上海市华东师范大学第二附属中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题

这是一份上海市华东师范大学第二附属中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题，共10页。

一、单项选择题（每题只有一个正确答案，1-7题每题3分，8-11题每题4分，共37分）
1．太阳属于中型星，再过50亿年将步入“老年时期”，渐渐演化为（ ）
A．白矮星B．中子星C．超新星D．黑洞
2．忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ ）
A．电梯匀速下降B．运动员乘着降落伞匀速下降
C．物体在竖直平面内做匀速圆周运动D．物体沿光滑曲面加速下滑
3．一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3。图中直线为苹果在空中的运动轨迹。若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．苹果经过第三个窗户所用的时间最长
B．苹果经过第三个窗户重力做的功最多
C．苹果经过第一个窗户重力做功的平均功率最小
D．苹果经过第一个窗户下端时，重力做功的瞬时功率最大
4．关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ）
A．不同物体中动量越大，速度一定越大
B．（）的动量大于（）的动量
C．物体的动能不变，其动量一定不变
D．物体的动量越大，动量的改变量一定越大
5．如图，悬挂在绝缘丝线下的A、B两小球带同种电荷，两小球的带电量qAmB，两球都处于静止状态。A、B两球所受库仑力的大小分别为FA和FB，则（ ）
A．FA>FBB．FA6．海边会发生潮汐现象，潮来时，水面升高；潮退时，水面降低。有人认为这是由于太阳对海水的引力变化以及月球对海水的引力变化所造成的。太阳、月球对某一区域海水引力的周期性变化，就引起了潮汐现象。已知太阳的质量大约是月球质量的2.7×107倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的3.9×102倍，若对同一片海水来说，太阳对海水的引力为F1、月球对海水的引力为F2，则约为（ ）
A．178B．130C．226D．274
7．如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者（ ）
A．测得照到前壁的光速度小于c
B．观测到飞船上的时间进程比教室慢
C．测得教室的长度小于10m
D．观察到光同时到达前、后壁
8．如图所示，abcd是由粗细均匀的绝缘线制成的正方形线框，其边长为L，O点是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现将线框左侧中点M处取下足够短的一小段，该小段带电量为q，然后将其沿OM连线向左移动的距离到N点处，线框其他部分的带电量与电荷分布保持不变，若此时在O点放一个带电量为Q的正点电荷，静电力常量为k，则该点电荷受到的电场力大小为（ ）
A． 5kQqL2B．3kQq2L2C．2kQqL2D．3kQqL2
9．一小球做平抛运动，关于小球的速度、动量、动能、重力势能的变化率随时间变化的图线，正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，某同学将两相同羽毛球A、B从同一高处以相同速率v0水平打出。运动过程中羽毛球仅受到重力及恒定的水平风力作用，逆风时，球A落至地面上的P处，顺风时，球B落至地面上的Q处。则（ ）
A．A球飞行时间比B球长
B．两球落地时速度大小相同
C．两球落地时重力的功率不同
D．两球飞行过程中合外力的冲量相同
11．在x轴上固定两个不等量异种点电荷，其中正电荷标记为M，负电荷标记为N。x轴上某一段电场强度E随x变化的关系图像如图所示，其中x1到x2、x2到x3段图像与x轴所围的面积相等。下列说法正确的是（ ）
A．M在N的右侧，且M带电荷量的绝对值大于N的
B．M在N的左侧，且M带电荷量的绝对值小于N的
C．一电子从x1处静止释放，运动到x3处时速度为0
D．x1、x2、x3三个位置中，同一带电粒子在x2处加速度最大
二、填空题（每空2分，共16分）
12．牛顿力学的适用范围为：宏观、____________、____________。（关键词概括）
13．如图所示，在未来某年A乘坐速度为0.8c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的B，B的飞行速度为0.6c，A向B发出一束光进行联络，则B观测到该光束的传播速度为______，A观测到该光束的传播速度为______。
14．如图所示，左端接有轻弹簧的物块A静止在光滑水平面上，物块B以一初速度向A运动，时B与弹簧接触，0~2s内两物体的v-t图像如图所示。已知A的质量mA=1kg，则B的质量mB=__________kg，t=1s时，弹簧的弹性势能Ep=__________J。
15．E
如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在粗糙的水平面上，一质量为m带正电的小物块恰好能在斜面上匀速下滑，O为底边中点，OD垂直AB，沿OD上方与A等高的位置E处固定一带正电的点电荷，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，当物块在DB之间时，斜面受到地面的摩擦力_________(填不变、先变大后变小、先变小后变大)；若斜面是光滑的，测得它滑到D处受到的库仑力大小为F，则它滑到B处的加速度的大小_________．
