重庆南开中学2021-2022学年高一物理第二学期期末达标检测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)某同学将质量为3kg的铅球，以8m/s的速度投出，铅球在出手时的动能是（）A．12JB．24JC．96JD．192J2、如图所示，关于a、b两点的电场强度的大小及方向，下列表述正确的是A．Ea>Eb方向相同B．Ea>Eb方向不同C．Ea<Eb方向相同D．Ea<Eb方向不同3、牛顿在1687年提出万有引力定律后，首次比较准确地测定引力常数的科学家是（）A．卡文迪许 B．牛顿 C．开普勒 D．伽利略4、株洲湘江风光带的湿地常有白鹭栖息。当一只质量为m的白鹭沿图示虚线方向匀速滑翔时，白鹭受到的空气阻力大小是(重力加速度为g)()A．mg B．mg C．mg D．mg5、(本题9分)关于功和能，下列说法正确的是（）A．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒B．物体所受的力越大，位移越大，则该力对物体做功一定越多C．物体所受的合外力不为零时，动能可能不变D．在一对作用力和反作用力中，若作用力对物体做正功，则反作用力对物体一定做负功6、(本题9分)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4:3，运动方向改变的角度之比是3:2，它们的向心加速度之比是（）A．1:2 B．2:1 C．8:9 D．9:87、一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在物体上，物体的运动轨迹如图中的实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分5个区域，则关于施力物体的位置，下面说法正确的是（）A．如果这个力是引力，则施力物体一定在④区域B．如果这个力是引力，则施力物体一定在②区域C．如果这个力是斥力，则施力物体可能在②区域D．如果这个力是斥力，则施力物体一定在④区域8、(本题9分)如图（a）,一长木板静止于光滑水平桌面上，时，小物块以速度滑到长木板上，时刻小物块恰好滑至长木板最右端。图（b）为物块与木板运动的图像，已知图中、、，重力加速度大小为g。下列说法正确的是A．木板的长度为B．物块与木板的质量之比为C．物块与木板之间的动摩擦因数为D．t1时刻，小物块和木板动能之比为9、(本题9分)无论地心说还是日心说,古人都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动.德国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文学家第谷(,1546-1601)的行星观测记录,发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符;只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆,而是椭圆,才能解释这种差别.他还发现了行星运动的其他规律.开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的规律,后人称为开普勒行星运动定律.下列说法中与之吻合的是（）A．太阳系内的所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,行星到太阳的最大距离等于椭圆的半长轴B．对太阳系内的任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积C．太阳系内的每一颗行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积D．太阳系内的所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等10、(本题9分)在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg，在水平面上恒定外力F=4N（方向未知）作用下运动，如图所示为滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过P、Q两点时速度大小均为v=5m/s，滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角α=37°，sin37°=0.6，则下列说法正确的是A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°夹角B．滑块从P到Q的时间为3sC．滑块从P到Q的过程中速度最小值为4m/sD．P、Q两点连线的距离为10m11、老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度12、(本题9分)如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系有一只小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰瞬间前后，以下说法正确的是（）A．小球的线速度变小B．小球的角速度变大C．小球的向心加速度变小D．小球所受拉力的变大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)有一个额定电压为3.8V，额定功率约为1W的小灯泡，现要用伏安法描绘这只灯泡的伏安特性图线．有下列器材可供选用：A．电压表V1(0～6V，内阻约为5kΩ)B．电压表V2(0～15V，内阻约为30kΩ)C．电流表A1(0～3A，内阻约为0.1Ω)D．电流表A2(0～0.6A，内阻约为0.5Ω)E．滑动变阻器R1(10Ω，5A)F．滑动变阻器R2(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)H．开关、导线（1）实验的电路图应选用下列的图________（填字母代号）(2)测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω(结果保留两位有效数字)；随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻________．（填“增大”，“减小”或“不变”）(3)若将此灯泡与电动势12V、内阻为1Ω的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为Ω的电阻________Ω．(结果保留两位有效数字)14、（10分）(本题9分)小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h；然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h(h远大于b)时的速度，重力加速度为g。(1)在A从静止开始下落h的过程中，验证A、B组成的系统机械能守恒的表达式为________________________；绳子拉力对重物B做的功为______________________。(用题目所给物理量的符号表示)(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv，因而系统减少的重力势能____________系统增加的动能(选填“大于“或“小于”)(3)为减小上述Δv对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是______A．减小挡光片上端到光电门的距离hB．增大挡光片的挡光宽度bC．适当减小挡光片的挡光宽度b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）利用万有引力定律可以测量天体的质量．（1）测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G．若忽略地球自转的影响，求地球的质量．（2）测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．（3）测月球的质量若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．16、（12分）(本题9分)从20m高处水平抛出的物体，落地速度为25m/s，求该物体:(1)刚抛出时的速度大小(2)飞行的水平距离?(g=10m/s2)17、（12分）(本题9分)如图所示，用细圆管组成的光滑轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径r<<R．有一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管．（1）若要小球能从C端出来，初速度v0需多大？（2）在小球从C端出来的瞬间，管壁对小球的压力为mg，那么小球的初速度v0应为多少？

