天津市滨海新区2021-2022学年高一物理第二学期期末监测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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)某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高的横杆．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（g=10m/s2）（）A．2m/s B．8m/s C．6m/s D．4m/s2、所图所示，假设地球和水星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离大于水星到太阳的距离则A．地球的公转周期小于水星的公转周期B．地球公转的线速度大于水星公转的线速度C．地球公转的角速度大于水星公转的角速度D．地球公转的向心加速度小于水星公转的向心加速度3、(本题9分)如图所示，一光滑斜面固定在水平地面上，高度为h。小物块从斜面顶端A处由静止开始下滑，当滑到斜面底端B处时，小物块速度的大小为()A．12gh4、(本题9分)物体做匀加速直线运动，已知加速度为2m/s2，则（）A．物体在某一秒末的速度一定比前秒初的速度大2m/sB．物体在某一秒末的速度一定是该秒初的速度的2倍C．物体在某一秒初的速度一定比前秒末的速度大2m/sD．物体在某一秒末的速度一定比该秒初的速度大2m/s5、(本题9分)质量为5t的汽车，在水平路面上以加速度a=2m/s2起动，所受阻力为1.0×103N，汽车起动后第1秒末发动机的瞬时功率是（）A．2kW B．22kW C．1.1kW D．20kW6、(本题9分)河宽400m，船在静水中速度为4m／s，水流速度是3m／s，则船过河的最短时间是()A．140s B．100s C．120s D．133s7、(本题9分)如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的重物相连，重物套在固定的粗糙竖直杆上．开始时重物处于A处，此时弹簧水平且处于原长．现将重物从A处由静止开始释放，重物下落过程中经过B处时速度最大，到达C处时速度为零，已知AC的高度差为h．现若在C处给重物一竖直向上的初速度v，则圆环恰好能回到A处．已知弹簧始终在弹性限度内，重物与杆之间动摩擦因数恒定，重力加速度为g，则下列说法中正确的是A．重物下滑到B处时，加速度为零B．重物在下滑过程中所受摩擦力先增大后减小C．重物从A到C的过程中弹簧的弹性势能增加了D．重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失大于上升过程中机械能的损失8、如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法正确的是A．如果，则小球能够上升的最大高度为B．如果，则小球能够上升的最大高度为RC．如果，则小球能够上升的最大高度为D．如果，则小球能够上升的最大高度为2R9、(本题9分)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路（）A．充电时，通过R的电流不变B．若R增大，则充电时间变长C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变10、(本题9分)将甲、乙两个质量相等的物体在距水平地面同一高度处，分别以v和2v的速度水平抛出，若不计空气阻力的影响，则A．甲物体在空中运动过程中，任何相等时间内它的动量变化都相同B．甲物体在空中运动过程中，任何相等时间内它的动能变化都相同C．两物体落地时动量对时间的变化率相同D．两物体落地时重力的功率相同11、(本题9分)某河宽为600m，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图象如图所示，现船以静水中的速度4m/s渡河，且船渡河的时间最短，下列说法正确的是（）A．渡河最短时间为150sB．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C．船离开河岸400m时的速度大小为2m/sD．船在河水中航行的轨迹是一条直线12、(本题9分)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是A．M可能为电子，N可能为质子B．N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功C．N在d点的电势能等于它在c点的电势能D．M在b点的动能大于它在a点的动能二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某实验小组用图所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力，为探究小车的动能变化规律：（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是____。A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B．实验操作时要先释放小车，后接通电源C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量（2）除实验装置图中的仪器外，还需要的测量仪器有__________________________，（3）如图为实验中打出昀一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，图中已经标明了要测量的物理量。另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出_____________________________________________。14、（10分）某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为h的光滑水平桌面上，放置两个小球a和b。其中，b与轻弹簧紧挨着但不栓接，弹簧左侧固定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a放置于桌面边缘，球心在地面上的投影点为O点。实验时，先将a球移开，弹簧解除锁定，b沿桌面运动后水平飞出。再将a放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验10次。实验中，小球落点记为A、B、C。(1)若a球质量为ma，半径为ra；b球质量为mb，半径为rb。b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出，则______。A．ma<mb，ra=rbB．ma<mb，ra<rbC．ma>mb，ra=rbD．ma>mb，ra>rb(2)为了验证动量守恒，本实验中必须测量的物理量有____。A．小球a的质量ma和小球b的质量mbB．小球飞出的水平距离xOA、xOB、xOCC．桌面离地面的高度hD．小球飞行的时间(3)关于本实验的实验操作，下列说法中不正确的是______。A．重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同B．重复操作时发现小球的落点并不完全重合，说明实验操作中出现了错误C．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置D．仅调节桌面的高度，桌面越高，线段OB的长度越长(4)在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式：__________，即说明碰撞过程遵循动量守恒。（用题中已测量的物理量表示）(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，则弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为_______。（用题中已测量的物理量表示）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)根据牛顿第二定律及运动学相关方程分别推导动能定理和动量定理的表达式．16、（12分）(本题9分)如图甲所示，一半径R＝1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于B处，圆弧轨道的最高点为M，斜面倾角θ＝37°，t＝0时刻有一物块从斜面底端A处沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示．若物块恰能到达M点，（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求：（1）物块经过B点时的速度；（2）物块与斜面间的动摩擦因数μ.17、（12分）(本题9分)一匀强电场，场强方向水平，一个质量为，带正电最为的小球，从点出发，初速度的大小为，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成角做直线运动．求：（1）匀强电场的场强大小；（2）小球从点到最高点的距离；（3）小球运动到的最高点与点的电势差．

