浙江省宁波市慈溪市2021-2022学年高一物理下学期期末测试试题（Word版附解析）

2021学年第二学期高一期末测试卷物理学科试卷一、选择题（本题共18小题，年小题3分，共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多逃、错选均不得分）1.下列物理量属于矢量的是(　　)A.电势B.电场强度C.功D.重力势能【答案】B【解析】【详解】电势、功、重力势能都是只有大小没有方向的标量，电场强度是有大小，又有方向的矢量，故B正确．2.如图是库仑扭秤实验装置，关于库仑定律下列说法正确的是（　　）A.库仑扭秤能研究微小的库仑力，它在设计时最主要的物理思想方法是微小放大法B.库仑定律的适用条件是点电荷，只有体积足够小的电荷才可以看成点电荷C.由库仑定律公式可知，当时，F将趋向于无穷大D.带电量分别为Q和2Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的库仑力是A的2倍【答案】A【解析】【详解】A．库仑扭秤能研究微小的库仑力，它在设计时最主要的物理思想方法是微小放大法，故A项正确；B．库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，当带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计时，可以将带电体看成点电荷，故B项错误；C．当时，连个带电体不能看成是点电荷，因此，此时不再适用库仑定律，故C项 错误；D．带电量分别为Q和2Q的点电荷A、B相互作用时，A受到库仑力和B受到的库仑力是一对相互作用力，所以大小相等，故D项错误。故选A。3.关于下列四幅图中的情境（均不计空气阻力），说法正确的是（　　）A.甲图中，在倾斜的滑雪轨道上下滑过程中，运动员机械能守恒B.乙图中，孔明灯点燃后在空中加速上升过程，机械能守恒C.丙图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球的机械能守恒D.丁图中，接触蹦床向下运动到最低点的过程中，运动员机械能守恒【答案】C【解析】【详解】A．甲图中，在倾斜的滑雪轨道上下滑过程中，轨道摩擦力对运动员做负功，运动员的机械能减少，A错误；B．乙图中，孔明灯点燃后在空中加速上升过程，孔明灯的动能和重力势能都增加，孔明灯的机械能增加，B错误；C．丙图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球只受重力作用，只有重力对铅球做功，铅球的机械能守恒，C准确；D．丁图中，接触蹦床向下运动到最低点的过程中，蹦床弹力对运动员做负功，运动员的机械能减少，D错误。故选C。4.下列说法正确的是（　　）A.摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子B.元电荷就是质子C.电势降落的方向一定是电场强度的方向D.高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人【答案】D【解析】【详解】A．摩擦起电和感应起电的本质是电荷的转移，而不是产生了新的电子，A错误； B．元电荷是指最小的电荷量，电子和质子的电荷量等于元电荷，元电荷不是质子，B错误；C．电势降落的方向不一定是电场强度的方向，电势降落最快的方向才是电场强度的方向，C错误；D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人，D正确。故选D5.杭州湾公园的摩天轮受到许多游客的喜爱，游客在乘坐摩天轮时，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A.摩天轮匀速转动过程中，乘客受到的合外力不变B.摩天轮运动到最低点时，乘客处于超重状态C.摩天轮运动到最高点时，乘客对座椅的压力等于乘客的重力D.摩天轮匀速转动过程中，所有座舱运动的线速度相同【答案】B【解析】【详解】A．摩天轮匀速转动过程中，乘客受到的合外力大小不变，方向总是指向圆心，合外力时刻在发生变化，A错误；B．摩天轮运动到最低点时，乘客的加速度方向竖直向上，可知乘客处于超重状态，B正确；C．摩天轮运动到最高点时，乘客的加速度方向竖直向下，可知乘客处于失重状态，乘客对座椅的压力小于乘客的重力，C错误；D．摩天轮匀速转动过程中，所有座舱运动的线速度大小相等，但方向不同，D错误。故选B。6.2022年4月23日，中国空间站上的航天员们进行了第二次太空授课，其中一个“油水分离的实验”过程如下：航天员叶光富拿出一只试管，管内的水与油均匀混合，呈现悬浊的状态。用细线拴住试管并甩动起来，让试管在竖直平面内做圆周运动。一段时间后试管内的水与油出现了明显的分层。