2021-2022学年北京市东城区第五十五中学物理高一第二学期期末联考试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)如图所示，a、b、c、d、e五条实线为电场中的等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，且等势面b的电势为零．一个带电的粒子仅在静电力作用下从A点运动到B点，其在A点的动能为10J，到达B点时的动能为30J．在此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为A．-2.5J B．2.5J C．12.5J D．-12.5J2、下列说法正确的是A．瞬时速度是矢量，平均速度是标量B．做直线运动的物体，位移大小可能等于路程C．做曲线运动的物体，所受的合力可能为零D．做曲线运动的物体，可能处于平衡状态3、(本题9分)如图，一物体停在匀速转动圆筒的内壁上，如果圆筒的角速度增大，则（）A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了C．物体所受弹力和摩擦力都减小了D．物体所受弹力增大，摩擦力不变4、(本题9分)如图所示,细线连接小球,与竖直方向的夹角为,与轻质弹簧相连,水平,小球静止．不计空气阻力．则（）A．在剪断线后的一小段时间内,小球的加速度B．在剪断线后的一小段时间内,小球的加速度C．剪断线后的一小段时间内,小球先竖直向下做直线运动,然后做曲线运动D．剪断线后,小球从O点至A点正下方的运动过程中,小球的机械能先增加后减少5、(本题9分)一颗人造卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是：A．轨道半径越大，所受向心力越大 B．轨道半径越大，运行的角速度越大C．轨道半径越大，运行的线速度越大 D．轨道半径越大，运行的周期越大6、质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v－t图象如图所示，下列选项中哪个不能求出()A．0～25s内合外力对汽车所做的功B．前25s内汽车的平均速度C．15～25s内汽车的加速度D．15～25s内汽车所受的阻力7、(本题9分)如图所示，长为L=4m的传送带的速度是5m/s，现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮的过程中，（g=10m/s2）下列说法中正确的是()A．摩擦产生的热量为12JB．小物体获得的动能为8JC．摩擦产生的热量为8JD．小物体获得的动能为12.5J8、质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（）A．物体动能增加了 B．物体的机械能减少了C．物体克服阻力所做的功为 D．物体的重力势能减少了mgh9、如图所示，长为L=4m的传送带的速度是5m/s，现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2，g＝10m/s2，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮的过程中，下列说法中正确的是()A．传送带对小物体做功为8JB．小物体获得的动能为12.5JC．摩擦产生的热量为12JD．电动机由于传送物体多消耗的能量为25J10、(本题9分)如图所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星a、b、c某时刻在同一直线上，则（）A．经过一段时间，它们将同时第一次回到原位置B．卫星a的角速度最大C．卫星b的周期比c小D．卫星c受到的向心力最小11、(本题9分)如图所示为家用洗衣机的脱水桶，当它高速旋转时，能把衣物甩干。根据我们所学的知识，叙述正确的是A．脱水桶高速运动时，水受到与运动方向一致的合外力作用飞离衣物。B．脱水桶高速运动时，衣物上的水由于惯性，通过小孔，飞离脱水桶。C．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物集中堆放在桶的中央。D．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物成螺旋状排列，主要集中在桶壁附近。12、如图所示，水平地面上停放一质量为3m的木板C，质量分别为2m和m的A、B两滑块，同时从木板的两端以相同的速率v滑上木板，两滑块相撞后粘连成一个整体一起运动。已知木板C与水平地面间的动摩擦因数为μ，滑块A、B与木板间的动摩擦因数分别为为3μ和6μ，则（）A．木板C加速运动时的加速度大小为μgB．木板C加速运动时的加速度大小为2μgC．两滑块相撞后瞬间的速度大小一定小于D．两滑块相撞后瞬间的速度大小可能等于二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验：“探究加速度与合外力的关系”装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）．(1)为了减小实验误差，下列做法正确的是_______A．需平衡小车的摩擦力B．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量C．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻D．先释放小车，后接通打点计时器的电源(1)某同学根据实验数据画出了图1所示的一条过坐标原点的斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为_____；A．1MB．1(3)图3为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，测得AB=1.0cm、AC=8.0cm、AE=31.0cm，打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度______m/s1．14、（10分）(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中,由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,则结果（）A．mgh>mv2 B．mgh<mv2C．mgh=mv2 D．以上都有可能三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为L1=2m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2=m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=，g取10m/s2.（1）求小球初速度v0的大小；（2）求小球滑过C点时的速率vC；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件？16、（12分）(本题9分)如图所示，固定斜面的倾角α=30°，用一沿斜面向上的拉力将质量m=1kg的物块从斜面底端由静止开始拉动，t=2s后撤去该拉力，整个过程中物块上升的最大高度h=2.5m，物块与斜面间的动摩擦因数μ=.重力加速度g=10m/s2.求：(1)拉力所做的功；(2)拉力的大小.17、（12分）(本题9分)三维弹球是Window里面附带的一款使用键盘操作的电脑游戏，小王同学受此启发，在学校组织的趣味运动会上，为大家提供了一个类似的弹珠游戏．如图所示，将一质量为的小弹珠可视为质点放在O点，用弹簧装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB进入水平桌面BC，从C点水平抛出．已知半圆型轨道OA和AB的半径分别为，，BC为一段长为的粗糙水平桌面，小弹珠与桌面间的动摩擦因数为，放在水平地面的矩形垫子DEFG的DE边与BC垂直，C点离垫子的高度为，C点离DE的水平距离为，垫子的长度EF为1m，求：若小弹珠恰好不脱离圆弧轨道，在B位置小弹珠对半圆轨道的压力；若小弹珠恰好不脱离圆弧轨道，小弹珠从C点水平抛出后落入垫子时距左边缘DE的距离；若小弹珠从C点水平抛出后不飞出垫子，小弹珠被弹射装置弹出时的最大初速度．

