西安市高新第一中学2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精陕西省西安市高新第一中学2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题含解析2019-2020学年第二学期期末考试2022届高一物理试题一、选择题（共16小题，每小题3分，共48分。1—11题为单选题，12-16题为多选题，多选对而不全2分）1.下列关于机械能守恒的说法中正确的是（）A.做匀速运动的物体，其机械能一定守恒B.物体只受重力，机械能才守恒C.做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒D.除重力做功外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒【答案】D【解析】【详解】A、做匀速运动物体，其机械能不一定守恒，如在空中匀速下降的降落伞，机械能减小,故A错误；B、机械能守恒定律的条件是只有重力或弹力做功，故B错误；C、做匀速圆周运动的物体,其机械能不一定守恒，如在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒，故C错误；D、除重力做功外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒,故D正确;2.关于电势和电势能，下列说法中正确的是（）A.在电场中，电荷具有的电势能大的地方，在该点电势就高B。在电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能C.在负的点电荷所产生的电场中某一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能D。将正电荷从无限远处移入电场中M点，电场力做正功，正电荷在M点的电势能大于零【答案】C【解析】【详解】A．在电场中,正电荷具有的电势能大的地方，在该点电势就高,选项A错误；B．在电场中的点上，若该点电势大于零，则正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；若该点电势小于零，则正电荷所具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能,选项B错误；C．在负的点电荷所产生的电场中某一点上,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能，选项C正确；D．将正电荷从无限远处移入电场中M点,电场力做正功，电势能减小，则正电荷在M点的电势能小于零，选项D错误。故选C。3.欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀；边长分别为a、b、c,且a>b〉c。电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻的阻值最小的是（)A. B.C。 D.【答案】A【解析】【详解】根据在沿着电流方向上,当导体横截面积最大且长度最短时电阻最小,可知A的电阻最小。故选A4。一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升,重物上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()A。钢绳的最大拉力为 B.钢绳的最大拉力为mgC。重物匀加速的末速度为 D。重物匀加速运动的加速度为【答案】D【解析】【详解】A。匀速阶段钢绳的拉力为，加速阶段的物体处于超重状态，刚绳的拉力大于，所以钢绳的最大拉力大于．故A错误．B。匀速阶段钢绳的拉力为，加速阶段的物体处于超重状态,刚绳的拉力大于，所以钢绳的最大拉力大于．故B错误．C。匀加速运动时，拉力大于重力,当加速阶段结束时的速度为，则有，可得：,所以重物匀加速的末速度小于．故C错误．D.匀加速阶段，拉力为，根据牛顿第二定律有，由以上方程解得．故D正确．5.如图,电源电动势为30V，内阻不计，“6V，12W”的灯泡与一个绕线电阻为的电动机串联．当电动机正常转动时，灯泡正常发光，则此时A。电路中电流为B。小灯泡电阻为C。电动机两端电压为24VD.电动机输出功率为48W【答案】C【解析】【详解】通过电灯的电流即电路中的电流：，选项A错误;小灯泡电阻为，选项B错误；电动机的电压:U电=E—U灯=30—6=24V，选项C正确；电动机消耗的总功率：P电=U电I=24×2=48W；绕线电阻的电热功率：P热=I2r=22×2=8W；电动机输出的机械功率P机=P电—P热=40W,故D错误．6。如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（）A。mgR B.mgR C.mgR D.mgR【答案】C【解析】【详解】质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得解得质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得得克服摩擦力所做的功为故C正确，ABD错误.故选C。7。质量是的建筑工人,不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来．已知安全带的缓冲时间是,安全带长，取,则安全带所受的平均冲力的大小为（）A。 B. C. D.【答案】A【解析】根据v2=2gL得，弹性绳绷直时，工人的速度为：v==10m/s，取人为研究对象，在人和安全带相互作用的过程中,人受到重力mg和安全带给的冲力F,取F方向为正方向，由动量定理得：Ft−mgt=0−(−mv),代入数据解得：F=1100N，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，安全带受到的平均冲力为：F′=F=1100N，方向竖直向下．故A正确，BCD错误．故选A8。如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A。V的读数变大，A的读数变小 B。V的读数变大,A的读数变大C.V的读数变小，A的读数变小 D.V的读数变小，A的读数变大【答案】B【解析】【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小,故路端电压增大,V的读数变大；把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大,故A错误；B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确;C．分析得V的读数变大,Ａ的读数变大，故C错误;D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误；9。一个连同装备共有100kg的宇航员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止状态.装备中有一高压气源，能以50m/s的速度喷出气体.