浙江省绍兴市2021-2022学年高一物理下学期期末调测试题（Word版附解析）

绍兴市2021学年第二学期高中期末调测高一物理一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39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、多选、错选均不得分）1.下列物理量中没有单位的是：A.弹簧劲度系数B.动摩擦因数C.万有引力常量D.静电力常量【答案】B【解析】【详解】A．弹簧劲度系数，单位是N/m，故A错误；B．动摩擦因数，没有单位，故B正确；C．万有引力常量，得万有引力常量的单位为N•m2/kg2，有单位，故C错误；D．静电力常量，得静电引力恒量的单位为N•m2/C2，故D错误。故选B。2.下列说法中正确的是（　　）A.神舟十四号飞船与核心舱对接过程中，北京飞控中心将神舟十四号飞船视作质点B.用北斗卫星导航系统给车船等定位时，车船被视作质点C.用光摄对原子进行操纵时，原子被视作质点D.研究台风气团的移动时，可认为气团中各点的运动情况相同【答案】B【解析】【详解】A．视为质点的条件为物体的形状大小对所研究过程可忽略不计，但是在对接过程中，显然无法忽略神州十四号飞船的形状，A错误；B．在北斗卫星进行车船等定位操作时，车船与地球相比很小，可以忽略自身的形状，视作质点，B正确；C．光镊子操作原子时，由于两者形状尺度同一量级，无法忽略原子的自身，不可视为质点，C错误；D．研究台风气团的移动时，气团中的各点风速大小和方向都可能不同，D错误。故选B。 3.关于元电荷e，以下说法正确的是（　　）A.元电荷就是电子B.元电荷就是点电荷C.元电荷e的数值最早由美国物理学家密立根测得D.元电荷就是指所带的电荷量为的一类粒子，如电子、正电子和质子等【答案】C【解析】【详解】ABD．元电荷指最小的电荷量，故ABD错误；C．元电荷e的数值最早由美国物理学家密立根用油滴实验测得，故C正确。故选C。4.猫有很好的平衡系统，它可以从近6楼高的位置跳下而不受伤。如图，一只猫从离地高为12.8m的空调上无初速跳下，下列关于猫的图像可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A．猫在下落过程中受到空气阻力的作用，并不是做自由落体运动，A错误；B．猫无初速度下落，时速度为零，B错误；CD．由于下落过程中空气阻力的作用，猫的加速度越来越小，因此，猫做一个加速度逐渐减小的加速运动，直至重力与空气阻力平衡，猫匀速下落，C正确，D错误。 故选C。5.一只蜜蜂给一朵花带上正电荷后，蜜蜂飞走了。另一只蜜蜂带同样数量的正电荷飞近了花朵。图中电场线最能表示蜜蜂和花之间的电场的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】花朵和蜜蜂均带数量相同的正电荷，蜜蜂和花之间的电场与等量正电荷之间的电场类似，即电场线均由蜜蜂、花指向外部，C正确，ABD错误。故选C。6.在航空领域，作用在飞行器竖直方向的气动力（升力）与重力的比值称为飞行器的过载，常用g的倍数表示。能承受足够大的过载，是对航天员身体素质的基本要求。小明在收看神舟十四号发射直播时，分别在火箭点火前、点火7s时截图，如图甲、乙所示。已知火箭最大起飞总质量约500吨，直立时箭高约58m。在点火后的7s内，航天员承受的过载约为（　　）A.0.24gB.1.2gC.2.4gD.4g【答案】B【解析】 【详解】由题知，在点火后的7s内火箭上升约58m，由解得火箭的加速度为又由牛顿第二定律航天员承受的过载约为故ACD错误，B正确。故选B。7.如图为一位小朋友在水上世界玩水滑梯，她坐在离水面高为16m的滑梯顶端由静止下滑。不考虑水的阻力，下滑过程可认为机械能守恒，小朋友的质量为30kg，下列说法正确的是（　　）A.无论选择哪个位置为零势能参考平面，她下滑时的总机械能总是4800JB.无论选择哪个位置为零势能参考平面，她下滑时的总机械能变化量总是4800JC.小朋友质量越大，下滑到水滑梯底端的速度越大D.下滑时，小朋友会偏向滑道的外侧【答案】D【解析】【详解】AB．由于下滑过程可认为机械能守恒，可知下滑时的总机械能变化量为零，下滑时的总机械能等于顶端由静止下滑时重力势能，由于重力势能具有相对性，选择不同位置为零势能参考平面，小朋友的初始位置重力势能不一样，则小朋友的机械能不一样，AB错误；C．根据机械能守恒定律可得 解得下滑到水滑梯底端的速度大小为可知下滑到水滑梯底端的速度大小与小朋友的质量无关，C错误；D．小朋友下滑时，水平方向可认为做圆周运动，由于离心现象，小朋友会偏向滑道的外侧运动，D正确。