三、综合题（16题5分，17题6分，18题16分,19题20分，共47分。注意：第18、19题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。）
16．图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如下表：
（1）关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是( )
A．摆锤仅受重力时，机械能才守恒
B．只有合外力为零时，机械能才守恒
C．只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒
D．只有合外力做功为零时，机械能才守恒
（2）摆锤内置光电门，当摆锤经过挡光片时，光电门自动记录遮光时间。若挡光片的宽度为d，挡光时间为t，则摆锤经过挡光片时的速度大小为___________。
（3）表中A、B处数据应为___________J和___________J。
17．某学习小组采用图甲所示气垫导轨装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下，请回答下列问题。
（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为m1、m2；用游标卡尺测得挡光片的宽度相等。
（2）充气后，调节气垫导轨下面的旋钮，导轨左侧放一个滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.05s、0.06s，则应使导轨右端_________（选填“调高”或“调低”）。
（3）气垫导轨已经调节水平后，滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的轻弹簧，并释放滑块A，滑块A一直向右运动，与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为t1，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为t2、t3。说明m1、m2的大小关系为m1_______m2（选填“<”，“>”或“=”）
（4）在实验误差允许范围内，若表达式_________（用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒；若表达式_________（仅用、和表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
18．如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37º，已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C，匀强电场的电场强度E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求小球的质量m；
（2）若突然剪断细绳，求小球的加速度大小；
（3）若将电场撤去，求小球回到最低点时细线中的拉力大小。
19．字宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的收集装置如图a所示。如图b所示为质量为M的卫星在轨道上以速度v0飞向一颗静止的尘埃，如图c所示为尘埃被收集装置撞击后嵌入其中的情景，该尘埃的质量为m0（因m0<（1）该尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小= ；
（2）该卫星运行轨道的离地高度h= ；
（3）该尘埃在收集装置中嵌入深度为L，则其在被收集过程中受到的作用力F大小是（ ）（假设此过程中作用力大小不变）
A m0v024L B m0v022L C m0v02L D 2m0v02L
（4）卫星继续进入一个尘埃区，由于大量尘埃与卫星碰撞后均附着在卫星上，卫星速度会受到影响，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要提供的推力（ ）
A．随卫星质量增大而增加 B．随卫星质量增大而减小 C．不变 D．可能增加也可能减小
（5）若尘埃区每单位体积空间有n颗尘埃，尘埃的平均质量为m0，卫星正面面积为S，前进速度保持为v0，则卫星推进器提供的推进功率为多少？
华东师大二附中2022学年第二学期期末考试卷
高一 物理
（考试时间：60分钟 卷面满分：100分）
一、单项选择题（每题只有一个正确答案，1-7题每题3分，8-11题每题4分，共37分）
1．太阳属于中型星，再过50亿年将步入“老年时期”，渐渐演化为（ ）
A．白矮星B．中子星C．超新星D．黑洞
【答案】A
2．忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ ）
A．电梯匀速下降B．运动员乘着降落伞匀速下降
C．物体在竖直平面内做匀速圆周运动D．物体沿光滑曲面加速下滑
【答案】D
3．一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3。图中直线为苹果在空中的运动轨迹。若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．苹果经过第三个窗户所用的时间最长
B．苹果经过第三个窗户重力做的功最多
C．苹果经过第一个窗户重力做功的平均功率最小
D．苹果经过第一个窗户下端时，重力做功的瞬时功率最大
【答案】C
4．关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ）
