2023屆上海交大附中物理高一第二學期期中聯考試題含解析

2023屆上海交大附中物理高一第二學期期中聯考試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內相應位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、如圖所示，在地面上發(fā)射一個飛行器，進入橢圓軌道II并繞地球運行，其發(fā)射速度v應滿足A．v<7.9km/sB．7.9km/s<v<11.2km/sC．11.2km/s<v<16.7km/sD．v>16.7km/s2、關于開普勒對行星運動規(guī)律的認識，下列說法中正確的是()A．所有行星繞太陽的運動都是勻速圓周運動B．所有行星以相同的速率繞太陽做橢圓運動C．對于每一個行星在近日點時的速率均大于它在遠日點的速率D．所有行星軌道的半長軸的二次方與公轉周期的三次方的比值都相同3、如圖所示，公園的“魔法旋轉圓盤”繞過圓心的豎直軸在水平面內勻速轉動，一小孩站在圓某處的P點（非圓心）相對圓盤靜止。下列說法正確的是（）A．小孩在P點相對圓盤靜止，因此他不受摩擦力作用B．若使圓盤以較小的轉速（不為零）轉動，則小孩在P點受到的摩擦力為零C．若小孩隨圓盤一起做變速圓周運動，則其所受摩擦力方向不指向圓心D．若小孩在距離圓心更近的另一點相對圓盤靜止，則小孩受到的摩擦力增大4、物體在兩個相互垂直的力的作用下運動，力對物體做功3J，物體克服力做功4J，則、的合力對物體做功為A、5JB、7JC、2JD、-1J5、位于水平面上的物體在水平恒力F1作用下，做速度為v1的勻速運動；若作用力變?yōu)樾毕蛏系暮懔2，物體做速度為v2的勻速運動，且F1與F2功率相同，則v1、v2的大小關系為（）A．v1>v2 B．v1<v2C．v1=v2 D．無法確定6、如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運行的3顆人造衛(wèi)星，下列說法正確的是A．b、c的線速度大小相等B．b、c向心加速度大于a的向心加速度C．b、c運動周期大于a的運動周期D．b、c的角速度大于a的角速度7、下列說法正確的是A．不論是對宏觀物體，還是微觀粒子，經典力學和量子力學都是適用的B．當物體運動速度很大(接近光速)時，經典力學理論所得的結果與實際結果之間出現了較大的偏差C．在經典力學中，物體的質量是不變的，在狹義相對論中，物體的質量隨物體速度增大而減小D．牛頓的引力理論不能用于中子星表面8、大型游樂場中有一種叫“摩天輪”的娛樂設施,如圖所示,坐在其中的游客隨輪的轉動而做勻速圓周運動,對此有以下說法,其中正確的是()A．游客處于一種平衡狀態(tài)B．游客做的是一種變加速曲線運動C．游客做的是一種勻變速運動D．游客的速度和加速度都在不斷地改變著9、如圖所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，軌道半徑r=0.4m，軌道最低點處有一小球（半徑比r小很多）?，F給小球一水平向右的初速度v0，要使小球不脫離圓軌道運動，下列v0取值合適的是（g取10m/s2）（）A．v0≤2m/s B．v0≥0C．v0≥4m/s D．v0≥2m/s10、推導萬有引力定律的過程中，可以依據以下哪些定律（）A．牛頓第一定律 B．牛頓第三定律C．開普勒第三定律 D．無法確定二、實驗題11、（4分）兩個同學根據不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：（1）甲同學采用如圖（1）所示的裝置．用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_______．（2）乙同學采用如圖（2）所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N下端射出．實驗可觀察到的現象應是_____．僅僅改變弧形軌道M的高度（保持AC不變），重復上述實驗，仍能觀察到相同的現象，這說明_____．12、（10分）如圖所示，是在《研究小車速度隨時間變化的規(guī)律》中打出的一條紙帶，其中1、2、3、4點為依次選定的計數點，相鄰兩計數點的時間間隔為0.1s，由圖中數據可得小車運動加速度的大小為________m/s2，計數點2對應小車的瞬時速度大小為__________m/s．三、計算題：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位13、（9分）如圖所示，直角架ABC的直角邊AB在豎直方向上，B點和C點各系一細繩，兩繩共吊著一質量為1kg的小球于D點，且BD⊥CD，∠ABD=30°，BD=40cm。當直角架以AB為軸，以10rad/s的角速度勻速轉動時，繩BD和CD的拉力各為多少？（g取10m/s2）14、（14分）如圖所示，在水平桌面上A點處靜止有一輛可視為質點、質量為m=0.1kg的電動小車，以恒定的功率P=3W啟動并向右運動，當速度為v1=1m/s時加速度為a1=1.5m/s1．小車運動到水平桌面的右側邊緣B點時剛好加速到最大速度，而后關閉電動小車的電源，小車從B點飛出，沿切線方向從C點進入固定的光滑圓弧軌道CDEF，并沿軌道恰好通過最高點F．已知FOD豎直，COE為圓弧的一條直徑，圓弧CD的圓心角θ=53°，重力加速度g=10m/s1，sin53°=0.8，cos53°=0.2．求：（1）小車在水平桌面上運動過程中受到的阻力大小f；（1）小車在B點的速度大小vm；（3）平臺末端B點到C點的豎直高度H；（4）現將半圓槽上半部的EF部分去掉，小滑塊從E點脫離半圓槽后繼續(xù)上升離E點的最大高度h．15、（13分）如圖所示，小球A質量為m，固定在長為L的輕細直桿一端，并隨桿一起繞桿的另一端O點在豎直平面內做圓周運動，已知重度速度為g．若小球經過最低點時速度為，求此時桿對球的作用力大小；若小球經過最高點時，桿對球的作用力大小等于，求小球經過最高點時的速度大?。?/p>