故选D。8.如图为在班级拔河对抗赛中小明同学所在班级的比赛现场，对此时小明的受力，下列说法正确的是（　　）A.右脚受到地面支持力沿着小腿斜向上B.右脚受到地面摩擦力方向水平向前C.右手受到的绳子摩擦力方向沿着绳子向前D.右手对绳子的作用力沿着绳子向后【答案】C【解析】【详解】A．支持力垂直两物体接触面，为垂直向上，A错误；B．绳子对小明有向前的作用力，故小明相对地面的运动趋势向前，地面对其静摩擦力方向向后，B错误；C．绳子相对于小明有向前运动的趋势，故小明相对绳子的运动趋势向后，绳子对小明的摩擦力向前，C正确；D．右手对绳子的摩擦力沿着绳子向后，压力竖直向下，支持力竖直向上，故右手对绳子的作用力不一定沿着绳子向后，D错误。故选C。9.神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，经过6次自主变轨，于6月5日17时42分成功对接于天和核心舱径向端口。如图为飞船和核心舱组合后飞行的示意图。对接 后组合体处于高度约为390km的圆形轨道上。已知地球半径为，则（　　）A.组合体的线速度约为7.8km/hB.飞船与核心舱的对接口对飞船的作用力背离地心C.飞行中，飞船与核心舱的对接口对飞船的作用力做正功D.由于飞船和核心舱都处于完全失重状态，飞船只受到万有引力的作用【答案】B【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力当轨迹半径为地球半径时，速度为第一宇宙速度对接后组合体处于高度约为390km的圆形轨道上，则线速度为故A错误；BD．根据若没有对接，飞船的线速度应大于核心舱，有对接之后，根据 飞船的线速度小于核心舱，说明对接后，飞船的线速度变小，以指向地心为正方向，有因为则即船与核心舱的对接口对飞船的作用力背离地心，故B正确，D错误；C．船与核心舱的对接口对飞船的作用力背离地心，与速度方向垂直，不做功，故C错误。故选B。10.小明在野外发现一只猞猁，它是我国二级保护动物。猞猁的弹跳能力非常惊人，在其跃过间距为5m的河中两等高木桩时，小明抓拍到了猞猁恰好跳跃到最高点时的照片，如图所示。已知猞猁在最高点的位置到两木桩连线的高度为1m，不考虑猞猁身长、身高、空气阻力等因素，取。下列说法中正确的是（　　）A.猞猁在空中的时间为B.猞猁在最高点的速度大小为C.猞猁从木桩上跳起速度方向与水平方向的夹角的正切值为0.8D.图中猞猁比较模糊，可能是由于紧张拍摄时相机发生了抖动【答案】C【解析】【详解】A．猞猁做斜抛运动，在最高点时的速度为水平方向，从最高点到木桩的过程做平抛运动，竖直方向有 解得根据对称性可知，猞猁在空中的时间为A错误；B．猞猁在水平方向做匀速直线运动，其水平速度为可知猞猁在最高点的速度大小为，B错误；C．猞猁从木桩上跳起的竖直分速度为猞猁从木桩上跳起速度方向与水平方向的夹角的正切值为C正确；D．图中猞猁比较模糊，是因为拍摄时有一定的曝光时间，运动的猞猁会有一定的拖影，D错误。故选C。11.“只要速度够快，就能挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中，挑战者在半径为1.6m的竖直圆形跑道上成功奔跑一圈，引发观众的惊叹。对于挑战过程，下列说法正确的是（　　）A.在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒 B.要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速度至少为4m/sC.要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外，体重越小越好D.运动到最高点时，挑战者的向心加速度一定不小于g【答案】D【解析】【详解】A．在跑道中运动时，人本身做功，机械能不守恒，故A错误；B．在最高点时，当重力恰好提供向心力时，速度最小，根据解得实际上，人体的重心大约在腰部，故实际半径小于1.6m，故最小速度小于4m/s，故B错误；C．由B项分析可知，质量可以消去，体重对能否完成挑战无影响，故C错误；D．运动到最高点时，轨道对人向下的压力大于等于零，根据牛顿第二定律故挑战者的向心加速度一定不小于g，故D正确。故选D。12.中国空间站核心舱上的机械臂，是我国目前智能程度最高、难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统。机械臂工作时最长可达18米，共有7处关节，是对人类手臂的最真实还原，机械臂最大载重达25吨，可载移货物、实验舱，辅助航天员出舱活动。