北京高一下学期期末考试物理试卷(附参考答案)

第第页北京高一下学期期末考试物理试卷(附参考答案)学校:___________班级：___________姓名：__________考号：__________一、单选题1．下列物理量不是矢量的是（）A．线速度 B．向心加速度 C．周期 D．万有引力2．2022年6月5日，神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，经过6次自主变轨，成功对接于天和核心舱径向端口。对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知对接后的组合体质量为m，轨道半径为r，地球质量为M，半径为R，引力常量为G。场是一种客观存在的物质，物体与地球之间的万有引力是通过引力场发生的。与电场中的电场强度类似，可以引入引力场强度来描述引力场的强弱。则对接后的组合体所在处的引力场强度（）A．与M、m都有关 B．与M无关，与m有关C．与M、m都无关 D．与M有关，与m无关3．以下是我们所研究有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的（）A．如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用B．如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力C．如图丙，轻杆OA的A点和B点各固定一个小球，杆绕过O点的竖直轴MN旋转，则轻杆OB段受力大于AB段D．如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等4．如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则（）A．Ａ、Ｂ两点角速度大小之比为2：1B．A、B两点向心加速度大小之比为2：1C．B、C两点角速度大小之比为2：1D．B、C两点向心加速度大小之比为2：15．物体在大小为F与水平方向夹角为θ的拉力作用下沿水平向右发生了一段位移，位移大小为l，物体与水平面间的摩擦力大小为f，设此过程拉力对物体做功为W1，摩擦力对物体做功为W2，合力对物体做功为W合，下列说法正确的是（）A． B．C． D．6．弹簧的一端固定在墙上，另一端系一质量为m的木块，弹簧为自然长度时木块位于水平地面上的O点，如图所示。现将木块从O点向右拉开一段距离L后由静止释放，木块在粗糙水平面上先向左运动，然后又向右运动，往复运动直至静止。已知弹簧始终在弹性限度内，且弹簧第一次恢复原长时木块的速率为，则（

）A．木块第一次向左运动经过O点时速率最大B．木块最终停在O点C．整个运动过程中木块速率为的时刻只有一个D．整个运动过程中木块速率为的时刻只有两个7．冬天空气较为干燥，为改善空气质量，解决道路扬尘问题，环保部门会提高洒水车洒水的频次。假设洒水车行驶过程中受到的阻力与其质量成正比。当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，下列说法正确的是（）A．洒水车的动能保持不变B．洒水车受到的牵引力大小保持不变C．洒水车发动机的功率保持不变D．洒水车发动机的功率随时间均匀减小8．如图所示，水平正对的金属板A、B与干电池连接，B板接地，静电计的电荷量导线以及电池的内阻均不计。开关S闭合，一带负电的油滴静止于两板间的P点。下列说法正确的是（）A．若仅将A板上移一些，则静电计指针的张角减小B．若仅将B板下移一些，则油滴向下运动C．若断开S，且仅将B板下移一些，则油滴的电势能增大D．若断开S，且仅在A、P间插入玻璃板，则油滴向上运动9．设电子在运动过程中只受电场力作用，在下述的哪一种电场中可能出现以下情况：只要给电子一个适当的初速度它就能始终沿同一条电场线运动；而给电子另一个适当的初速度它就能始终沿某一个等势面运动，则这个电场是（

）A．由一个正点电荷产生的电场B．由一个负点电荷产生的电场C．匀强电场D．由两个等量异种点电荷产生的电场10．2021年东京奥运会排球比赛中，我们能看到这样的情景：运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，若N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法不正确的有（

）A．排球两次飞行过程中加速度相同B．排球离开M点的速率比经过Q点的速率大C．排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大D．排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等二、多选题11．物体做下列哪些运动时满足机械能守恒定律（）A．自由落体运动B．不计空气阻力的平抛运动C．光滑水平面上的匀速直线运动D．沿斜面匀速下滑的匀速直线运动12．如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，a、b、c分别为轮边缘上的三点，已知Ra<Rb<RC，假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A．a点与b点的角速度大小相等 B．a点与b点的线速度大小相等C．c点的线速度最大 D．c点的角速度最大13．功的单位是焦耳，简称焦，符号是J，下列各单位，与“J”相同的是（）A．N·m B．kg·m2/s2 C．kg·m/s2 D．W·s14．开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且火星的半长轴大于木星的半长轴．根据开普勒行星运动定律可知（