下列有关该实验说法正确的是（　　） A.因为空间站中所有物体都不受重力，试管中的水与油才会出现分层现象B.转动过程中，试管内的水和油角速度相同C.若保持细线长度不变，加快试管的转速，试管底部受到的压力将变小D.若保持每秒钟的转数不变，用更短的细线甩动试管，油水分离的时间将缩短【答案】B【解析】【详解】A．因为空间站中物体所受重力用来提供做圆周运动的向心力，所以试管中的水与油不会出现分层现象，故A错误；B．转动过程中，试管内的水和油角速度相同，故B正确；C．若保持细线长度不变，加快试管的转速，有由牛顿第三定律得所以试管底部受到的压力将变大，故C错误；D．若保持每秒钟的转数不变，用更短的细线甩动试管，有因为半径小了，所以需要的向心力小，即油水分离的时间将增长，故D错误。故选B。7.北京冬奥开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（　　） A.夏至时地球的运行速度最大B.从冬至到春分的运行时间为公转周期的C.若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，则，地球和火星对应的值是不同的D.太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上【答案】D【解析】【详解】A．根据开普勒第二定律可知，地球与太阳中心连线在相同时间内扫过的面积相等，根据可知近日点离太阳最近，近日点的运行速度最大，远日点离太阳最远，远日点的运行速度最小，故夏至时地球的运行速度最小，A错误；B．根据对称性可知，从冬至到夏至的运行时间为公转周期的，由于从冬至到春分地球的运行速度大于从春分到夏至地球的运行速度，可知从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的运行时间，故从冬至到春分的运行时间小于公转周期的，B错误；C．根据开普勒第三定律可知，所有绕太阳转动的行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，则有其中与中心天体的质量有关，地球和火星都是绕太阳转动，故地球和火星对应的值相同，C错误；D．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，D正确。故选D。8.202年1月，我国“实践21卫星”成功捕获了失效的同步卫星“北斗2号G2星”，将 其移送至比同步轨道更高的“墓地轨道”后，自己又返回同步轨道。（“墓地轨道”用于放置失效的卫星，降低其和正常卫星碰撞的危险）以下说法正确的是（　　）A.“北斗2号G2星”在“墓地轨道”上的角速度比原轨道上的小B.“北斗2号G2星”在“墓地轨道”运行的周期小于地球自转周期C.“北斗2号G2星”在“墓地轨道”上的加速度比原轨道上的大D.“北斗2号G2星”在有效服役期间可能经过北京的正上空【答案】A【解析】【详解】A．对于“北斗2号G2星”，有解得因为“墓地轨道”的轨道半径比同步轨道的轨道半径大，所以“北斗2号G2星”在“墓地轨道”上的角速度比原轨道上的小，故A正确；B．对于“北斗2号G2星”，有解得因为“墓地轨道”的轨道半径比同步轨道的轨道半径大，所以“北斗2号G2星”在“墓地轨道”运行的周期大于地球自转周期，故B错误；C．对于“北斗2号G2星”，有解得因为“墓地轨道”的轨道半径比同步轨道的轨道半径大，所以“北斗2号G2星”在“墓地轨道”上的加速度比原轨道上的小，故C错误；D．“北斗2号G2星”为同步卫星，其轨道在赤道上方，不可能经过北京的上空，故D错误。故选A。 9.2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的1.5倍。已知地球半径为R，表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，根据以上信息下列选项中不能求出的是（　　）A.地球的质量B.卫星绕地球转动的角速度C.卫星所受的万有引力D.卫星所在处重力加速度大小【答案】C【解析】【详解】A．在地球表面处物体受到的重力等于万有引力得地球质量故A错误；B．根据万有引力提供向心力，有联立可得卫星绕地球转动的角速度故B错误；C．卫星所受的万有引力为因不知卫星的质量，所以无法求出卫星所受的万有引力，故C正确；D．在轨道半径为处，仍有万有引力等于重力，即 联立解得卫星所在处的重力加速度大小故D错误。故选C。10.下列关于功和功率的说法正确的是（　　）A.力作用在物体上一段时间，物体运动了一段距离，则该力一定对物体做了功B.作用力对物体做正功，则反作用力一定对物体做负功C.力做功越多，该力的功率一定大D.由可知，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【答案】D【解析】【详解】A．