以下说法正确的是（　　）A.机械臂对载移物的作用力大小与载移的方向有关B.机械臂对载移物的作用力大小与载移的远近距离有关C.完成同样的载移任务，机械臂对载移物的作用力大小与动作快慢无关D.完成同样的载移动作，机械臂对载移物的作用力大小与载移质量有关【答案】CD 【解析】【详解】太空处于失重状态，由动量守恒定律可知，机械臂对载移物的作用力大小与载移的方向、距离的远近和动作快慢无关，与载移质量有关。故选CD。13.喝水是生活中经常性的动作。人坐着拿起桌子上的矿泉水送到嘴边的过程中，所做的功约为（　　）A.0.1JB.1JC.10JD.100J【答案】B【解析】【详解】矿泉水的质量为0.5kg，人坐着拿起桌子上的矿泉水送到嘴边，矿泉水移动的高度约为0.2m，整个过程中所做的功大小为重力势能的变化量，即W=mgh=1J故选B。二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.武当山主峰——天柱峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新洗过一般，如图所示，对此，下列分析正确的是（　　）A.出现雷火炼殿现象时，大殿内的人是危险的B.金殿肯定是一个庞大的优良导体C.金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电D金殿如果安装了避雷针，这种雷火炼殿现象仍会经常出现 【答案】BC【解析】【详解】AB．雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一个优良导体，由于静电屏蔽作用，大殿内的人是安全的，A错误，B正确；C．金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，C正确；D．金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空聚集的电荷将被导入大地，雷火炼殿现象无法观察到，D错误。故选BC。15.某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节（byte）。电动机使盘面以的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。1Mb=1048576byte，不计磁头转移磁道的时间，下列说法正确的是（　　）A.盘面转动的角速度为磁道B.一个扇区通过磁头所用的时间约为C.计算机1s内最多可以从一个盘面上读取约480Mb的数据D.当磁头处于外磁道时，读取的速度较快【答案】BC【解析】【详解】A．盘面转动的角速度为A错误；B．经过一个扇区转过的角度为 一个扇区通过磁头所用的时间约为B正确；C．转速为计算机1s内最多可以从一个盘面上读取的字节约为C正确；D．由于每个磁道都有8192个扇区，每个扇区可以记录512个字节，转速一定时，磁头在任意磁道转动一圈的时间相同，读取的字节一样多，读取的速度一样快，D错误。故选BC。16.秋千是人们都喜欢的健身娱乐活动。会荡秋千的人，不用别人帮助推，就能越荡越高，而不会荡秋千的人则始终荡不起来。对能独自把秋千越荡越高的现象，下列说法正确的是（　　）A.通过人做功，系统的机械能不断增加B.只存在动能和重力势能相互转化C.系统没有外力做功，机械能守恒D.从高处荡下时身体应迅速下蹲，从最低点向上摆起时，身体应迅速直立起来【答案】AD【解析】【详解】AD．从高处荡下时身体应迅速下蹲，此过程降低重心，将更多的重力势能转化为动能，获得更大的速度，从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，此过程人克服重力做功，升高重心，获得更大的重力势能，系统的机械能不断增加，这样秋千才能越荡越高，AD正确。BC.从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，重心升高，此过程人克服重力做功，系统的机械能不断增加，人克服重力做功的过程中，将自身的化学能转化为机械能，BC错误。故选AD。三、非选择题（本题共6小题，共52分）17. 如图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；B．在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2；C．用天平测出滑块和遮光条的总质量m；D．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时，遮光条的遮光时间和；E．