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、B【解析】

A.7.9km/s，即第一宇宙速度，是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，故A錯誤；B.11.2km/s，即第二宇宙速度，是衛(wèi)星脫離地球引力的最小發(fā)射速度，故進入橢圓軌道II并繞地球運行的衛(wèi)星，其發(fā)射速度v應滿足7.9km/s<v<11.2km/s，故B正確；C.發(fā)射速度大于11.2km/s，即第二宇宙速度，衛(wèi)星將脫離地球引力，成為太陽的一顆衛(wèi)星，故C錯誤；D.16.7km/s，即第三宇宙速度，是衛(wèi)星逃離太陽系的最小發(fā)射速度，發(fā)射速度大于16.7km/s，衛(wèi)星將逃離太陽系，故D錯誤。2、C【解析】

A．所有行星繞太陽的運動軌道都是橢圓，太陽處于橢圓的一個焦點上，A錯誤；B．行星繞太陽的軌道半徑越大，運動速度越小，B錯誤；C根據開普勒第二定律，相同的時間內掃過相同的面積，因此在近日點的速率大于遠日點的速率，C正確；D．所有行星軌道的半長軸的三次方與公轉周期的二次方的比值都相同，D錯誤。故選C。3、C【解析】

AB．以小孩為研究對象，受到：重力、支持力和靜摩擦力，受力如圖所示小孩相對圓盤靜止，與圓盤一起做勻速圓周運動，所需要的向心力在水平面內指向圓心，重力G與支持力FN在豎直方向上，G與FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小孩作圓周運動的向心力由靜摩擦力f提供。故AB錯誤；C．小孩隨圓盤一起做變速圓周運動時，向心力只是小孩受到的摩擦力的沿著半徑方向的一個分量，所以其所受摩擦力方向不指向圓心，故C正確；D．根據牛頓第二定律得轉速n增大時，f增大，故D錯誤。故選C。【點睛】本題關鍵對做圓周運動的物體進行受力分析，明確做勻速圓周運動的物體需要向心力，向心力是效果力，它由物體所受的合外力提供。4、D【解析】試題分析：力對物體做功，物體克服力做功4J，則做功為，的合力對物體做功等于兩個力做功之和，為，D正確；考點：考查了功的計算名師點睛：求合力的功有兩種方法：先求出合力，然后利用功的公式求出合力功；或求出各個力做功，再求出各個功之和5、B【解析】試題分析：物體都做勻速運動，受力平衡，則：F1=μmgF1cosθ=μ（mg-F1sinθ）解得：F1（cosθ+μsinθ）=F1…①根據F1與F1功率相同得：F1v1=F1v1cosθ…②由①②解得：，可知v1＜v1．故選B．考點：物體的平衡；功率【名師點睛】解決本題的關鍵能夠正確地受力分析，運用共點力平衡，結合功率相等列式求解．求解瞬間功率時，注意力與速度方向的夾角．6、AC【解析】

