2021年北京市西城区高一下学期期末物理试卷含答案.pdf

1/122021 年北京市西城区高一下学期期末物理本试卷共 7 页，共 100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分（选择题 共 48 分）一、选择题（共 16 个小题，每小题 3 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1物体做曲线运动时，下列说法中正确的是A速度大小一定是变化的B速度方向一定是变化的C合力一定是变化的D加速度一定是变化的2在国际单位制中，功和能量的单位都是焦耳(J)。焦耳与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系正确的是A1J1kgm/sB.1J1kgm/s2C1J1kgm2/sD1J1kgm2/s23.如图所示，虚线为飞机在某一平面内飞行的一段轨迹，P 是轨迹上的一点。某班同学在该平面内共画出了四种有向线段甲、乙、丙、丁，用来表达飞机经过 P 点时瞬时速度的方向，则其中正确的是A甲B乙C丙D丁4静电现象在生活中既有害，也有利。静电吸附是带电粒子受到静电场的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。下列选项中不属于静电吸附在生产技术中应用的是A静电屏蔽B静电除尘C静电喷漆D静电复印5两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为 r的两处，它们间库仑力的大小为 F。两小球相互接触后将其放回原处，则两球间的库仑力大小为A3FBFCF/3DF/26.如图所示，一个带正电的球体 M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球 N 先后挂在横杆上的P1和 P2处。调整细线长度使 M、N 的球心始终处于同一高度，当小球 N 静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为1和2（2图中未标出）。则2/12P1P21MN+A小球 N 带正电，12B小球 N 带正电，12D小球 N 带负电，127.在静电场中的某一固定点 P 处放置一个电荷量为 q 的试探电荷，其所受静电力为 F，P 点的电场强度为E.则关于 P 点的电场强度，下列说法中正确的是PA移去该试探电荷 q，P 点的电场强度变为零B移去该试探电荷 q，P 点的电场强度不改变C将试探电荷换为 2q，P 点的电场强度将变为 2ED将试探电荷换为q，P 点的电场强度 E 的方向发生改变8.下面四幅图均表示两个点电荷在真空中的空间分布情况。甲、乙两图中的电荷是等量异种点电荷；丙、丁两图中的电荷是等量同种点电荷；O点均表示两个点电荷连线的中点；a 和 b 两点关于 O 点对称。那么 a、b 两点的电场强度相同的是+Qab甲-QO+Qab乙-QO+Qab丙+QO+Qab丁+QOA甲、乙B丙、丁C甲、丙D乙、丁9.如图所示，水平放置的转盘以角速度绕圆心 O 匀速转动，质量为 m的小物块在转盘上与转盘保持相对静止并随之做匀速圆周运动。已知小物块到圆心 O 的距离为 R，与转盘间的动摩擦因数为，重力加速度为 g。关于小物块受到的摩擦力，下列说法中正确的是O3/12A其大小一定等于 m2RB其大小一定等于mgC其方向沿转盘的半径方向向外D其方向与小物块的线速度方向相反10.如图所示，摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一。坐满乘客的摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动。假设所有乘客的质量均相等，那么当摩天轮匀速转动时，关于乘客的运动，下列说法中正确的是A所有乘客的线速度都相同B所有乘客的加速度都相同C每位乘客受到的合外力大小均相等D每位乘客对座椅的压力大小均相等11.如图所示，在地面上以速度 v0斜向上抛出一个质量为 m 的物体（可视为质点），抛出后物体以速度 vt落到比地面低 h 的海平面上，若以地面为零势能的参考面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是A物体在海平面上的重力势能为 mghB物体在海平面上的机械能为12mv2tC物体在海平面上的动能为12mv02mghD物体在海平面上的机械能为12mv0212.如图所示，质量相同的三个小物块 a、b、c 处在同一高度。a 由静止开始沿光滑斜面下滑，b 做自由落体运动，c 向右以某一初速度 v0做平抛运动，三者最终都落在同一个水平面上。若不计空气阻力，下列说法中正确的是4/12v0bacA三者的运动时间都相等B三者的重力做功都相等C三者落地前瞬间，其动能都相等D三者落地前瞬间，重力的功率相等13.为纪念中国航天事业的成就，发扬航天精神，自 2016年起，将每年的 4 月 24 日设立为“中国航天日”。1970 年的这一天，中国第一颗人造地球卫星发射成功。至今中国已发射了几百颗环绕地球运行的人造地球卫星。