡，其目的是（　　）。

A. 减小速度，得到较小的牵引力 B. 增大速度，得到较小的牵引力

C. 减小速度，得到较大的牵引力 D. 增大速度，得到较大的牵引力

【答案】C

【详解】公共汽车在上南浦大桥时，需要较大的牵引力，司机换挡，是在汽车功率一定的情况下，由P=Fv，则有，由此可知，减小速度，得到较大的牵引力，因此ABD错误，C正确。

故选C。

9. 如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。取向右为正方向，若BC间的距离为10cm，小球从O点开始运动到再次以相同速度到O点历时0.1s，则从C位置开始计时，小球振动过程中经过0.5s所经历的位移为（　　）

A. 0.05m B. －0.05m C. 0.5m D. 0

【答案】D

【详解】由小球从O点开始运动到再次以相同速度到O点历时0.1s，可知小球的振动周期为T=0.1s，从C位置开始计时，小球振动中经一个周期位移是零，0.5s是5个周期，0.5s所经历的位移是零，ABC错误，D正确。

故选D。

10. 天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出（　　）。

A. 行星质量 B. 恒星质量 C. 行星半径 D. 恒星半径

【答案】B

【详解】行星绕恒星做圆周运动，设恒星的质量为M，行星的质量为m，由恒星对行星的引力提供向心力，可得

由上式可知，已知轨道半径和运行周期，可以推算出恒星质量，不可以推算出行星质量及行星半径和恒星半径，ACD错误，B正确。

故选B。

11. 如图为物体沿直线运动的v－t图，已知第1秒内合外力对物体做功为W，则（　　）。

A. 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W

B. 从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W

C. 从第5秒末到第7秒末合外力做功为W

D. 从第6秒末到第7秒末合外力做功为－0.75W

【答案】C

【详解】A．由v－t图像可知，从第1秒末到第3秒末物体做匀速直线运动，受合外力等于零，合外力做功等于零，A错误；

B．第1秒末和第3秒末物体的动能相等，因此由动能定理可知，从第3秒末到第5秒末合外力做功为−W，B错误；

C．由B选项分析可知，从第5秒末到第7秒末合外力做功为W，C正确；

D．从第6秒末到第7秒末物体动能增加，增加量为

由第1s内合外力对物体做功为W，由动能定理可知

则有从第6秒末到第7秒末合外力做功为

D错误。

故选C。

12. 如图所示，木块M可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下，且滑到A点或B点停下。假定木块M和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数，斜面与平面平缓连接，则（　　）

A. 距离OA等于OB B. 距离OA大于OB

C. 距离OA小于OB D. 无法做出明确的判断

【答案】A

【详解】设左侧斜面的倾斜角为，斜面的高度为h，物体与斜面及水平面间的动摩擦因数为， 如图

当从左侧滑下时，根据动能定理

而

整理得

同理可知

因此距离OA等于OB

故选A。

二、多选题（每题5分，漏选得3分，错选不得分）

13. 物体做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落速度关系正确的图像是（图中曲线为二次函数的一部分）（　　）。

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【详解】物体做自由落体运动，机械能守恒，设物体的机械能为E，以地面为重力势能零点，则有

由上式可知：图像是一条倾斜的直线， 图像是开口向下的抛物线，因此AD错误，BC正确。

故选BC。

14. 如图，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A．已知A点高度为h，山坡倾角为θ，由此可算出

A. 轰炸机的飞行高度

B. 轰炸机的飞行速度

C. 炸弹的飞行时间

D. 炸弹投出时的动能

【答案】ABC

【详解】A、B、C由图可得炸弹的水平位移为 x=

设轰炸机的飞行高度为H，炸弹的飞行时间为t，初速度为v0．

据题：炸弹垂直击中山坡上的目标A，则根据速度的分解有：tanθ==

又==

联立以上三式得：H=h+，可知可以求出轰炸机的飞行高度H．

炸弹飞行时间 t=，也可以求出t．

轰炸机的飞行速度等于炸弹平抛运动的初速度，为 v0=，可知也可以求出．故A、B、C正确．

D、由于炸弹的质量未知，则无法求出炸弹投出时的动能．故D错误．

故选ABC．

三、填空题（每空2分；共24分）

15. 对于做简谐运动的弹簧振子而言，振子做的是______（选填“匀变速”或“变加速”）直线运动；______是描述振动快慢的物理量。如果弹簧振子的完成一次全振动用时10s，则振子的动能随时间变化的周期是_____s。

【答案】    ①. 变加速    ②. 周期##频率    ③. 5

【详解】[1]做简谐振动的弹簧振子所受的合力在不断的变动，其加速度也在不断变化，做的是变加速运动。

[2]周期、频率是描述振动快慢的物理量。

[3]动能是标量，一个全振动过程中，弹簧振子的动能在平衡位置前半周期和后半周期是重复的，已知弹簧振子的周期是10s，则动能的变化周期为其一半，即

1

16. 汽车在水平地面上转弯时，是______力提供向心力，转弯时车速不能太快，当速度为v时，安全转弯的半径最小为R，若当转弯半径为4R时，该汽车安全转弯的最大速度为______v。