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、C【解析】铅球出手时的速度为8m/s，故出手时的动能为Ek2、B【解析】

电场线的疏密表示大小，所以Ea>Eb，电场线的切线方向表示电场方向，所以两点电场方向不同，故B正确，ACD错误．3、A【解析】

牛顿在1687年提出万有引力定律后，首次比较准确地测定引力常数的科学家是卡文迪许，故A正确。4、C【解析】

白鹭受重力、垂直于速度方向的空气浮力、空气阻力三个力的作用，受力图如图所示，由于白鹭做匀速运动，故其合力为零，根据平衡条件可得空气阻力为f=mgsin30°=mg。A.mg，与结论不相符，选项A错误；B.mg，与结论不相符，选项B错误；C.mg，与结论相符，选项C正确；D.mg，与结论不相符，选项D错误；5、C【解析】

A.合外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒，例如匀速上升的升降机，选项A错误；B.根据W=FScosθ可知，物体所受的力越大，位移越大，则该力对物体做功不一定越多，还要看力和位移方向的夹角，选项B错误；C.物体所受的合外力不为零时，动能可能不变，例如做匀速圆周运动的物体，选项C正确；D.在一对作用力和反作用力中，若作用力对物体做正功，则反作用力对物体可能做负功，也可能做正功或者不做功，选项D错误.6、B【解析】A、B两艘快艇做匀速圆周运动，由于在相同的时间内它们通过的路程之比是4：3，所以它们的线速度之比；由于在相同的时间内运动方向改变的角度之比是3：2，所以它们的角速度之比，由于向心加速度，故向心加速度之比为：，B正确．【点睛】解决本题的关键掌握线速度和角速度的定义式，根据相同时间内通过的路程之比导出线速度之比，根据相同时间内转过的角度之比得出角速度大小之比，通过得出向心加速度之比．7、AC【解析】

A.做曲线运动物体的轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，所以如果这个力是引力，则施力物体一定在④区域，故A符合题意，B不符合题意。CD.如果这个力是斥力，则施力物体可能在②区域，但不在④区域，故C符合题意，D不符合题意；8、ACD【解析】

A.时刻小物块恰好滑至长木板最右端，所以相对位移就是板长，根据图b知，相对位移为图像面积差：，A正确。B.相对运动过程中，相互间的摩擦力设为f，木块的加速度，木板加速度，所以质量之比为，B错误。C.木块的加速度，摩擦力，所以动摩擦因数为，C正确。D.动能，t1时刻，速度相同，所以动能比等于质量比，D正确。9、BD【解析】太阳系内的所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，由于太阳位于椭圆的焦点上，则行星到太阳的最大距离大于椭圆的半长轴，选项A错误；对太阳系内的任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，选项B正确；太阳系内的每一颗行星运动的轨道不同，则与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不相等，选项C错误；太阳系内的所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，选项D正确；故选BD.10、BC【解析】在P、Q两点的速度具有对称性，故分解为沿PQ方向和垂直PQ方向，在沿PQ方向上做匀速直线运动，在垂直PQ方向上做匀变速直线运动，所以力F垂直PQ向下，在顶点处速度最小，只剩下沿PQ方向的速度，故为，A错误C正确；在垂直PQ方向上，，，故从P到顶点所用时间为，根据对称性可知从P到Q所用时间为，PQ连线的距离为，故B正确D错误．11、AB【解析】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。12、BD【解析】

细线与钉子碰撞的瞬间，小球的线速度大小不变，故A错误。根据v=rω知，与钉子碰撞后，半径减小，则角速度增大，故B正确。根据a=v2/r知，半径减小，则向心加速度增大，故C错误。根据牛顿第二定律得，F-mg=mv2/r，半径减小，拉力增大，故D正确。故选BD。【点睛】本题关键是确定线速度大小不变，当力与速度垂直时不做功，不改变速度的大小．对于角速度、向心加速度、拉力与线速度的关系要熟悉，是圆周运动中常用的知识．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、B增大33【解析】

(1)为描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，则滑动变阻器选用E；灯泡额定电压为3.8V，电压表应选择A；灯泡额定电流，电流表选择D；灯泡正常发光时的电阻，电流表内阻约，电压表内阻约，则灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法；综上，实验电路应选择图B所示电路．(2)由图线得此灯泡在正常工作时的电流为，则灯正常工作时的电阻由图象知，随着电压增大，图线上点与原点连线斜率减小，灯泡电阻增大(3)灯泡正常发光时，由闭合电路欧姆定律可得：，解得串联电阻阻值【点睛】伏安特性曲线上点与原点连线斜率表示电阻的倒数，不是图线切线斜率表电阻的倒数．14、(M-m)gh=12(M-m)【解析】（1）系统重力势能的减小量为：△Ep=（M-m）gh，

物块经过光电门的瞬时速度为：v＝bt，

则系统动能的增加量为：△Ek＝12(M+m)v1=12(M+m)(b