河北省承德一中2022年高一物理第二学期期末经典试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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，一个正点电荷q（重力不计）从两平行带电金属板左端中央处以初动能Ek射入匀强电场中，它飞出电场时的动能变为2Ek，若此点电荷飞入电场时其速度大小增加为原来的2倍而方向不变，它飞出电场时的动能变为（）A．4Ek B．4.25Ek C．5Ek D．8Ek2、(本题9分)下列说法正确的是()A．物体做曲线运动时，速度、加速度都一定在改变B．做曲线运动的物体受到的合外力可能为零C．物体在恒力作用下不可能做曲线运动D．做曲线运动的物体，加速度可能不变3、(本题9分)如图所示，运动员把质量为的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为，在最高点时的速度为，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是()A．运动员踢球时对足球做功B．足球上升过程重力做功C．运动员踢球时对足球做功D．足球上升过程克服重力做功4、(本题9分)如图所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为()A．3 B．4 C．5 D．65、(本题9分)根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器．通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300kV左右．地球的电容约为A．0.17FB．l.7FC．17FD．170F6、(本题9分)自行车的大齿轮．小齿轮．后轮是相互关联的三个转动部分，如图所示．在自行车行驶过程中（）A．大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大B．后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大C．后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比D．大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比7、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，重力加速度为g。关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（）A．v由零增大，需要的向心力也逐渐增大B．小球能在竖直平面内作圆周运动v极小值为C．当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大D．当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小8、(本题9分)如图，光滑绝缘水平面上，在坐标x1=2L、x2=-2L分别放置正电荷+QA、+QB且QA=9QB．两电荷连线上电势φ与位置x之间的关系图像如图，x＝L点为图线的最低点，若在x＝1．5L的位置处由静止释放一个质量为m、电荷量为＋q的试探电荷，则下列说法正确的是（）A．x=L处场强为0B．试探电荷+q在x=L处速度最大C．试探电荷+q在x=L点电势能为零D．试探电荷+q在x=-1．5L和x=1．5L之间做往复运动9、如图，一个电量为q质量为m的带电粒子（不计重力），以一已知的速度v0，从A点垂直射入某一偏转电场中，然后以速度v从B点射出，则：A．若此粒子以速度“-v”从B点射入，则它刚好以速度“-v0”从A点射出；B．若将此粒子的反粒子“-q、m”以速度“-v”从B点射入，则它刚好以速度“-v0”从A点射出；C．若将此粒子的反粒子“-q、m”以速度“-v0”从B点射入，则它刚好以速度“-v”从A点射出；D．若此粒子以速度“-v0”从B点射入，则它刚好以速度“-v”从A点射出。10、(本题9分)下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（）A．地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB．月球绕地球运行的周期T和地球的半径RC．月球绕地球运动的角速度和轨道半径rD．月球绕地球运动的周期T和轨道半径r11、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车．现有一质量为2m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则()A．小球在小车上到达的最大高度为vB．小球离车后，对地将做自由落体运动C．小球离车后，对地将向右做平抛运动D．此过程中小球对车做的功为812、用如图所示实验装置探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，电容器带电后与电源断开．下列说法中正确的有A．上移左极板，静电计指针张角变小B．右移左极板，静电计指针张角变大C．在两极板间插入一课本，静电计指针张角变小D．若教室内空气湿度较大，则实验现象不明显二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用一段金属丝做“测定金属的电阻率”的实验，为便于选择测电阻的合适电路，先用多用电表粗测金属丝的电阻，将选择开关旋至欧姆挡（1挡），测量结果如图甲所示，由此可知金属丝的电阻值约为_______Ω。然后用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图乙所示，这次测量的读数为_______mm。14、（10分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：a．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；b．分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、……；c．作出W-v草图；d．分析W-v图像．如果W-v图像是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系．(1)以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________．A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……．所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……．B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜．C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．(2)在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：_________．(3)对于该实验，下列操作中属于实验要求的是_______．（填写选项前的序号）A．小车每次都应从静止开始释放B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力C．必须测量出小车的质量三、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)如图所示，质量为mA=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m．某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为mC=1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s1．求：（1）小车系统的最终速度大小v共；（1）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；（3）整个过程中系统损失的机械能△E机损．16、（12分）(本题9分)2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。假设该卫星在距离地球表面高为h处绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，地球的体积为，忽略地球自转。求：(1)地球的平均密度ρ；(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。17、（12分）(本题9分)第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一。如图甲，蓝壶静止在大本营圆心O处，红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去，滑行一段距离后，队员在红壶前方开始。不断刷冰，直至两壶发生正碰为止。已知，红壶经过P点时速度v0=3.25m/s，P、O两点相距L=27m，大本营半径R=1.83m，从红壶进人刷冰区域后某时刻开始，两壶正碰前后的v-t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同，红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定，两壶质量相等且均视为质点。（1）试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营；（2）求在刷冰区域内红壶滑行的距离s。