）A．太阳位于火星和木星运行轨道的中心B．火星绕太阳运动的周期大于木星绕太阳运动的周期C．对于火星或木星，离太阳越近，运动速率就越大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三、实验题15．某同学做“研究平抛运动的特点”实验。（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是________。A．A球的运动时间比较长B．两球的运动时间一样长C．只改变小锤的击打力度，不会影响两球的运动时间D．只改变两小球开始运动时距地面的高度，不会影响两球的运动时间（2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是________________________。（3）图丙是某同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹，O为平抛的起点。在轨迹上取两点A、B，测得A、B两点的纵坐标分别为y1=5.00cm，y2=45.00cm，A、B两点间的水平距离x2-x1=40.00cm。g取10m/s2，则小球的初速度v0为________m/s（结果保留两位有效数字）。（4）放学途中，有同学看见园林工人正在用手拿着喷水管为草地浇水。他观察发现，水沿水平方向喷出，出水口的横截面是圆形。他想利用所学的平抛知识估测水的流量Q（单位时间内流过出水口的水的体积）。已知当地的重力加速度为g，请写出他还需要测量哪些物理量，并推导出流量Q的计算公式（所需字母自行设定）________。16．两组同学做“验证机械能守恒定律”实验。（1）甲组同学采用如图甲所示的实验装置。

①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是___________。A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．打点计时器的两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．先释放重物，再接通电源后②在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图丙所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知纸带相邻两个点之间时间间隔为△t。从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量___________；设这一过程中物体的重力势能减小量为，则应该有大小关系___________（填“大于”、“等于”或“小于”），这是因为_____________。

③根据学过的匀变速直线运动的规律，利用图乙中的纸带，论证说明AC段的平均速度是否可以代替AC段时间中点B的瞬时速度。____（2）乙组同学采用如图丙所示的实验装置。实验前，将气垫导轨调至水平，用天平称出托盘和砝码的总质量m，测出挡光条的宽度为d，并将滑块移到图示位置，测出挡光条到光电门的距离为l。释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t。多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点开始滑动，测量相应的l与t值。