取下垫片，测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d、F．用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L以及两光电门间的距离s。（1）为验证机械能守恒定律，是否需要平衡摩擦力？___________（填“是”或“否”）（2）滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，动能的增加量___________，重力势能减少量为___________。（3）多次实验中发现，动能的增加量总是略大于重力势能的减少量，其原因可能是___________。A.质量m的测量值偏大B.遮光条宽度d测量值偏大C.导轨没有调至水平【答案】①.否②.③.④.BC##CB【解析】【详解】（1）[1]验证机械能守恒定律，即让物体在只有重力做功的情况下运动，气垫导轨可以使滑块无摩擦的在其表面滑动，故不需要平衡摩擦力。（2）[2]根据光电门测速度的原理，知滑块通过光电门1和光电门2的速度分别为，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，动能的增加量[3]由题知，导轨被垫成一个斜面，倾角为θ，则有 其中y为滑块从光电门1运动到光电门2的过程下降的高度，滑块重力势能减少量为（3）[4]A．从上诉分析，验证机械能守恒应验证的是与质量的测量值无关，故A错误；B．由上式知，遮光条宽度d测量值偏大会导致动能增加量计算值偏大，故B正确；C．导轨没有调至水平，则导轨斜面实际的倾角可能大于θ，则计算出的偏小，故C正确。故选BC。18.用图示的向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。（1）图示向心力演示器中，“横臂”的数字标号是___________，“长槽”的数字标号是___________。（选填1、2、3……8、9、10）（2）开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，下列做法正确的是___________A.用体积相同的钢球和铝球做实验B.将变速塔轮2、3上的皮带往下移动C.用秒表记录时间、计算两个小球的角速度D.将两个小球都放在长槽上（3）若放在长槽远端和短槽的二个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会___________（填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）；当小明以的转速转动手柄时，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比是___________。 【答案】①.6②.4③.B④.不变⑤.【解析】【详解】（1）[1][2]图示向心力演示器中，“横臂”的数字标号是6，“长槽”的数字标号是4。（2）[3]开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，应保证小球的质量相同，运动半径相同，角速度不同。A．用体积相同的钢球和铝球做实验，小球的质量不同，A错误；B．将变速塔轮2、3上的皮带往下移动，使得小球的角速度不同，B正确；C．实验只需通过变速塔轮的半径之比得到两个小球的角速度之比，不用秒表记录时间、计算两个小球的角速度，C错误；D．将两个小球都放在长槽上，使得两个小球的运动半径不同，D错误。故选B。（3）[4]若放在长槽远端和短槽的二个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为，可知两小球的角速度相同，根据逐渐加大转速，由于两小球的半径之比保持不变，可知两小球所需的向心力之比保持不变，故左右标尺露出的红色、白色等分标记之比不变；[5]当小明以的转速转动手柄时，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比为19.如图，带电量为的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，高度，一个质量为、带电量的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为r=0.1m。（静电力常量）求：（1）小球A、B之间的库仑力F的大小；（2）桌面对小球B的支持力的大小；（3）小球运动的线速度v的大小； 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由几何关系知，A、B小球间的距离A、B球连线与竖直方向夹角。