A．不同物体中动量越大，速度一定越大
B．（）的动量大于（）的动量
C．物体的动能不变，其动量一定不变
D．物体的动量越大，动量的改变量一定越大
【答案】B
5．如图，悬挂在绝缘丝线下的A、B两小球带同种电荷，两小球的带电量qAmB，两球都处于静止状态。A、B两球所受库仑力的大小分别为FA和FB，则（ ）
A．FA>FBB．FA【答案】C
6．海边会发生潮汐现象，潮来时，水面升高；潮退时，水面降低。有人认为这是由于太阳对海水的引力变化以及月球对海水的引力变化所造成的。太阳、月球对某一区域海水引力的周期性变化，就引起了潮汐现象。已知太阳的质量大约是月球质量的2.7×107倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的3.9×102倍，若对同一片海水来说，太阳对海水的引力为F1、月球对海水的引力为F2，则约为（ ）
A．178B．130C．226D．274
【答案】A
7．如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者（ ）
A．测得照到前壁的光速度小于c
B．观测到飞船上的时间进程比教室慢
C．测得教室的长度小于10m
D．观察到光同时到达前、后壁
【答案】C
8．如图所示，abcd是由粗细均匀的绝缘线制成的正方形线框，其边长为L，O点是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现将线框左侧中点M处取下足够短的一小段，该小段带电量为q，然后将其沿OM连线向左移动的距离到N点处，线框其他部分的带电量与电荷分布保持不变，若此时在O点放一个带电量为Q的正点电荷，静电力常量为k，则该点电荷受到的电场力大小为（ ）
A． 5kQqL2B．3kQq2L2C．2kQqL2D．3kQqL2
【答案】D
9．一小球做平抛运动，关于小球的速度、动量、动能、重力势能的变化率随时间变化的图线，正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
10．如图所示，某同学将两相同羽毛球A、B从同一高处以相同速率v0水平打出。运动过程中羽毛球仅受到重力及恒定的水平风力作用，逆风时，球A落至地面上的P处，顺风时，球B落至地面上的Q处。则（ ）
A．A球飞行时间比B球长
B．两球落地时速度大小相同
C．两球落地时重力的功率不同
D．两球飞行过程中合外力的冲量相同
【答案】D
11．在x轴上固定两个不等量异种点电荷，其中正电荷标记为M，负电荷标记为N。x轴上某一段电场强度E随x变化的关系图像如图所示，其中x1到x2、x2到x3段图像与x轴所围的面积相等。下列说法正确的是（ ）
A．M在N的右侧，且M带电荷量的绝对值大于N的
B．M在N的左侧，且M带电荷量的绝对值小于N的
C．一电子从x1处静止释放，运动到x3处时速度为0
D．x1、x2、x3三个位置中，同一带电粒子在x2处加速度最大
【答案】C
二、填空题（每空2分，共16分）
12．牛顿力学的适用范围为：宏观、____________、____________。（关键词概括）
【答案】 低速 弱引力
13．如图所示，在未来某年A乘坐速度为0.8c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的B，B的飞行速度为0.6c，A向B发出一束光进行联络，则B观测到该光束的传播速度为______，A观测到该光束的传播速度为______。
【答案】 c c
14．如图所示，左端接有轻弹簧的物块A静止在光滑水平面上，物块B以一初速度向A运动，时B与弹簧接触，0~2s内两物体的v-t图像如图所示。已知A的质量mA=1kg，则B的质量mB=__________kg，t=1s时，弹簧的弹性势能Ep=__________J。
【答案】5 0.6
15．E
如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在粗糙的水平面上，一质量为m带正电的小物块恰好能在斜面上匀速下滑，O为底边中点，OD垂直AB，沿OD上方与A等高的位置E处固定一带正电的点电荷，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，当物块在DB之间时，斜面受到地面的摩擦力_________(填不变、先变大后变小、先变小后变大)；若斜面是光滑的，测得它滑到D处受到的库仑力大小为F，则它滑到B处的加速度的大小_________．
【答案】不变,
三、综合题（16题5分，17题6分，18题16分,19题20分，共47分。注意：第18、19题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。）
16．图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如下表：
（1）关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是( )
A．摆锤仅受重力时，机械能才守恒
B．只有合外力为零时，机械能才守恒
C．只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒
D．只有合外力做功为零时，机械能才守恒
（2）摆锤内置光电门，当摆锤经过挡光片时，光电门自动记录遮光时间。若挡光片的宽度为d，挡光时间为t，则摆锤经过挡光片时的速度大小为___________。
（3）表中A、B处数据应为___________J和___________J。
【答案】 C 0.0268 0.0118