为验证机械能守恒定律，请写出该组同学还需要测量哪个物理量以及各物理量应满足的关系式。____四、解答题17．一根细线与小球相连，使小球在水平面内做匀速圆周运动，已知重力加速度，测得小球质量为，绳长为，绳子与竖直方向夹角为。忽略球的大小，求：（1）小球的向心力的大小；（2）计算小球做圆周运动的角速度的大小；（3）试讨论在绳长一定的情况下，转动角速度如果增大，绳与竖直方向夹角会怎样变化？（说明理由）18．如图所示，真空中平行金属板之间距离为，两板所加的电压为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从板由静止释放。不计带电粒子的重力。（1）求带电粒子加速度的大小；（2）求带电粒子到达板时的动量大小；（3）若在带电粒子运动至中间位置时撤去所加电压，求该粒子从板运动到板经历的时间。19．如图所示，半径的竖直光滑半圆轨道与光滑水平轨道连接。质量的小球以某一初速度沿水平轨道向右运动，经半圆轨道的内壁向上通过最高点后做平抛运动。平抛运动的水平位移。重力加速度g取10m/s2。求∶（1）小球经过M点时的速度；（2）小球经过M点时对轨道的压力20．中国航天技术处于世界领先水平，航天过程有发射、在轨和着陆返回等关键环节。（1）航天员在空间站长期处于失重状态，为缓解此状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心轴匀速旋转，航天员（可视为质点）站在圆环内的侧壁上，随圆环做圆周运动的半径为r，可受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g。求圆环转动的角速度大小ω。（2）启动反推发动机是着陆返回过程的一个关键步骤。返回舱在距离地面较近时通过γ射线精准测距来启动返回舱的发动机向下喷气，使其减速着地。a、已知返回舱的质量为M，其底部装有4台反推发动机，每台发动机喷嘴的横截面积为S，喷射气体的密度为ρ，返回舱距地面高度为H时速度为，若此时启动反推发动机，返回舱此后的运动可视为匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为零。不考虑返回舱的质量变化，不计喷气前气体的速度，不计空气阻力。求气体被喷射出时相对地面的速度大小v；b、图是返回舱底部γ射线精准测距原理简图。返回舱底部的发射器发射γ射线。为简化问题，我们假定：γ光子被地面散射后均匀射向地面上方各个方向。已知发射器单位时间内发出N个γ光子，地面对光子的吸收率为η，紧邻发射器的接收器接收γ射线的有效面积为A。当接收器单位时间内接收到n个γ光子时就会自动启动反推发动机，求此时返回舱底部距离地面的高度h。参考答案1．C【详解】A．线速度有大小和方向，方向沿运动轨迹的切线方向，是矢量，故A错误；B．向心加速度有大小和方向，方向指向圆心，是矢量，故B错误；C．周期只有大小，没有方向，是标量，故C正确；D．万有引力有大小和方向，方向在两个质点连心线方向，是矢量，故D错误。故选C。2．D【详解】电场强度的定义式为其中F为试探电荷q受到的电场力，同理可得，引力场强度可表示为其中为对接后的组合体受到的万有引力，为联立解得故对接后的组合体所在处的引力场强度与M有关，与m无关。故选D。3．C【详解】A．火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有解得当时，重力和支持力的合力大于所需的向心力，则火车做近心运动的趋势，所以车轮内轨的轮缘对内轨有挤压，故A错误；B．汽车通过拱桥的最高点时，其所受合力方向指向圆心，所以汽车有竖直向下的加速度，汽车重力大于其所受支持力，故B错误；C．对小球A对小球B可知故C正确；D．小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，受筒壁的支持力为（θ为锥体顶角的一半），故支持力大小相等，故D错误。故选C。4．C【详解】由题意可知，同缘传动边缘点线速度相等，故A与B的线速度的大小相同、两点为同轴转动，角速度相等，即AC．根据结合题意可得故C正确，A错误；BD．根据可得故BD错误。故选C。5．D【详解】A．此过程拉力对物体做功为，A错误；B．摩擦力对物体做的功为，B错误；CD．合力的功为C错误，D正确。故选D。6．D【详解】A．木块第一次向左运动到满足即向左的弹簧拉力等于向右的滑动摩擦力时，速率最大，此时还未到O点，A错误；B．木块最终停止的位置不一定在O点，只要停止运动时，满足弹簧的弹力小于等于最大静摩擦力的位置均有可能，B错误；CD．结合A解析可知，木块第一次向左运动到O点过程先加速后减速，故运动到速率最大之前还有一次速率为，之后由于滑动摩擦力作用，速率不可能再等于，故整个运动过程中木块速率为的时刻只有两个，C错误，D正确。故选D。7．D【详解】A．洒水车的质量减小，速度不变，故动能减小，故A错误；B．