1、 上海師范大學附屬中學2021學年高一物理第二學期期末試卷 詳解（考試時間： 40分鐘 滿分： 100分）本卷g=10m/s2一、選擇題（共 46 分。第 1-6小題，每小題 3 分，第 7-13 小題，每小題 4 分。每小題只有一個正確答案）1. 一質點只受一個恒力的作用，其不可能的運動狀態為（ ）變速直線運動 勻速圓周運動 曲線運動 勻速直線運動A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】變速直線運動滿足的條件是合力和速度共線，若為恒力做勻變速直線運動；故可能；物體做勻速圓周運動時，要有力提供向心力，并且該力的方向要時刻改變，而一質點只受一個恒力的作用，力的方向不變，故恒力不能做勻速

2、圓周運動，故不可能；.當物體所受恒力方向與初速度方向不共線時，物體做勻變速曲線運動，軌跡為拋物線的曲線運動，故可以；物體受到的合力為零時做勻速直線運動，故受恒力不可能做勻速直線運動；則不可能.本題選不可能的運動為，故選C.2. 關于平拋運動和圓周運動，下列說法正確的是A. 平拋運動過程中物體在相等時間內速度的改變量一定相等B. 平拋運動中速度方向不斷變化，因而加速度一定是變化的C. 做圓周運動的物體加速度方向一定指向圓心D. 勻速圓周運動是加速度不變的運動【答案】A【解析】【分析】平拋運動的加速度不變，做勻變速曲線運動，勻速圓周運動的加速度大小不變，方向時刻改變【詳解】A、平拋運動過程中速度的

3、改變量，一定，則相等時間內速度的改變量一定相同，故A正確；B、做平拋運動的物體只受重力，是恒力，故加速度保持不變，恒為g，B錯誤；C、做勻速圓周運動的物體，其加速度方向一定指向圓心，做非勻速圓周運動的物體，其加速度方向不指向圓心故C錯誤；D、做勻速圓周運動的物體，加速度方向每時每刻指向圓心，故加速度方向每時每刻發生變化，故D錯誤；故本題選A【點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動和勻速圓周運動的特點，知道平拋運動的加速度不變，勻速圓周運動的加速度在變化3. 站在向右勻速直線運動的車廂內的人向前推車廂的前壁，下列關于人對車廂做功情況說法中正確的是（）A. 做正功B. 做負功C. 不做功D. 無法判定【

4、答案】C【解析】【詳解】車廂給人三個力的作用，即向右的摩擦力、向上的支持力和向左的推力。支持力和人的重力是一對平衡力，且不對人做功，車廂給人的摩擦力和推力的合力使人隨車廂一起向右做勻速，所以這個合力為零，根據牛頓第三定律知，人給車廂的摩擦力與推力的合力也為零，故人對車廂不做功。故選C。4. 關于電場，下列說法正確的是（）A. 場強是反映電場能的性質的物理量B. 電場力一定對正電荷做正功C. 電場線是實際存在的線，反映電場強度的大小和方向D. 靜電場的電場線總是與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面【答案】D【解析】【詳解】A場強是反映電場力的性質的物理量，故A錯；B如果電場力方向與

5、正電荷運動方向相反，電場力對正電荷做負功，故B錯誤；C電場線是人為假想的曲線，實際并不存在，故C錯誤；D電場中電勢相等的各個點構成的面叫做等勢面，等勢面與電場線垂直，即電場線與等勢面垂直；沿著電場線電勢越來越低，即電場線由電勢高的等勢面指向低的等勢面，故D正確。故選D。5. 重粒子腫瘤治療裝置中的回旋加速器可發生+5價重離子束，其電流強度為，則在1s內發射的重離子個數為（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【詳解】根據公式，可得在單位時間內發射的粒子的電荷量為，故個數為個，D正確；6. 一帶正電荷的粒子只在電場力作用下沿軸正方向運動，軸正半軸上的電勢隨位置變化的關系如圖所示，則下列說法