若把人造地球卫星的运动看成匀速圆周运动，下列说法中正确的是A轨道半径大的卫星，其运行的线速度也大B轨道半径大的卫星，其运行的周期也大C轨道半径大的卫星，其运行的角速度也大D轨道半径大的卫星，其向心加速度也大14.如图所示，某同学练习定点投篮，其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上，篮球的轨迹分别如图中曲线1、2 所示。不计空气阻力，关于这两次抛出的篮球在空中的运动时间 t1和 t2，篮球撞击篮板前的瞬时速度 v1和 v2.下列说法中正确的是At1=t2Bt1 t2Cv1=v2Dv1 v215.由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行的轨迹并不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中的虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，即抛物线轨迹。O、a、b、c、d 为弹道曲线上5/12的五个点，其中 O 点为发射点，d 点为落地点，b 点为轨迹的最高点，a 点和 c点为轨迹上距地面高度相等的两个点。下列说法中正确的是A.炮弹到达 b 点时的速度为零B.炮弹到达 b 点时的加速度为零C.炮弹到达 b 点时的加速度为重力加速度 gD.炮弹经过 a 点时的速度大于经过 c 点时的速度16.如图所示，带箭头的实线表示某一静电场中的电场线分布情况。一个带电粒子在电场中仅受静电力的作用，其运动轨迹如图中的虚线所示。下列说法中正确的是ABA若粒子是从 A 运动到 B，则其速度增大B若粒子是从 A 运动到 B，则其加速度减小C不论粒子是从 A 运动到 B，还是从 B 运动到 A，粒子必带负电D若粒子是从 A 运动到 B，则粒子带正电；若粒子是从 B 运动到 A，则粒子带负电第二部分（实验、论述和计算题 共 52 分）二、实验题（共 12 分）17.利用图 1 所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有 _。（选填器材前的字母）6/12接电源纸带重锤图 1A大小合适的铁质重锤B体积较大的木质重锤C刻度尺D天平E秒表（2）图 2 是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点 A、B、C、D、E，测得 A、B、C 三点到起始点 O 的距离分别为 hA、hB、hC。已知重锤的质量为 m，当地的重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。从打下 O 点到打下 B 点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep=，动能的增加量Ek=。A图 2DCOhAhBhCBE（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是_。A释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直B做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带C为测量打点计时器打下某点时重锤的速度 v，需要先测量该点到 O 点的距离 h，再根据公式2vgh计算，其中 g 应取当地的重力加速度D用刻度尺测量某点到 O 点的距离 h，利用公式 mgh 计算重力势能的减少量，其中 g 应取当地的重力加速度（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点 O 的距离 h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度 v，通过描绘 v2-h 图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的 v2-h 图像应该是图 3 中的_。7/12Ohv2AOhBOhCOhD图 3v2v2v2（5）对于上述的实验探究方法，有的同学认为：探究机械能守恒过程的起点必须选定在纸带开始运动时的起点，即 O 点。你同意这种看法吗？如果不同意，请根据图 2 所示的纸带，给出验证机械能守恒的方法。要求：说明需要测量的物理量；给出物理量应该满足的关系式。三、论述和计算题（4 个题，共 40 分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。18.（8 分）如图所示，在水平恒力 F=8N的作用下，使质量 m=1kg 的物体由静止开始在水平面上做匀加速直线运动，经过的位移 l=2m。重力加速度g取 10m/s2。（1）若水平面光滑，请计算该过程中，拉力所做的功 WF以及物体获得的动能 Ek1分别为多少？（2）若物体与水平面间的动摩擦因数=0.1，请计算该过程中，滑动摩擦力所做的功 Wf以及物体获得的动能 Ek2分别为多少？FBv1v2FBl19.