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、B【解析】

两个过程中带电粒子做类平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，两过程初速度不同故在磁场中运动时间不同，在竖直方向的位移不同，最后用动能定理求解【详解】设粒子第一个过程中初速度为v，Ek＝，电场宽度L，第一个过程中沿电场线方向的位移为：第一个过程由动能定理：qEy1=2Ek-Ek第二个过程中沿电场线方向的位移为：y2＝qEy2=Ek末-4Ek解得：Ek末=4.25Ek故应选：B。【点睛】动能定理的应用注意一个问题，列式时不能列某一方向的动能定理，只能对总运动过程列一个式子。2、D【解析】A、曲线运动的速方向一定变化，故是变速运动，而合外力可以是恒力，加速度不变，故A错误．B、物体所受合外力为零时，做匀速直线运动或静止，不可能做曲线运动，B错误．C、匀变速曲线运动所受合力为恒力，故只要合外力和速度不共线就能做曲线运动，C错误．D、当合力与速度不在同一条直线上时，物体做曲线运动，而加速度可不变，也可以变化，但速度一定变化，故D正确．故选D．【点睛】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件.3、C【解析】

AC.足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为：由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为：足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功：故A错误，C正确；BD.足球上升过程重力做功：足球上升过程中克服重力做功：克故B、D错误．4、B【解析】

整体进行受力分析：整体受重力、地面对A的弹力、推力F三力平衡，所以A与地面之间没有摩擦，再对A进行受力分析：重力、地面的支支持力、B对A的压力，B对A沿接触面向下的静摩擦力；所以A受四力作用．A．3，与结论不相符，选项A错误；B．4，与结论相符，选项B正确；C．5，与结论不相符，选项C错误；D．6，与结论不相符，选项D错误；故选B。5、B【解析】根据题意可得，，根据可得，B正确．6、C【解析】

自行车的链条不打滑，齿轮上各点的线速度大小相等，小齿轮与后轮绕同一转轴转动，角速度相等．由v=ωr研究角速度的关系．由向心加速度公式分别研究三处的向心加速度的关系．【详解】A项：自行车的链条不打滑，大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度大小相等，故A错误；B项：后轮边缘点与小齿轮边缘点属于绕同一转轴转动，角速度相等．故B错误；C项：后轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等，由公式an=ω2r得，向心加速度与半径成正比，故C正确；D项：大齿轮边缘点与小齿轮边缘点，线速度大小相等，由公式可知，向心加速度与半径成反比，故D错误．故应选：C．【点睛】本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．7、AC【解析】