航天员为了能在10分钟内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出气体的质量是(）A。0。10kg B。0.15kg C.0。20kg【答案】B【解析】【详解】设宇航员的速度为u，则释放m1氧气后，则根据动量守恒有0=m1v—(M-m1）u代入数据得m1=0。15kg故选B。10。如图所示的U-I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知()A。R的阻值为15B。电源电动势为3。0V，内阻为0.5C.电源的输出功率为3.0WD.电源内部消耗功率为1.5W【答案】D【解析】【详解】A．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，则有，，电阻R的阻值为，根据A错误;B．由图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻，则有B错误;C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，则有,，电源的输出功率为C错误;D．电阻内部消耗的功率为D正确。故选D。11。如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示,那么A.若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B。微粒从M点运动到N点电势能一定增加C。微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加【答案】C【解析】【详解】A、粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，合力向下，电场力可能向上而小于重力,也可能向下，故无法判断A板的带电情况，A错误；B、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点电势能可能增加，也可能减小,B错误；C、粒子在电场力和重力的合力作用下做类似平抛运动，电场力和重力的合力向下，故从M到N动能增加，C正确；D、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点过程，电场力可能做负功,也可能做正功，故机械能可能增加，也可能减少，D错误；12.质量为m，速度为v的A球跟质量为3mA.0。2v B。0。3v C.0。4v D.0。6v【答案】BC【解析】【详解】两球碰撞过程中动量守恒,以A的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得mv=(m+3m）v解得v′=0。25v如果两球发生完全弹性碰撞,由动量守恒定律得mv=mvA+3mvB由机械能守恒定律得mv2=mvA2+•3mvB2解得vB=0。5v则碰撞后B的速度为025v≤vB≤0.5v故BC正确;AD错误

故选BC.13。如图所示，小球位于光滑的曲面体顶端，曲面体位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小球沿曲面下滑的过程中,则下列说法正确的是(）A.小球与曲面体组成的系统动量守恒，机械能守恒B.曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功C。球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比D.球沿曲面体下滑过程中，球和曲面体所受合外力的冲量始终等大反向【答案】BC【解析】【分析】小球下滑过程中,系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒．只发生动能和重力势能的转化，系统的机械能守恒；根据系统水平方向动量守恒列式求解水平位移关系．结合动量定理分析．【详解】在小球沿曲面下滑的过程中，小球有竖直分加速度，系统的合外力不为零，动量不守恒．只发生重力势能与动能的转化，所以系统的机械能守恒，故A错误．曲面体对小球的作用力垂直于接触面，由于曲面向右移动，曲面体对小球的作用力与小球相对于地的速度方向成钝角，所以曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功,故B正确．取水平向左为正方向,由系统水平动量守恒得,得，即球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比，故C正确．球沿曲面体下滑过程中,球对曲面体的作用力冲量与曲面体对球的作用力冲量始终等大反向，而合外力是物体受到的所有力的合力,则球和曲面体所受合外力的冲量关系不能确定,故D错误．故选BC．【点睛】本题关键要掌握小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，由动量守恒定律分析水平位移关系．对于机械能是否守恒，可根据能量的转化情况分析．14。如图,O是一固定的点电荷，虚线a、b、c是该点电荷产生的电场中的三条等势线,正点电荷q仅受电场力的作用沿实线所示的轨迹从a处运动到b处,然后又运动到c处，由此可见（)A.O为负电荷B.在整个过程中q的速度先变大后变小C。在整个过程中q的加速度先变大后变小D。在整个过程中，电场力做功为0【答案】CD【解析】【详解】A．粒子所受合力的方向大致指向轨迹的弯曲的方向，知正电荷所受的电场力背离点电荷向外，知O为正电荷．故A错误．B．从从a处运动b处，然后又运动到c处电场力先做负功，再做正功，则动能先减小再增大，所以速度先减小再增大．故B错误．C．越靠近点电荷，电场线越密，则电荷所受电场力越大，加速度越大，则加速度先增大后减小，故C正确．D．a与c在同一个等势面上，两点间的电势差为零，根据W=qU，知电场力做功为零,故D正确．15。如图所示，平行板电容器与直流电源连接,下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将上极板竖直向上移动一小段距离，则()A.P点电势将降低B。带电油滴的电势能保持不变C。带电油滴将沿竖直方向向上运动D。电容器的电容减小,极板带电荷量减小【答案】AD【解析】【详解】A．因为电容器和直流电源相连，则极板间电压不变，间距增大，极板间电场强度减小，所以P点和下极板间的电势差减小，又下极板接地，所以P点电势减小，选项A正确；B．根据题意可知,上极板带正电，又油滴初始静止，所以可知油滴带负电,P点电势减小，因此油滴电势能增大，B错误；C．因为极板间电场强度减小，原来电场力等于重力，现在电场力小于重力，油滴向下运动,C错误；D．根据平行板电容器电容决定式可知，极板间距增大，电容减小，又电压不变，所以极板所带电荷量Q=CU减小,选项D正确。故选AD。16。如图所示，在倾角=30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0。2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0。lm。两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2.则下列说法中正确的是(）A.下滑的整个过程中A球机械能守恒B。下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒C。两球在光滑地面上运动的速度大小为D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为【答案】BCD【解析】【详解】A．在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B在水平面滑行，而A在斜面滑行时，杆的弹力对A球做功，所以A球机械能不守恒，A错误B正确；C．根据系统AB机械能守恒得