6、中正確的是A. 處的電場強度均沿軸負方向B. 該粒子在處的加速度大于在處的加速度C. 該粒子從處到處的過程中做減速運動D. 該粒子在處的電勢能大于在處的電勢能【答案】D【解析】【分析】沿電場線電勢降低，可知場強方向；-x圖像的斜率等于場強；正電荷在高電勢點電勢能較大.【詳解】由于沿著電場線的方向電勢越來越低，則知x1、x2處的電場強度均沿x軸正方向，選項A錯誤；由于在x圖象中，圖線上某一點所對應的切線斜率的絕對值表示該點所對應的電場強度的大小，結合qEma可得，該粒子在x1處的加速度小于在x2處的加速度，選項B錯誤；該粒子從x1處到x2處的過程中做加速運動，選項C錯誤；由于粒子從x1處到x2處

7、的過程，電場力做正功，粒子的電勢能減少，所以該粒子在x1處的電勢能大于在x2處的電勢能，選項D正確；故選D【點睛】本題以x圖象為載體考查電勢、電場強度及電勢能等知識，意在考查考生的理解能力和分析問題的能力7. 如圖所示，實線MN是正點電荷Q產生的一條電場線（方向未畫出），虛線abc是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。下列說法正確的是（）A. 電子可能是從a向c運動，也可能是從c向a運動B. 正點電荷Q可能在M側，也可能在N側C. 電子在a點時的加速度小于在b點時的加速度D. 電子在b點時的電勢能大于在c點時的電勢能【答案】A【解析】【詳解】A由于不知道電子速度變化，由運動軌跡圖不能判斷電子向

8、那個方向運動，故A正確；BC由運動軌跡可知，電場力方向指向凹的一側即左側，所以，在MN上電場方向向右，那么Q靠近M端且為正電荷，所以電子在a點時的加速度大于在b點時的加速度，故BC錯誤；D電子所受電場力方向指向左側，那么，若電子從b向c運動，則電場力做負功，電勢能增加；若電子從c向b運動，則電場力做正功，電勢能減小，所以，一定有EpbEpc，求解過程與Q所帶電荷無關，只與電場線方向相關，故D錯誤。故選A。8. 2021年5月，“天問一號”探測器成功在火星軟著陸，我國成為世界上第一個首次探測火星就實現“繞、落、巡”三項任務的國家。“天問一號”在火星停泊軌道運行時，近火點距離火星表面2.8102

9、km、遠火點距離火星表面5.9105 km，則“天問一號” （）A. 在近火點的加速度比遠火點的小B. 在近火點的運行速度比遠火點的小C. 在近火點的機械能比遠火點的小D. 在近火點通過減速可實現繞火星做圓周運動【答案】D【解析】【分析】【詳解】A根據牛頓第二定律有解得故在近火點的加速度比遠火點的大，故A錯誤；B根據開普勒第二定律，可知在近火點運行速度比遠火點的大，故B錯誤；C“天問一號”在同一軌道，只有引力做功，則機械能守恒，故C錯誤；D“天問一號”在近火點做的是離心運動，若要變為繞火星的圓軌道，需要減速，故D正確。故選D。9. 為使在額定狀態下正常工作的電熱絲在相同時間內產生的熱量增加一倍

10、，下列措施可行的是（）A. 保持電熱絲兩端的電壓不變，剪去一半電熱絲B. 保持電熱絲兩端的電壓不變，并聯一根相同的電熱絲C. 保持電熱絲兩端的電壓不變，串聯一根相同的電熱絲D. 保持電熱絲不變，使電熱絲兩端的電壓變為原來的倍【答案】B【解析】【詳解】ABC相同時間內熱量增加一倍，就是功率變為原來的2倍。若保持電熱絲兩端的電壓不變，根據可知，應使R減小一半，選項A、B符合要求，選項C錯誤，又考慮原來電熱絲“在額定狀態下正常工作”，通過電阻絲的電流已經達到“額定電流”，若將電阻絲剪去一半，而保持電壓不變，則實際電流是額定電流的2倍，電阻絲將被燒壞，因此選項A不可行，故AC錯誤，B正確；D同理，當電