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】

上升阶段，注意运动员是站着起跳，横着过杆，所以竖直方向的位移应该是重心上升的高度，不是1.8m，而是0.9m左右，解得：v0=4.2m/s，故选D．2、D【解析】

由题意可知：r地＞r水；地球与水星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力.A.由开普勒第三定律可知，由于r地＞r水，则：T地＞T水，故A错误.B.由牛顿第二定律得：，解得：，由于r地＞r水，则：v地＜v水，故B错误.D.由牛顿第二定律得：，解得：，由于r地＞r水，则：ω地＜ω水，故C错误.D.由牛顿第二定律得：，解得：，由于r地＞r水，则：a地＜a水，故D正确.3、D【解析】斜面光滑，支持力不做功，只有重力做功，所以小物块的机械能守恒，故有mgh=12m4、D【解析】

根据加速度的定义：加速度等于单位时间内速度的变化量，而不是倍数关系；【详解】A、加速度为2m/s2，根据加速度公式Δv=a⋅Δt可知，某秒末的时刻和前一秒初的时刻间的时间间隔为Δt=2s，故速度大4m/s，故A错误；B、加速度为2m/s2，根据加速度公式Δv=a⋅Δt可知任意1秒时间内，末速度一定比初速度大2m/s，故B错误，D正确；C、物体在某一秒初和前秒末是同一时刻，速度不变，故选项C错误。【点睛】本题考查对加速度含义的理解能力，加速度表示物体速度变化的快慢，在数值上等于单位时间内速度的变化量。5、B【解析】

根据牛顿第二定律得：F-f=ma，则F=f+ma=1000N+5000×2N=11000N，汽车第1s末的速度：v=at=2×1m/s=2m/s，所以汽车起动后第1s末发动机的瞬时功率为：P=Fv=11000×2=22000W=2.2×104W，故B正确，ACD错误．6、B【解析】

渡河时间最短时要求在垂直于河岸的方向上速度的分量最大，所以当船头垂直于河岸时，渡河时间最短．【详解】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡过河时间等于沿船头指向运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而故B正确，ACD错误．故选B．【点睛】利用渡河问题来考查矢量的合成与分解是常见的一种题型．关键是把船在静水中的速度沿平行于河岸和垂直于河岸进行分解，当在垂直于河岸上的速度最大时，渡河时间最短，当沿河岸方向上的分量与河水速度相等时，能垂直河岸渡河．7、AC【解析】