（10 分）跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员脚踏专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台 A 点处沿水平方向飞出，在斜坡 B 点处着陆，如图所示。测得 AB 间的距离为 40 m，斜坡与水平方向的夹角为 30，已知运动员及滑雪板的总质量为 70kg，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2。求:30BAv（1）运动员在空中飞行的时间 t；8/12（2）运动员从 A 点飞出时的速度大小 v0；（3）运动员在 B 点着陆时的动能 Ek。20.（10 分）2021 年 2 月 10 日 19 时 52 分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为 T，轨道半径为 r。已知火星的半径为 R，引力常量为 G，不考虑火星自转的影响。求：（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小 v；（2）火星的质量 M；（3）火星表面的重力加速度的大小 g。9/1221.（12 分）在研究某些复杂的曲线运动时，常常采用运动的合成与分解的方法。我们对于平抛运动的研究就是采用了这种方法。请应用这种思想方法，解决下面的类似问题：如图所示，内壁光滑的空心圆柱体竖直固定在水平地面上，圆柱体的内径为 R。沿着水平切向给贴在内壁左侧 O点的小滑块一个初速度 v0，小滑块将沿着柱体的内壁旋转一周经过 O1点后继续运动，最终落在柱体的底面上。已知小滑块的质量为 m，重力加速度为 g。（1）a小滑块在运动中受哪些力的作用？分析这些力是否做功？b小滑块在运动过程中机械能是否守恒？（2）根据研究平抛运动的思想方法，可以将该运动（螺旋线运动）分解为两个分运动：平行于水平面的分运动：匀速圆周运动（如上俯视平面图所示）；竖直方向的分运动为另一种基本运动。a说明分运动的线速度 v线和 v0的关系；b描述竖直方向上的分运动是什么运动？（3）a.求小滑块在柱体壁上旋转一周所用的时间 T；b.求小滑块到达 O1点时的速度大小 v1.10/122021 年北京市西城区高一下学期期末物理参考答案第一部分（选择题 共 48 分）一、选择题（共 16 个小题，每小题 3 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）第二部分（实验、论述和计算题 共 52 分）二、实验题 17（共 12 分）（1）AC2 分（2）mghB；22A8)(ThhmC2 分（3）ABD2 分（4）A2 分（5）不同意。选择纸带上的 A点为距离测量的起点，探究的物理过程是从 B 到 D，测量 B、C、D、E 各点到 A 点的距离分别为 hAB、hAC、hAD、hAE如果在误差允许范围内满足：211222BDDBvvmghmm，即：22AC2ACAEABAD8)(Thhhhhg）（那么，就可以验证该过程是机械能守恒的。4 分（注：该距离测量的起点可以有多种选择。）三、论述和计算题（4 个题，共 40 分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。18（8 分）（1）过程中拉力做功：WF=Fl=16J2 分由动能定理，物体获得的动能为：题号12345678910111213141516答案BDCACABAACDBBDDC11/12Ek1=WF=16J2 分（2）过程中摩擦力做的功：Wf=mgl=2 J2 分由动能定理，物体获得的动能为：Ek2=WF+Wf=14J2 分19（10 分）（1）运动员在竖直方向的位移大小：y=ABsin30=20m在竖直方向的分运动为自由落体运动，有：212ygt运动员在空中的飞行时间：2ytg=2s3 分（2）运动员在水平方向的位移大小：x=ABcos30=20 3m在水平方向的分运动为匀速直线运动，有：x=v0t运动员在 A 处的速度大小:v0=10 3m/s3 分（3）以 B 点为重力势能的零点，根据机械能守恒定律有：mgy+2012vkmgyEm=0+Ek运动员在 B点处着陆时的动能：Ek=24500J4 分（其它方法正确的同样赋分）20.（10 分）（1）由线速度定义可得：2vrT2 分（2）设“天问一号”的质量为 m，引力提供向心力有:rTmrmMG222）（2 分得:2324GTrM2 分（3）忽略火星自转，火星表面质量为m的物体，其所受引力等于重力2RGmMmg 2 分得：22324RTrg2 分12/1221（12 分）（1）a小滑块在运动过程中只受到支持力N和重力mg的作用。重力G做功；支持力N的方向始终和速度的方向垂直，所以不做功。3分b该运动中只有重力做功，所以小滑块的机械能守恒。1分（2）a匀速圆周运动的线速度v线和初速度v0大小相等。2分b竖直方向上的分运动是自由落体运动。2分（3）a.小滑块旋转一周所用的时间即为匀速圆周运动的时间周期:02vRT1分b.在小滑块从O点旋转到O1点的运动过程中:2112hgT根据动能定理有:221101122vvmghmm小滑块旋转到 O1点时的速度大小:222210204=vvvg R3 分（应用机械能守恒定律或速度的合成法正确的同样赋分）