A.根据牛顿第二定律可知所以v由零增大，需要的向心力也逐渐增大，故A正确；B.在最高点当杆产生的向上的支持力等于小球的重力时，此时合力最小，则速度也达到最小，所以最小速度等于零，故B错误；CD.在最高点时，杆可以给小球施加拉力或支持力，当为时，重力提供向心力，杆对小球无力的作用；当大于时，杆对小球施加的拉力与重力同向，合力提供向心力；当v由逐渐增大时，向心力则杆对小球的弹力也逐渐增大，故C正确，D错误8、AB【解析】试题分析:A、据φ-x图象切线的斜率等于场强E，则知x=L处场强为零，选项A正确．B、小球在1．5L处受到的电场力向左，向左加速运动，到x=L处加速度为0，从x=L向左运动时，电场力向右，做减速运动，所以小球在x=L处的速度最大，故B正确．C、由功能关系知，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，而知，电势能在x=L处最小但不为零，选项C错误．D、根据动能定理得：当qU=0-0，得U=0，所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由图知向右最远能到达x>0点处，然后小球向右运动，小球将以x=L点为中心作往复运动，故D错误．故选AB．考点：考查电势差与电场强度的关系．名师点睛：本题要准确理解图象斜率的意义，在电场中运用动能定理时要注意电场力做功和路径无关，只和初末两点的电势差有关，掌握电场力做功的公式WAB=qUAB，注意各量都要代入符号．9、AC【解析】试题分析：带电粒子从A点垂直进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，速度大小为，运动时间为，l是板长．若该粒子以速度-v从B点射入电场，竖直方向做匀减速直线运动，加速度没有变化，竖直方向初速度分量等于，竖直方向运动的位移相等，水平方向运动时间没有变化，所以将刚好从A点射出，速度方向与v0方向相反．从A到B电场力做功等于动能的增加，从B到A，粒子克服电场力做功等于动能的减小量，电场力做功的数值相等，所以动能的变化量大小相等，则粒子到达A点时速度大小为．故A正确；若将q的反粒子（-q，m）以速度-v从B点射入电场，粒子运动时间不变．竖直方向做匀加速直线运动，若偏转距离相同时，竖直分速度大于，射出电场时速度大于v0，不可能到达A点．故B错误．若将q的反粒（-q，m）以速度-v0从B点射入电场，其加速度与正粒子大小相等、方向相反，水平方向运动时间相等，竖直方向做匀加速直线运动，位移大小不变，粒子刚好到达A点，而且到达A点时竖直方向分速度大小不变，根据运动的合成可知，到达A点的速度等于-v．故C正确．若将粒子以速度-v0从B点射入电场，粒子水平做匀速直线运动，速度大小小于v0，运动时间大于，竖直方向做匀减速直线运动，加速度没有变化，由于竖直方向分速度小于，粒子没有到达A点速度就减为零，所以粒子到不了A点．故D错误考点：考查了带电粒子在电场中的偏转10、CD【解析】A：知道地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r，借助，算不出地球质量，可计算出太阳的质量．BD：知道月球绕地球运行的周期T和月球绕地球的轨道半径r，借助，可计算出地球的质量．利用月球绕地球运行的周期T和地球的半径R算不出地球的质量．C：知道月球绕地球运动的角速度和轨道半径r，借助可计算出地球的质量．综上，能算出地球质量的是CD两项．点睛：知道环绕天体的相关物理量可计算出中心天体的质量．11、AD【解析】

小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小。【详解】设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：2mv0=mv1+2mv2，由动能守恒定律得：122mv02=12mv12+122mv22，解得：【点睛】本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，知道当小球与小车的水平速度相等时，小球上升到最大高度。12、CD【解析】

电容器带电后与电源断开，则电容器带电量Q一定，由，上移左极板，则S减小，C减小，由Q=CU可知，U变大，则静电计指针张角变大，选项A错误；由，右移左极板，则d减小，C变大，由Q=CU可知，U变小，则静电计指针张角变小，选项B错误；在两极板间插入一课本，ε变大，由，则C变大，由Q=CU可知，U变小，则静电计指针张角变小，选项C正确；若教室内空气湿度较大，则电容器所带的电量不容易保持，则实验现象不明显，选项D正确.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、60.433~0.435【解析】欧姆表读数=表盘读数×倍率=6Ω×1=6Ω；螺旋测微器读数=固定刻度+半刻度+可动刻度=0+43.5×0.01mm=0.435mm。14、D毫米刻度尺AB【解析】

(1)A．当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算；因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故选项A正确；B．小车运动中会受到阻力，使木板适当倾斜，小车阻力补偿的方法是平衡摩擦力，故选项B正确；C．本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小，故选项C正确；D．本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系，这个速度是指橡皮绳做功完毕时的瞬时速度，而不是整个过程的平均速度，故选项D错误；说法中不正确一项是选项D．(2)探究橡皮筋做功与小车的动能变化的关系，则小车的速度是由纸带的点来求出，因此必须要有毫米刻度尺；(3)A．小车获得的