根据圆环的运动情况分析下滑过程中，分析加速度的变化；研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程和圆环从C处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式，可求弹力做功，从而得到在C处弹簧的弹性势能．【详解】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，A正确；B．设弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的劲度系数为k，受力分析如图所示，则，而，故，减小，故N增大，根据可得摩擦力增大，B错误；C．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得，在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理得，解得，，所圆环从A处到C处的过程中弹簧的弹性势能增加量为，C正确；D．下滑过程和上滑过程经过同一位置时圆环所受的摩擦力大小相等，两个过程位移大小相等，所以摩擦力做功相等，即重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失等于上升过程中机械能的损失，D错误．8、ABD【解析】

A、当v0，根据机械能守恒定律有：mgh，解得h，即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为．故A正确．B、设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得：mgRmv1，解得．故如果v0，则小球能够上升的最大高度为R．故B正确．C、设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v1，在最高点的速度为v1．则在最高点，有mg＝m从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得：，解得v1，所以v0时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零．根据，知最大高度h．故C错误．D、当，由上分析知，上升的最大高度为1R．故D正确．故选ABD．9、BCD【解析】本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A错误；当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B正确；若C增大，根据Q=CU，电容器的带电荷量增大，选项C正确；当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D正确．点睛：本题源自于2009年江苏高考物理卷的第5题，以闪光灯发光问题为背景考查电容器的充放电问题，解题的关键是要弄清电路的工作原理和电容器10、ACD【解析】

试题分析：根据动量定理，动量的变化等于合外力对物体的冲量，在这里物体受到的合外力就是重力，因此相等时间内，合外力的冲量相等，因此动量变化量相同，A正确；在向下运动的过程中，竖直速度越来越大，因此相同时间内重力做功越来越快，因此相等时间内动能变化时都会越来越快，B错误；动量对时间的变化率就是合外力，因此两物体落地时动量对时间的变化率相同，C正确；落地时，两个物体竖直速度相等，因此重力的功率相等，D正确．考点：动量定理，功率【名师点睛】此题是对动量定理功率概念的考查；解题的关键是理解动量定理和动能定理；要知道相等时间内动量的变化量等于合外力的冲量，动量的变化率等于合外力；求解重力的功率时应该注意是重力与竖直速度的乘积.11、AB【解析】

当静水速与河岸垂直时渡河时间最短，根据两个分运动的情况确定合运动的轨迹．根据平行四边形定则求出合速度的大小．【详解】AB．当船头垂直河对岸渡河，即静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短渡河时间：，AB正确；C．船离开河岸400m时，离较近河岸的距离，由图像可知，此位置水流速度为2m/s，所以此时船的实际速度为：，C错误；D．由于水流方向的分运动是变速运动，由加速度，且该加速度与实际速度不共线，故船的运动轨迹为曲线，D错误．【点睛】关键掌握判断合运动是直线还是曲线的方法，知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．12、AB【解析】

A．据做曲线运动物体所受合外力指向轨迹内侧知，带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，则带电粒子M带负电；带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，则带电粒子N带正电；所以M可能为电子，N可能为质子．故A项符合题意；BC．带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，N在从c点运动到d点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子N做正功，带电粒子N在d点的电势能小于它在c点的电势能．故B项符合题意，C项不符合题意；D．带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，M在从a点运动到b点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子M做负功，带电粒子M动能减小，则带电粒子M在b点的动能小于它在a点的动能．故D项不符合题意．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AD刻度尺、天平（或弹簧秤）【解析】

第一空.A、实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确．

B、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故B错误．

C、在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误．

D、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故D正确．第二空.由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故需要天平．第三空.小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．由得：，，所以小车动能的改变量为；本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx＝.14、AABBmb•OB=mb•OA+ma•OCEP【解析】

(1)[1]为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：应该使mb大于ma(2)[2]要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替，所以需要测量的量为：小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故AB符合题意；(3)[3]A.重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同，可以保证b能够获得相等的速度，故A项与题意不相符；B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合，不是实验操作中出现了错误；可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故B项与题意相符；C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个