人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，設衛(wèi)星的質量為m、軌道半徑為r、地球質量為M，根據萬有引力提供向心力：，解得：，由圖可以知道，，所以b、c的線速度大小相等，故A正確；根據萬有引力提供向心力：，解得：，由圖可以知道，，所以b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B錯誤；根據萬有引力提供向心力：，解得，由圖可以知道，，所以b、c運行周期相同，且大于a的運行周期，故C正確；根據萬有引力提供向心力：，解得：，由圖可以知道，，所以b、c的角速度相同，小于a的角速度，故D錯誤。所以AC正確，BD錯誤。7、BD【解析】

A、經典力學的使用范圍是宏觀、低速的物體，不適用微觀、高速的物體，故A錯誤；B、當物體運動速度很大（v→c）、引力很強、活動空間很?。ㄎ⒂^）時，經典力學理論所得的結果與實驗結果之間出現了較大的偏差，雖然相對論和量子力學更加深入科學地認識自然規(guī)律，它是科學的進步，但并不表示對經典力學的否定，故B正確；C、在經典力學中，物體的質量是不變的，在狹義相對論中，物體的質量隨物體速度增大而最大，故選項C錯誤；D、密度越大的天體表面引力越強，中子星密度非常大，其表面的引力比常見的引力強得多，為強引力，牛頓的引力理論已經不能正確解決了，故D正確．【點睛】該題的關鍵是掌握經典力學與量子力學的區(qū)別，理解經典力學與相對論和量子力學適用范疇，要理解相對論的基本內容，理解簡單的相對論原理．8、BD【解析】

游客隨輪的轉動而做勻速圓周運動，合力提供向心力，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；游客隨輪的轉動而做勻速圓周運動，加速度方向指向圓心，時刻改變，是一種變加速曲線運動，故B正確，C錯誤；游客隨輪的轉動而做勻速圓周運動，速度和加速度的大小不變，但方向時刻改變，故游客的速度和加速度都是變化的，故D正確；9、AD【解析】

在最高點的臨界情況解得根據動能定理得解得若不通過四分之一圓周，根據動能定理有解得所以或故選AD。10、BC【解析】

推導萬有引力定律的過程中用到了牛頓第三定律、開普勒第三定律以及牛頓第二定律，故BC正確；故選BC。二、實驗題11、平拋運動在豎直方向上做自由落體運動兩球相碰平拋運動在水平方向上做勻速直線運動【解析】

(1)[1]金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，兩球同時落地，改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，知A球豎直方向上的運動規(guī)律與B球相同，即平拋運動的豎直方向上做自由落體運動．

(2)[2][3]兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的末端射出．實驗可觀察到兩球將相碰，知P球水平方向上的運動規(guī)律與Q球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．12、6；1.23【解析】根據紙帶可知，相鄰兩個計數點之間的時間間隔T=0.1s．根據勻變速直線運動中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，得：由題意可知，△x=2.0cm，根據勻變速直線運動推論，△x=aT2得：

三、計算題：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位13、40N,0【解析】

球隨著桿一起做圓周運動，先假設繩CD沒有力的作用，來判斷球的運動狀態(tài)，根據球的運動的狀態(tài)來分析繩BC是否被拉直，在進一步分析繩子的拉力的大小。【詳解】設角架以ω0轉動時，TCD=0，其中r=|BD|sin30°=0.2m

此時對小球分析，由牛頓第二定律有：mgtan30°=mrω02解得：ω所以當ω=10rad/s時，CD繩無拉力

設此時BD與AB夾角為θ，則有mgtanθ=mLsinθ而T聯立可得：TBD=40N，T【點睛】本題中首先要判斷繩子CD是否被拉直，即繩子CD是否有拉力的存在，是解決本題的關鍵的地方。14、（1）1.0N；（1）3m/s；（3）0.8m；（4）m；【解析】

(1)設小車在水平桌面上受到的阻力大小為f，當