代入解得C正确；D．系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为D正确。故选BCD。二、实验题（每空2分,共16分。）17。某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率，完成下列步骤:(1）用游标卡尺测量金属圆柱体的长度，如图甲所示，其长度为______cm.（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径，如图乙所示,其直径为______mm。【答案】（1)。5。025(2).2。970【解析】【详解】（1）［1］由图甲所示可知，游标卡尺主尺示数为50mm，游标尺示数为金属圆柱体的长度为(2)［2]螺旋测微器固定刻度示数为2.5mm,游标尺示数为金属圆柱体的直径18。某实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图(甲)所示的电路图.请回答下列问题：(1)将图（乙）中实物连线按图（甲）的电路图补充完整______。(2）在实验过程中,开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最______端(填“左”或“右”）.（3）据实验测得的数据，作出该元件的I-U图线如图(丙）所示，则元件Q在U=0.8V时的电阻值是______Ω。【答案】(1）.图见解析（2).左(3）.16【解析】【详解】(1)[1]由图甲所示电路图可知，电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压接法，根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

(2）［2］为了保证电路安全，在实验过程中,开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端;

(3)[3]图像的斜率表示电阻的倒数，所以元件Q的电阻随工作电压的增大而减小，元件Q在U=0。8V时的电流为0.05A，所以Q的电阻值19。在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A．干电池一节B．电流表(量程0。6A）C．电压表(量程3V)D．开关S和若干导线E．滑动变阻器R1最大阻值20Ω，允许最大电流1AF．滑动变阻器R2最大阻值200Ω，允许最大电流0.5AG．滑动变阻器R3最大阻值2000Ω，允许最大电流0.1A（1)按图甲所示电路测量于电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选______（填“R1”、“R2”或“R（2）闭合开关，调节滑动变阻器,读取电压表和电流表的示数．用同样方法测量多组数据，描点画图，得到U-I图线如图乙所示,由此求得待测电池的内电阻r=______Ω(结果保留两位有效数字）所得内阻的测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。【答案】(1).R1(2）.1.9Ω(3).偏小【解析】【详解】（1）[1］因干电池内阻较小，滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，应选择总阻值较小的滑动变阻器；故选R1；（2）［2]根据闭合电路欧姆定律可知U=E﹣Ir则可知，图象与纵坐标的交点为电动势；图象的斜率表示内阻;所以待测电池的内电阻[3］本实验的误差来源于电压表的分流,当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同；而测量的电流值要小于真实值,故作出测量值和真实值的图象如图所示。由图象可知,电源电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，即内阻的测量值比真实值偏小.三、计算题（4小题，共36分。）20.如图所示，光滑固定坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点,此时弹簧处于自然长度．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g。（1）求弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零)；（2）当弹簧的最大压缩量为d时,若物块A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少。【答案】（1）;（2)【解析】【详解】（1）物体滑到O点时的速度大小为，由机械能守恒定律得解得v＝在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为由能量守恒定律得以上各式联立得（2)物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为由能量守恒定律得所以物块A能够上升的最大高度为21.如图所示，一质量m1＝0。45kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2＝0.5kg的小物块，小物块可视为质点，小物块与车的动摩擦因素μ=0.5，现有一质量m0＝0。05kg的子弹以水平速度v0＝100m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短．（g取10m/s2）求:（1）子弹刚刚射入小车时,小车的速度大小．（2)要使小物块不脱离小车，小车至少有的长度．【答案】(1）10m/s；（2)5m【解析】【详解】(1）子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得解得（2)三物体组成的系统动量守恒，当小物块与车共速时由动量守恒定律和动能守恒定律：得22。一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g),求：（1）匀强电场的电场强度的大小;（2）小球经过最低点时受到的拉力大小【答案】（1）（2)【解析】【详解】（1）以小球为研究对象，分析受力情况：重力mg、电场力qE、丝线的拉力FT，电场力方向必定水平向右，与电场强度方向相同,所以小球带正电荷．如图1所示．由平衡条件得：mgtan37°=qE故（2）当电场方向变为向下后，小球受到的电场力