11、阻不變，而電壓變為原來的倍時，實際電流是額定電流的倍，電阻絲將被燒壞，選項D也不可行，故D錯誤。故選B。10. 取水平地面為重力勢能零點。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能與重力勢能恰好相等。不計空氣阻力，該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】【詳解】設物塊初速度為v0，質量為m，依題意有設物塊落地瞬間水平速度分量為vx，豎直速度分量為vy，則根據平拋運動的規律可得 即所以物塊落地時速度方向與水平方向夾角為故選B。11. 如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80V時，閃光燈瞬間導通并發光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅

12、，電源再次對C充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發光。該電路（）A. 充電時，通過R的電流不變B. 若R增大，則充電時間變短C. 若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量減小D. 若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變【答案】D【解析】【詳解】A充電時，通過R的電流逐漸減小，故A錯誤；B若R增大，充電的最大電流減小，充電時間變長，故B錯誤；C若C增大，電容器充滿電后帶的電荷量增多，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大，故C錯誤；D若E減小為85V，電容器充滿電后電壓仍然大于閃光燈導通需要的電壓，所以閃光燈閃光一次通過的電荷量不變，故D正確。故選D。12. “ETC”是高速公路上電

13、子不停車收費系統的簡稱。若某汽車以恒定功率勻速行駛，為合理通過收費處，司機在t1時刻使汽車功率減半，并保持該功率行駛，到t2時刻又做勻速運動；通過收費處后，逐漸增加功率，使汽車做勻加速運動直到恢復原來功率，以后保持該功率行駛。設汽車所受阻力大小不變，則在該過程中，汽車的速度隨時間變化圖像可能正確的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】詳解】0-t1時間內，汽車以恒定功率勻速行駛，則有t1時刻使汽車功率減半，則有解得則汽車做減速運動，速度減小，t1到t2時刻保持該功率行駛，所以牽引力增大，由牛頓第二定律可得則汽車做加速度逐漸減小的減速運動，t1到t2時間內圖像的斜率逐漸減小；t2到 t

14、3時間內做勻速運動則速度保持不變；t3到 t4時間內先做勻加速運動有由于牽引力不變，速度增大，功率增大，當時，保持功率不變，則汽車繼續加速運動，其牽引力減小，由牛頓第二定律可知，汽車做加速度逐漸減小的加速度運動，加速度為0時，汽車的速度達到最大值，最后做勻速運動。所以在t3到 t4時間內圖像斜率保持不變，再逐漸減小，最后為0。ABD錯誤，C正確；故選C。13. 水上樂園有一末段水平的滑梯，人從滑梯頂端由靜止開始滑下后落入水中。如圖所示，滑梯頂端到末端的高度，末端到水面的高度。取重力加速度，將人視為質點，不計摩擦和空氣阻力。則人的落水點到滑梯末端的水平距離為（）A. B. C. D. 【答案】A

15、【解析】【分析】【詳解】人從滑梯由靜止滑到滑梯末端速度為，根據機械能守恒定律可知解得從滑梯末端水平飛出后做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，根據可知落水時間為水平方向做勻速直線運動，則人的落水點距離滑梯末端的水平距離為故選A。二、填空題（每題4分，共20分）14. 機場嚴禁攜帶能量超過160Wh的充電寶搭乘飛機。160Wh相當于_kg重物下落1m所具有的動能（重力加速度g取10m/s2）。一標有“30000mAh，5V”的充電寶_（選填“是”或“否”）可以攜帶乘機。【答案】 . 5.76104 . 是【解析】【詳解】(1)1E=160Wh=1603600J=5.76105J，設物體的質量為m，

16、重物下落1m的動能等于下落1m的重力勢能的變化量，即Ek=mgh代入解得m=5.76104kg230000mAh，5V的充電寶儲存的電能為所以能夠攜帶乘機。15. 動能相等的兩人造地球衛星A、B的軌道半徑之比，它們的角速度之比_，質量之比_【答案】 . . 1:2【解析】【詳解】1對人造衛星，根據萬有引力提供向心力：可得角速度則：2線速度之比：動能可得16. 如圖所示為等量異種電荷的電場線，P、Q為電場線上的兩點，可以判斷出兩點的場強，判斷的依據是_；還可以判斷出兩點的電勢，判斷的依據是_【答案】 . P點所在位置處的電場線較Q點處的密 . 沿著電場線方向電勢降低【解析】【詳解】根據電場線的疏