力作用在物体上一段时间，物体运动了一段距离，如果该力始终与运动方向垂直，则该力对物体不做功，A错误；B．在光滑水平面上，异名磁极相对的两磁铁静止释放，在相互作用的吸引力下相互靠近，相互作用力对两磁铁都做正功，B错误；C．力做功越多，如果所用时间也多，该力的功率不一定大，C错误；D．由可知，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，D正确。故选D。11.某同学练习投篮，篮球投出后，第一次沿轨迹1、第二次沿轨迹2、第三次沿轨迹3运动，最终都进入篮筐，（空气阻力忽略不计）下列关于篮球三次运动的说法正确的是（　　）A.投进篮筐时，篮球的速度相同B.三条轨迹重力做功一样多 C.三条轨迹重力做功功率一样大D.投进篮筐时和刚离开手时相比，篮球的动能增加了【答案】B【解析】【详解】A．由图可知，投进篮筐时，篮球的速度方向不同，故A错误；BD．由图可得，三条轨迹的初末位置相同，所以重力做功相等，且均做了负功，由动能定理知，投进篮筐时和刚离开手时相比，篮球的动能减少了。故B正确，D错误；C．因竖直方向先做匀减速直线运动后做自由落体运动，由图可知，三条轨迹对应时间满足而三种情况下重力做功相等，由知，三条轨迹重力做功功率不相等，故C错误。故选B。12.图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，则下列说法中错误的是（　　）A.发生险情处离地面的高度为B.时重力的功率为C.整个过程中工人重力做功为D.时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为【答案】C【解析】【详解】A．根据图像与横轴围成的面积等于位移，则有 可知发生险情处离地面的高度为，A说法正确，不满足题意要求；B．时重力的功率为B说法正确，不满足题意要求；C．整个过程中工人重力做功为C说法错误，满足题意要求；D．工人在内向下做匀减速直线运动，工人的加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得时工人的速度为时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为D说法正确，不满足题意要求；故选C。13.景区的网红秋千受到游客的追捧，有一种秋千我们可以简化为图示模型，开始前外力使秋千静止于图中A位置，然后自由释放。秋千开始荡起来，B为秋千运动的最低点。已知两绳长度均为L=10m，秋千摆角为α=60°，游客和底座总质量为m=100kg，在运动中可视为质点，不计绳子质量及一切阻力，重力加速度为g=10m/s2以下说法正确的是（　　） A.运动过程中细绳的最大拉力2000NB.游客运动到B点时的速度大小为vB=10m/sC.游客从A运动至B的过程中，机械能增大D.以横杆MN处为重力势能的零势能面，游客（含底座）在A位置的重力势能为5000J【答案】B【解析】【详解】A．当游客运动到最低点时，细绳有最大拉力，从释放到最低点由动能定理得在最低点满足解得故A错误，B正确；C．由题意知，游客从A运动至B过程中，只有重力做功，则机械能不变，故C错误；D．若以横杆MN处为重力势能的零势能面，游客（含底座）在A位置的重力势能为故D错误。故选B。14.如图是某电场中的电场线，在该电场中有、两点，下列结论正确的是（　　） A.点的电势比点的电势高B.同一正电荷在点的电势能比在点的电势能大C.同一负电荷在点的电场力比在点的电场力大D.在点静止释放一电荷（只受电场力），可能会运动至点【答案】C【解析】【详解】A．根据沿电场方向电势降低，可知点的电势比点的电势低，A错误；B．根据由于点的电势比点的电势低，可知同一正电荷在点的电势能比在点的电势能小，B错误；C．根据电场线分布的疏密程度可知，点的电场强度比点的电场强度大，则同一负电荷在点的电场力比在点的电场力大，C正确；D．在点静止释放一电荷（只受电场力），若电荷带正电，正电荷将向点下方运动，不可能运动至点，若电荷带负电，负电荷受到的电场力方向应偏向连线的左侧，不可能运动至点，D错误。故选C。15.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病，很多学校都配备心脏除颤器（如图），其是一种通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏除颤后瞬间静止，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。以下是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为40μF，充电电压为4.0kV，除颤过程在10ms时间内完成放电，以下说法正确的是（　　）A.