17．某学习小组采用图甲所示气垫导轨装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下，请回答下列问题。
（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为m1、m2；用游标卡尺测得挡光片的宽度相等。
（2）充气后，调节气垫导轨下面的旋钮，导轨左侧放一个滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.05s、0.06s，则应使导轨右端_________（选填“调高”或“调低”）。
（3）气垫导轨已经调节水平后，滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的轻弹簧，并释放滑块A，滑块A一直向右运动，与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为t1，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为t2、t3。说明m1、m2的大小关系为m1_______m2（选填“<”，“>”或“=”）
（4）在实验误差允许范围内，若表达式_________（用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒；若表达式_________（仅用、和表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
【答案】调低 >
【详解】根据题意可知，滑块A碰撞前的速度为，碰撞后，滑块A的速度为
滑块B的速度为，实验误差允许范围内，若，即成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。
若表达式，即成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒，整理可得
18．如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37º，已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C，匀强电场的电场强度E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求小球的质量m；
（2）若突然剪断细绳，求小球的加速度大小；
（3）若将电场撤去，求小球回到最低点时细线中的拉力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）T=5.6×10−3N
【详解】（1）小球受到重力mg、拉力T和电场力F的作用而平衡，如图所示
则有，，解得
（2）若突然剪断细绳，小球受重力和电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，所受合力，由牛顿第二定律得加速度大小
（3）若将电场撤去，由动能定理得
解得，T=mg+mv2l=5.6×10−3N.
19．字宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的收集装置如图a所示。如图b所示为质量为M的卫星在轨道上以速度v0飞向一颗静止的尘埃，如图c所示为尘埃被收集装置撞击后嵌入其中的情景，该尘埃的质量为m0（因m0<（1）该尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小= ；
（2）该卫星运行轨道的离地高度h= ；
（3）该尘埃在收集装置中嵌入深度为L，则其在被收集过程中受到的作用力F大小是（ ）（假设此过程中作用力大小不变）
A m0v024L B m0v022L C m0v02L D 2m0v02L
（4）卫星继续进入一个尘埃区，由于大量尘埃与卫星碰撞后均附着在卫星上，卫星速度会受到影响，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要提供的推力（ ）
A．随卫星质量增大而增加 B．随卫星质量增大而减小 C．不变 D．可能增加也可能减小
（5）若尘埃区每单位体积空间有n颗尘埃，尘埃的平均质量为m0，卫星正面面积为S，前进速度保持为v0，则卫星推进器提供的推进功率为多少？
【答案】（1）；（2）h=gR2v02-R；（3）B（4）C（5）P=nSm0v03
【详解】（1）由于，可认为飞船收集尘埃时速度不受影响，字宙尘埃的速度会从0加速到，则尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小为
（2）由GM地MR+ℎ2=Mv02R+ℎ，以及GM地=gR2，可得R+h=gR2v02，h=gR2v02-R
（3）在尘埃加速到与卫星共速过程中，根据运动学可得，
以尘埃作为研究对象，根据动能定理可得解得
（4）设卫星在尘埃区飞行时间为t，飞船扫过的尘埃数量为
对卫星和尘埃整体分析，根据动量定理可得
解得卫星推进器需要提供推力，故选C，不变。
（5）推进功率P=F′v0=nSm0v03高度h/m
0.08
0.06
0.04
0.02
0
势能Ep/J
0.0236
0.0177
B
0.0059
0.0000
动能Ek/J
A
0.0328
0.0395
0.0444
0.0501
机械能E/J
0.0504
0.0505
C
0.0503
0.0501
高度h/m
0.08
0.06
0.04
0.02
0
势能Ep/J
0.0236
0.0177
B
0.0059
0.0000
动能Ek/J
A
0.0328
0.0395
0.0444
0.0501
机械能E/J
0.0504
0.0505
C
0.0503
0.0501