由库仑定律（2）在竖直方向，小球B的合力为0，即代入数据可得（3）库仑力的水平方向分力提供向心力代入数据可得20.质量均匀分布，长为的矩形毛巾挂在水平细杆上，处于静止状态，其底边平行于杆，杆两侧的毛巾长度比为1：3，与地面的距离为h（h>l），如图a所示。毛巾质量为m，不计空气阻力，取重力加速度为g（1）若将杆两侧的毛巾长度比改变为1：1，如图b所示，毛巾的重力势能是增加还是减少？（2）求出毛巾从图a到图b，重力所做的功；（3）若毛巾从图a状态由静止开始下滑，且下滑过程中始终保持水平，毛巾从离开杆到刚接触地面所需时间为t，求毛巾离开横杆时的速度大小以及摩擦力做的功（做功计 算结果可用表示）。【答案】（1）增加；（2）；（3），【解析】【详解】（1）毛巾从图a到图b，相当于较长的一侧最下面部分毛巾重心位置上升，故毛巾的重力势能增加。（2）由图a位置变到图b位置，重力做功的绝对值等于下面的四分之一块毛巾上升增加的重力势能，所以（3）毛巾从离开杆到刚接触地面做加速度为g的匀加速运动，设毛巾离开横杆时的速度大小为，有所以从图a状态由静止开始下滑至毛巾离开横杆时，上部四分之一毛巾下落，重力做功根据动能定理，有即 21.开普勒行星运动第三定律指出，行星绕太阳运动的椭圆轨道的正半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即，k是一个所有行星都相同的常量，将行星绕太阳的运动按圆周运动处理（1）请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G，太阳的质量为Ms。（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为，月球绕地球运动的周期为。试计算地球的质量（，结果保留一位有效数字）（3）开普勒第二定律指出，行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等。设火星公转半径为，地球公转半径为，定义“面积速度”为单位时间内扫过的面积。火星、地球公转的“面积速度”之比为多大？【答案】（1）；（2）或；（3）【解析】【详解】（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有于是有即（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由开普勒第三定律可得解得（也算对）（3）在时间t内，行星与太阳连线扫过的面积 其中v为行星运行的线速度则对于不同的公转半径、22.如图轨道系统由直轨道OB、CD、DE和圆轨道组成，圆轨道入口B与出口略有错开，可以让滑块通过圆轨道后进入延伸段后进入CD段，圆轨道与AB、CD分别在B（）、C点相切。一压缩的弹簧左端固定在位于O点的挡板上，一个质量m=1kg的小滑块（可视为质点）靠在弹簧的右端，恰好位于A点。已知轨道AB长度，CD长度，DE长，圆形轨道半径，CD与水平方向的倾角，小滑块与直轨道AB、CD、DE的动摩擦因数均为，其余轨道摩擦不计，各轨道连接部分均平滑连接。释放滑块，测得其经过F点时对轨道的作用力为5N。求：（1）滑块经过F点的速度；（2）弹簧的弹性势能；（3）要使滑块沿轨道运动且最后停留在DE平台，滑块的质量可能在什么范围内？（4）若换成的滑块，仍把弹簧压缩至A处释放，能否可通过在AB上铺设长为s=0.2m的水平传送带（传送带位置在AB之间，传送带与滑块间的动摩擦因数仍为），使滑块能恰好到达D点？如果能，求出传送带运行速度u的最小值；如果不能，试说明原因。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）不能，见解析【解析】【详解】（1）在F点，根据牛顿第二定律可得代入数据解得（2）从A点到F点，根据能量转化与守恒可得代入数据解得（3）若小球恰好能过圆轨道最高点，经过B点时的速度为，则有由机械能守恒定律解得若小球恰好能到达D点，经过B点时的速度为，则有解得若小球恰好能到达E点，经过B点时的速度为，则有解得由上可知，在B点的速度应满足 从A到B，根据能量转化与守恒可得综上可得（4）若小球恰好能到达D点，经过B点时的速度应为，则有解得铺设传送带后，若速度u很大，传送带一直对滑块做正功，这种情况系，释放后滑块到达B点的速度最大，则有解得由此可知，若换成的滑块，加装s=0.2m的水平传送带，无论传送带的速度多大，都不可能让滑块到达D点。