17、密可以判斷場強的大小，因為P點所在位置處的電場線較Q點處的密，所以；而電場線從正電荷出發終止于負電荷，所以電場線由P指向Q，根據沿電場線方向電勢降低，可以判斷兩點的電勢關系：17. 如圖，光滑固定斜面的傾角為30，A、B兩物體的質量之比為41B用不可伸長的輕繩分別與A和地面相連，開始時A、B離地高度相同在C處剪斷輕繩，當B落地前瞬間，A、B的速度大小之比為_，機械能之比為_（以地面為零勢能面）【答案】 . 1:2 . 4:1【解析】【詳解】設剪斷細線前兩物體離地面的高度均為h；剪斷細線后，B做自由落體運動，落到地面的時間 ;B的速度 ；A沿斜面加速下滑，加速度為 ，則當B落地時A的速度；則 ；

18、AB下落過程中機械能守恒，故此時的機械能等于剛開始下落時的重力勢能，則機械能之比： 點睛：此題要搞清剪斷細線后兩物體的運動特點，結合牛頓第二定律即運動公式求解；兩物體下落時只有重力做功，機械能守恒.18. 質量m=1.6710-27kg的質子在高能粒子加速器中被加速為動能Ek=1.610-10J。某同學根據算出質子的速度v=4.38108m/s（計算無誤）。此速度值不合理之處是_，說明_；【答案】 . 速度超過光速 . 牛頓力學只適用宏觀物體的低速運動，微觀、高速粒子運動時不成立【解析】【詳解】1此速度超過真空中的光速，不合理。2這說明牛頓力學是有局限性的，其適用范圍是：宏觀、低速運動的物體，

19、對于微觀、高速運動的粒子不成立。三、綜合題（第19題10分，第20題13分，第21題15分，共38分）注意：第20、21題在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，要求給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。19. “用DIS研究機械能守恒定律”的裝置如圖（a），某組同學在一次實驗中，以如下表格和圖（b）顯示實驗的結果。 擺錘位置ABCDh/102m151050Ek/102J0.450.801.201.55Ep/102J1.100.730.370.00（1）圖（b）的橫軸表示擺錘距D點的高度h，縱軸表示擺錘的重力勢能EP，、動能Ek，或機械能E。已顯示小球的重力勢能EP與h變化關系如圖線1，請用

20、描點法分別畫出動能Ek與h變化關系圖線和機械能E與h變化關系圖線，并分別標上2、3；（ ）（2）本實驗用到的傳感器是_，用“擺錘”而不用“擺球”的原因是_。（3）某同學認為：該實驗的擺錘質量未知也可以驗證機械能守恒定律。該同學的說法_（選填“正確”或“錯誤”）。【答案】 . . 光電門傳感器 . 擺球上不好固定光電門，也不利于確定擺球在下擺過程中的位置 . 正確【解析】【詳解】（1）1根據表中數據，用描點法分別畫出動能Ek與h變化關系圖線和機械能E與h變化關系圖線如圖所示（2）2實驗中擺錘在各點的速度需要利用光電門間接測量出來，從而用DIS測出擺錘在各點的動能，故本實驗用到的傳感器是光電門傳感

21、器3用“擺錘”而不用“擺球”的原因是擺球上不好固定光電門，也不利于確定擺球在下擺過程中的位置；（3）4由于需要驗證擺錘機械能守恒的原理表達式兩邊均與擺錘質量有關，可以約掉，所以即使擺錘質量未知，也可以驗證機械能守恒定律。故該同學的說法正確。20. 某同學制作了如圖所示的實驗裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點，Q為最低點，Q點處的切線水平，距底板高為H。N板上固定有三個圓環。將質量為m的小球從P處靜止釋放，小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環中心，落到底板上距Q水平距離為L處。不考慮空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）距Q水平距離為的圓環中心到底板的高度；（2）小球運動到Q點時對軌道壓力的大小和方向；（