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】

由能量关系可知，粒子运动过程中只有电场力做功，则粒子的电势能与动能之和守恒，则粒子在b等势面时总能量为15J，则此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为15J-27.5J=-12.5J，故选D.2、B【解析】

A.瞬时速度和平均速度都是矢量，故A错误。B.当物体做单方向的直线运动时，位移的大小等于路程，故B正确。CD.曲线运动的速度方向是沿着切线方向，时刻在改变，一定是变速运动，一定有加速度，合力一定不为零，不能处于平衡状态，故CD错误。3、D【解析】运动过程中，在竖直方向上受力平衡，即重力大小等于摩擦力大小，所以当圆筒的角速度增大后，竖直方向上仍处于平衡状态，故摩擦力大小仍等于重力大小，不变化，物体受到的支持力即弹力充当向心力，根据公式a=ω4、D【解析】对O点进行受力分析，如图所示：根据平衡条件可以得到：，可以得到：，A、当在剪断线后的瞬间，立刻消失，则小球只受到重力和绳OB的拉力，二者的合力产生加速度，根据牛顿第二定律可以得到：，故剪断线后的瞬间，小球的加速度为：，故选项AB错误；C、剪断线瞬间，立刻消失，但是由于弹簧弹力在作用，拉力瞬间没有消失，小球在与重力作用小沿二者合力方向运动，即小球先二者合力方向（斜向左下方）运动，然后在做曲线运动，故选项C错误；D、剪断线后，小球先在与重力的合力作用下向斜向左下方运动，此时二者的合力做正功，小球的机械能增加，然后做曲线运动，弹簧再次被拉长，弹性势能增加，则小球的机械能减小，即小球的机械能先增加后减小，故选项D正确．点睛：本题关键是对物体受力分析，求出各个力，撤去一个力后，先求出合力，再求加速度，注意弹簧的弹力不会发生突变，然后从外力做功与机械能变化的关系思考．5、D【解析】

A.根据万有引力提供向心力，得，其中M为地球质量，r为卫星的轨道半径。可知轨道半径越大，卫星所受向心力小，故A项错误；B.根据万有引力提供向心力得轨道半径越大，运行的角速度越小，故B项错误；C.根据万有引力提供向心力得轨道半径越大，运行的线速度越小，故C项错误；D.根据万有引力提供向心力得：轨道半径越大，运行的周期越大，故D项正确。6、D【解析】