本次除颤通过人体组织的电量为0.16CB.如果充电电压变为2.0kV，则电容器的电容变为20μF C.电容器的带电量是两块极板带电量绝对值之和D.放电过程中电流大小保持不变【答案】A【解析】【详解】A．根据电容定义式可得可知本次除颤通过人体组织的电量为0.16C，A正确；B．电容器的电容与所加电压没有关系，只由电容器自身构造决定，如果充电电压变为2.0kV，电容器的电容仍为40μF，B错误；C．电容器的带电量是指一个极板带电量的绝对值，C错误；D．根据可知放电过程中，电荷量逐渐减小，极板间电压逐渐减小，放电电流逐渐减小，D错误。故选A。16.电子束焊接是利用加速和会聚的高速电子流轰击工件接缝处，使金属熔合的一种焊接方法。电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，P是KA的中点，电子束从阴极逸出后经电场加速到达阳极，不考虑电子重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A.电子由K运动到A做匀加速运动B.K点电势高于A点电势C.电子由K运动到A，电势能增加 D.电子在KP阶段增加的动能小于在PA阶段增加的动能【答案】D【解析】【详解】A．靠近阳极A的地方电场线密集，电场强度大，电子从K运动到A，加速度逐渐增大，电子由K运动到A不是匀加速运动，故A错误；B．沿着电场线方向电势降低，所以K点电势低于A点电势，故B错误；C．电子由K运动到A，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．AP间的电场强度比KP间的电场强度大，由，可知由动能定理可知所以电子在KP阶段增加的动能小于在PA阶段增加的动能，故D正确。故选D。17.如图所示a、b两个带电的同种粒子，以不同的速率先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在下极板的a′点，b粒子打在下极板的b′点，若不计重力，则（　　）A.该粒子带负电B.a在电场中运动的时间和b相等C.a在电场中运动的时间比b长D.打到极板时a的速率比b的速率大【答案】B【解析】【详解】A．因为粒子向下偏转，且不受重力，所以电场力向下，由图可知，电场方向向下，则粒子带正电，故A错误；BC．因为粒子竖直方向满足由图可得，两粒子的竖直位移相等，则它们运动时间相等，故B正确，C错误； D．因为粒子水平方向做匀速直线运动，则满足由图可知又因为竖直方向速度满足即两粒子竖直速度相等，则由速度的合成规律可得，打到极板时a的速率比b的速率小，故D错误。故选B。18.我国是原油进口大国，进口石油主要用于交通运输，燃油汽车过多不仅污染环境，还严重影响到我国的能源安全，大力发展新能源汽车是国家突破能源困局的重要举措。一辆电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F-图像，图中AB、BC均为直线。若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定，由图像可知下列说法正确的是（　　）A.电动汽车行驶中所受的阻力为3000NB.A到B阶段，牵引力的功率保持不变C.若已知汽车总质量为1200kg，则汽车匀加速的时间是1.44sD.电动汽车的额定功率为10.8kW【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，当电动汽车速度最大时，牵引力等于阻力，可得故A错误；B．AB阶段，牵引力保持不变，根据公式可知随着电动汽车速度的增加，牵引力的功率增加。故B错误； CD．AB阶段，牵引力保持不变，根据牛顿第二定律有解得且额定功率为所以匀加速的末速度解得故C错误,D正确。故选D。二、非选择题（本题共5小题，共46分）19.学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示（1）实验室有质量为50g的铝锤A，质量为200g的铅锤B，本实验应选___________（填字母代号）；（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C、D为依次打下的点，纸带中C点对应的刻度尺读数为___________cm；（3）要验证OC间机械能是否守恒，已知A点在刻度尺上读数为12.20cm、B点读数为15.45cm，D点读数为23.15cm，根据纸带上的数据计算可知、计时器打C点时的速度大小为___________m/s，动能增加___________J，重力势能减少___________J。