【答案】    ①. 静摩擦    ②. 2

【详解】[1] 汽车在水平地面上转弯做圆周运动，汽车转弯时受重力、支持力和摩擦力作用，重力和支持力二力平衡，所以汽车做圆周运动所需要的向心力由静摩擦力提供。

[2] 设最大静摩擦力为f，则有

，

当半径为4R时，则有

联立解得

17. 质量为汽车在平直公路上以额定功率从静止开始行驶，行驶过程中所受阻力恒为，则汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度为______m/s；已知20s时汽车已经达到最大速度，则20s内汽车运动的位移为______m。

【答案】    ①. 32    ②. 230.4

【详解】[1]当汽车的牵引力等于所受阻力时，汽车的速度最大，则有

P=Fv=fvm

[2]由动能定理可得

18. 如图所示，质量为m=1.5kg的小滑块，在水平面上滑行后又进入到竖直方向的半圆轨道，运动轨道最高点C点时，轨道受到的压力大小为18.75N。已知小滑块经过半圆轨道最低点B点时的速度v=6m/s，竖直半圆轨道的直径d=0.8m，则滑块经过C点时的速度为______m/s，在轨道上运动的过程中，物体克服摩擦力做的功为______J，物体从C点飞出后，落地点到C点的水平距离______m。

【答案】    ①. 3    ②. 8.25    ③. 1.2

【详解】[1] 滑块在竖直方向的半圆轨道内做圆周运动，运动轨道最高点C点时，由牛顿第三定律可知，轨道对滑块的作用力大小等于滑块对轨道的压力，由牛顿第二定律则有

代入数据解得

[2]由动能定理可得

代入数据解得

[3] 滑块从C点飞出后，做平抛运动，在竖直方向有

在水平方向有

19. 双星在相互作用的万有引力的作用下，绕着连线上某点为圆心做匀速圆周运动，设两天体的质量之比为，则它们的轨道半径之比______，速度之比______。

【答案】    ①. 2:3    ②. 2:3

【详解】[1]双星绕连线上某点做匀速圆周运动时，转动的角速度相等，根据

可得

因此

[2]根据

可知

四、综合分析题（共26分）

20. 实验题：在“用单摆测定重力加速度”的实验中

（1）下列做法正确的是（    ）

A．选择密度较小的摆球

B．用架子夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将夹子夹紧，确保摆长不变

C．把单摆从平衡位置拉开5°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

（2）测摆长时，若正确测出悬线长l=96cm和摆球直径d=2cm，则摆长为______m；

（3）测周期时，当摆球经过______位置时，开始计时并计数1次，测出经过该位置100次用时为98s，则周期为______s；（保留小数点后两位）

（4）多次改变摆长，使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的图线为______（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”）；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g＝______。

【答案】    ①. B    ②. 0.97    ③. 平衡位置    ④. 1.98    ⑤. 直线    ⑥.

【详解】（1）[1]A．摆球应该选用体积小、质量大，也就是密度大的，故A错误；

B．为了防止摆动过程中摆线长度发生变化，应该用架子夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将夹子夹紧，故B正确；

C．为了减小误差，应该在摆球经过平衡位置时开始计时，故C错误；

D．实验操作中无法保证摆球在同一竖直平面内摆动，故D错误。

故选B。

（2）[2]摆线长度应该为悬线长度加上摆球半径的长度，即

（3）[3][4]测量摆球周期时，当摆球经过平衡位置时，开始计时，经过平衡位置100次，其全周期的次数为

由题意可知，单摆的周期为

（4）[5][6]根据单摆的周期公式可得

两边取对数可得

即所得图线为直线，同时图线与纵坐标的交点为，即

21. 如图所示，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段水平且粗糙程度均匀，BC段为半径R=2.5m、圆心角为的光滑圆弧，两段轨道相切于B点。穿在轨道上的小球可视为质点，其质量m=0.2kg；小球与AB段轨道间的动摩擦因数为0.25。原来静止在A处的小球，受到水平向左的恒力F作用，经过s=0.25m的位移到达B点，速度为；此时，撤去恒力F之后，小球沿光滑圆弧轨道恰好能运动到C点（未掉落），求：

（1）小球在B位置的速度大小；

（2）恒力F的大小。

【答案】（1）1m/s ；（2）0.9N

【详解】（1）小球从B到C的过程中，小球的动能转化为重力势能，由于圆弧光滑，整个过程中机械能守恒，故有

由小球刚好到达C点可知，小球在C点的速度vC为零，结合题意解得

（2）小球在AB段运动时，运动方向上受恒力F和摩擦力f的作用，根据题意，由动能定律可得