A.由图可以读出0～25s内汽车的初、末速度，结合质量，能求出动能的变化，根据动能定理可求前25s内合外力对汽车所做的功，故A不符合题意。B.根据速度图线与时间轴所围成的面积表示位移，能求出前25s内汽车的位移，从而可以求出前25s内汽车的平均速度，故B不符合题意。C.根据速度图象的斜率表示加速度，可以求出15～25s内汽车的加速度，故C不符合题意。D.根据F-f=ma，知道加速度a和汽车的质量m，不能求解15～25s内汽车所受的阻力，选项D符合题意.7、AB【解析】

摩擦产生的热量Q等于滑动摩擦力大小与物体传送带相对位移大小的乘积，由速度公式求出物体加速运动的时间，再根据运动学基本公式求出物体和传送带的位移，进而求出相对位移；根据动能定理即可求出小物体获得的动能。【详解】对小物体由牛顿第二定律得：Ff=μmg=ma；解得：a=μg=2m/s2；假设物块与传送带能够相对静止得：t=va=52s＝2.5s；小物块位移x=12at2=12×2×2.52=6.25m＞L；故小物体在传送带上一直加速，由vt2-v02=2aL得：最大速度为：vt=2aL=2×2×4=4m/s；小物体获得的动能为：Ek=8、ACD【解析】物体的合外力为，下降了h，所以根据动能定理得物体的动能增加了4mgh/5，物体的重力势能减小了mgh，克服阻力做功，机械能减小了，所以ACD正确．9、AC【解析】

AB．对物体运用动能定理有可得物体速度增大到5m/s时的对地位移x=12.5m＞4m，可见质点一直在加速。运动到右轮正上方时，速度还没达到5m/s，再根据动能定理可得物体获得的动能Ek=μmgx=8J故A正确，B错误；

C．由得物体到达最右端速度v=4m/s得物块相对传送带的位移根据Q=Ek=μmg∆x得Q=12J故C正确；D．电动机由于传送物体多消耗的能量等于物体动能增加量和摩擦产生的内能之和等于20

J，故D错误。10、BCD【解析】试题分析：由万有引力提供向心力知，半径越大，周期越大，卫星b的周期比卫星c的周期小，C正确．C的周期最大，三者周期不同，A回到原位置时，B、C不能同时回到原位置，A错误．，可得半径越大，角速度速度越小，卫星a的角速度最大，B正确；．，半径越大，向心加速度越小，卫星c的向心加速度最小，D正确．故选BCD考点：人造卫星问题．点评：解决本题的关键是掌握万有引力提供向心力，不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．11、BD【解析】试题分析：脱水桶高速运动时，水滴随衣物一起做匀速圆周运动，水滴与衣物间的附着力提供向心力，且是一定的，而所需的向心力F=mω2r考点：本题考查了离心现象、惯性的概念，意在考查考生的理解能力。12、BD【解析】

CD．A与B相向运动时对C时间的摩擦力为故C无相对运动趋势而保持静止，对A与B的系统动量守恒有解得：故C错误，D正确；AB．A与B相撞后一起向右运动，对C受力分析，由牛顿第二定律可知：，解得：，方向向右，故A错误，B正确；故选BD。【点睛】本题分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AC；D；4【解析】（1）A、实验前需要平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳子的拉力，故A正确；

B、小车受到的拉力可以由弹簧测力计测出，砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量，故B错误；

C、滑轮的摩擦和绳子的质量会影响示数，所以要求滑轮摩擦足够小，绳的质量足够轻，减小实验误差，故C正确；

D、应先接通打点计时器的电源，再释放小车，故D错误。

（1）探究加速度与合外力的关系实验要控制小车质量M不变，由牛顿第二定律得：a=1MF（3）每两点间还有四个计时点未画出，计数点间的时间间隔：T=0.02×5s=0.1s，

由匀变速直线运动的推论Δx=aT2可知，加速度：点睛：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。14、A【解析】如果阻力较大，物体需要克服阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，因此会出现mgh＞mv2的结果．故A正确、BCD错误．故选A．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）m/s（2）3m/s（3）0<R≤1.08m【解析】试题分析：（1）小球开始时做平抛运动：vy2=2gh代入数据解得：A点：得：（2）从水平抛出到C点的过程中，由动能定理得：代入数据解得：（3）小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，则：代入数据解得R1=1．08m当小球刚能到达与圆心等高时代入数据解得R2=2．7m当圆轨道与AB相切时R3=BC•tan60°=1．5m即圆轨道的半径不能超过1．5m综上所