（重力加速度g取9.8m/s2，结果均保留三位有效数字）【答案】①.B②.19.10（19.05-19.15均给分）③.1.93④.0.372⑤.0.374（0.373-0.375均给分） 【解析】【详解】（1）[1]本实验应该选取质量大体积小的重物，所以应该选择铅锤B；（2）[2]由图可得，C点对应的刻度尺读数为19.10cm；（3）[3]由题意得[4]增加动能为[5]减少的重力势能为20.在“观察电容器的充、放电现象”实验中（1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标明的“10V”的含义是___________；A.电容器的击穿电压为10VB.电容器的额定电压为10VC.电容器在10V电压下才正常工作（2）将直流电源、电阻、电容器、电流表、开关等连成如图甲所示的实验电路、请根据甲图连接图乙的实物图。___________（3）电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，可以和计算机相连直接显示电流与时间的变化图像。按如图3所示电路图连接好实验电路，开关S与2接通待充电完成后，开关S与1接通，电容器通过电阻放电，通过电阻R的电流方向为___________（填“向左”或“向右”）。电容器放电过程中，电流随时间变化的规律如图4 所示，计算机可以得出图像所围的区域面积为，电阻R为500Ω，直流电源电压恒为2V，该电容器电容为___________（结果保留三位有效数字）【答案】①.A②.③.向右④.435【解析】【详解】（1）[1]电容器外壳上标明的“10V”的含义是指电容器的击穿电压为10V，故BC错误，A正确。故选A。（2）[2]根据图甲的电路图，连接实物有（3）[3]由图3的电路图可知，充电时，电容器的上极板与电源的正极相连，故上极板带正电，所以放电时通过电阻的电流向右。[4]由图4可知，图线的面积为电荷量，有由电容的公式 21.如图所示，竖直平面内存在一水平匀强电场，其电场强度大小E=200V/m，该电场中有A、B两点，相距L=10cm，且A、B连线与电场线的夹角θ=37°，一带电量大小为q=4×10-5C的液滴以一定的初速度v0从A沿直线运动到B，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。g取10m/s2，求：（1）A、B两点间电势差UAB；（2）粒子的电性及液滴的质量；（3）该过程中带电液滴动能的变化量△Ek。【答案】（1）；（2）负电，；（3）【解析】【详解】（1）由得（2）对液滴受力分析知，要使液滴从A沿直线运动到B，则液滴带负电。由受力分析得解得（3）对该过程由动能定理得解得22.旋转飞椅是一项大人和小孩都喜爱的娱乐项目，但有一定的危险性。现做一模拟实验，在座椅上固定一个60kg的假人模型，如图所示，假人模型用B 表示，可看成质点。圆盘半径，圆盘中心O到地面的高度为，绳索AB长为，绳与竖直方向的夹角为。当装置缓慢增加转速，使角缓慢增加至时，绳索刚好断裂，不计绳的质量和空气阻力（已知，，，，结果可用根号表示）。求：（1）当时，假人模型的速度v为多大；（2）角由缓慢增加至时，假人所受重力做了多少功：（3）假人落地时的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）假人转动半径（2）有（3）绳断时假人的线速度 联立解得落地时的速度23.在足够长的光滑平台左端锁定一被压缩的轻质弹餐，一个可视为质点的质量m=0.04kg的滑块与弹簧接触但不栓接。某一时刻释放弹簧弹出滑块，滑块从平台右端A点水平飞出，恰能落到B点，刚好无碰撞地沿着倾斜轨道BC滑下。已知AB的竖直高度h=0.45m，倾斜轨道BC长L=2.0m，轨道倾角α=37°，BC通过粗糙水平轨道CD与光滑竖直半圆轨道DE和连，CD长s=1.3m，滑块与BC、CD的动摩擦因数μ=0.5，各部分平滑连接。（g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6）求：（1）弹簧处于锁定状态时的弹性势能；（2）若小球能运动到轨道最高点E，竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件；（3）小球从最高点E水平抛出，落在水平轨道的F点（图中未画出），F离竖直半圆轨道D点的水平距离为x，仅改变轨道半径R，当R为何值时x有最大值，最大值为多少。【答案】（1）0.32J；（2）；（3）【解析】【详解】（1）A到B平抛运动，满足在点联立解得所以被释放前弹簧的弹性势能为（2）在B点B到D 解得当恰好过竖直圆轨道最高点时从D到圆轨道最高点解得R=0.4m所以使小球能运动到轨道最高点E，竖直圆弧轨道的半径应满足（3）小球从E点飞出后做平抛运动，竖直方向水平方向D到E机械能守恒得所以当时，x有最大值为