因为洒水车行驶过程中受到的阻力与其质量成正比，洒水车做匀速，故有牵引力F=f，在行驶过程中，质量减小，阻力减小，故牵引力也减小，故B错误；CD．由题已知洒水车行驶过程中受到的阻力与其质量成正比。当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，故有洒水车质量随时间均匀减小，则阻力随时间均匀减小，牵引力也随时间均匀减小，再由便可知，洒水车发动机的功率随时间均匀减小，故C错误，D正确。故选D。8．B【详解】A．金属板A、B与干电池连接，两板间电势差不变，A板上移，静电计指针的张角不变，故A错误；B．根据若仅将B板下移一些，板间电场强度减小，竖直向上的电场力减小，而重力不变，则油滴受合外力向下，将向下运动，故B正确；C．若断开S，极板电荷量不变，根据可得仅将B板下移一些，板间电场强度不变，P点与零电势B板间电势差增大，则P点电势增大，根据公式带负电的油滴在P点的电势能减小，故C错误；D．若断开S，且仅在A、P间插入玻璃板，则介电常数增大，则电场强度减小，则竖直向上的电场力减小，而重力不变，则油滴受合外力向下，将向下运动，故D错误。故选B。9．A【详解】电子能沿着电场线运动，电场线必须是直线，而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动，说明电场力提供向心力而做匀速圆周运动，又因为该粒子为电子，带负电，所以这样的电场只有正点电荷的电场。故选A。【点睛】本题难度较小，要明确常见的电荷电场线分布，理解电子不可能在只受电场力的作用下沿着弯曲的电场线运动。10．D【详解】A．排球两次飞行过程中加速度均为重力加速度，故A正确，不满足题意要求；B．根据逆向思维，把排球从P点到Q点看成是从Q点到P点做平抛运动，根据平抛运动规律可得，可知排球从M点到P点所用时间等于排球从Q点到P点所用时间，排球离开M点的速率比经过Q点的速率大，故B正确，不满足题意要求；C．排球到达P点时的速率为排球离开P点时的速率为可知排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大，故C正确，不满足题意要求；D．从M点到P点，重力对排球做正功；从P点到N点，重力做功为零，故D错误，满足题意要求。故选D。11．ABC【详解】A．自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；B．不计空气阻力的平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，故B正确；C．光滑水平面上的匀速直线运动，物体的动能不变，重力势能不变，机械能守恒，故C正确；D．沿斜面匀速下滑的匀速直线运动，物体的动能不变，重力势能减小，则机械能减小，机械能不守恒，故D错误。故选ABC。12．BC【详解】由于a、b是皮带传动的两轮边缘上的点，所以a点与b点的线速度大小相等；因为a、c是同轴转动，所以a、c的角速度相等，根据，则c点的线速度最大；三点角速度的关系是故选BC。13．ABD【详解】A．根据则与功的单位J相同，A正确；BC．根据则kg·m2/s2与功的单位J相同，C错误B正确；D．根据W·s与功的单位J相同，D正确。故选ABD。14．BC【详解】试题分析：A、太阳位于火星和木星运行轨道的焦点上，故A错误；B、根据开普勒第三定律，，因为火星的半长轴大于木星的半长轴，所以火星绕太阳运动的周期大于木星绕太阳运动的周期，故B正确；C、根据，对于火星或木星，离太阳越近，运动速率就越大，故C正确；D、第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星而言，故D错误．考点：万有引力定律及其应用．15．BC/CB相邻两球水平方向的距离相等2.0见解析【详解】（1）[1]AB．本实验中A球做平抛运动，但在竖直方向做自由落体运动，与B球的运动情况相同，所以两球同时落地，故A错误，B正确；C．若改变小锤的击打力度，两球的运动时间不变，故C正确；D．根据自由落体运动规律可得所以改变两小球开始运动时距地面的高度，运动时间改变，但两球的运动时间始终相等，故D错误。故选BC。（2）[2]频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是相邻两球水平方向的距离相等。（3）[3]根据平抛运动的规律有代入数据解得（4）[4]根据题意，出水口的流量为所以由此可知，需要测量的物理量为出水口的直径d，出水口到落水点的水平距离x和竖直高度h。16．AB/BA大于见解析见解析见解析【详解】（1）[1]AB．选用密度较大的重锤的目的是减小空气阻力带来的相对误差，打点计时器的两限位孔在同一竖直面内上下对正，是为了减少纸带与限位孔之间的摩擦，AB正确；C．本实验需要验证重力势能减少量与动能增加量之间的关系，这两个物理量都含有质量，所以可以消去，故实验时不需要测量重物的质量，C错误；D．实验时为了合理利用纸带