2022届北京市通州区高一(下)物理期末预测试题含解析

2022届北京市通州区高一(下)物理期末预测试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．(本题9分)市场上出售的苍蝇拍，把手长50 cm的明显比30 cm的使用效果好，这是因为使用把手长的拍子打苍蝇时()
A．苍蝇看不见苍蝇拍子而易被打
B．由于拍子转动线速度大而易打到苍蝇
C．由于拍子转动角速度大而易打到苍蝇
D．无法确定
2．(本题9分)如图所示，质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出。

恰好都落在斜面底端。

不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A．小球a、b做平抛的初速度大小之比为2:1
B．小球a、b到达斜面底端时的位移大小之比为1:1
C．小球a、b运动过程中速度变化量的方向不相同
D．小球a、b到达斜面底端的速度方向与斜面的夹角相同
3．如图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。

左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，它到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。

若在传动过程中，皮带不打滑，则（）
A．a点与b点的线速度大小相等
B．a点与b点的角速度大小相等
C．b点与c点的线速度大小相等
D．a点与d点的向心加速度大小相等
4．(本题9分)两个物体做平抛运动的初速度之比为2∶1，若它们的水平射程相等，则它们抛出点离地面高度之比为（）
A．1∶2 B．1∶
C．1∶4 D．4∶1
5．(本题9分)小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是（）
A．小船要用更长的时间才能到达对岸
B．小船到达对岸的时间不变，但位移将变大
C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化
D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化
6．某人造地球卫星在近似圆轨道上运行的过程中，由于轨道所在处的空间存在极其稀薄的空气，则（）A．如不加干预，卫星所受的万有引力将越来越小
B．如不加干预，卫星运行一段时间后动能会增加
C．卫星在近似圆轨道上正常运行时，由于失重现象卫星内的物体不受地球引力作用
D．卫星在近似圆轨道上正常运行时，其速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．(本题9分)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路（）
A．充电时，通过R的电流不变
B．若R增大，则充电时间变长
C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D．若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
8．(本题9分)如图所示，绳的上端固定在O点，下端系小球P．P与斜面Q的接触面粗糙．用水平力向右推Q，使它沿光滑水平面匀速运动。

从图中实线位置到虚线位置过程中
A．摩擦力对小球P做正功
B．斜面Q对小球的弹力垂直于斜面因此对小球不做功
C．绳的拉力对小球P不做功
D．推力F对斜面做的功和小球P对斜面做的功的绝对值相等
9．(本题9分)2013年12月2日，探月工程“嫦娥三号”成功发射．“嫦娥三号”的主要任务有两个，一个是实现月面软着陆，二是实现月面巡视勘察．如图所示，设月球半径为R，“嫦娥三号”在半径为4R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动，则“嫦娥三号”（）
A．在轨道Ⅱ上的A点运行速率大于B点速率
B．在轨道Ⅲ上B点速率小于在轨道Ⅱ上B点的速率
C．在轨道Ⅰ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度
D．在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上运行的周期关系TⅠ＜TⅡ＜T III
10．(本题9分)如图所示，一束红光从空气射向折射率n=2种玻璃的表面，其中i为入射角，则下列说法正确的是（）
A．当i=45°时会发生全反射现象
B．无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°
C．当入射角的正切值tani=2，反射光线与折射光线恰好相互垂直
D．光从空气射入玻璃，速度减小
E.若将入射光换成紫光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变大
n 的激发态，当向低能级跃进时将向外11．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于4
辐射出光子，关于这些光子，下列说法正确的是()
A ．波长最小的光是由4n =能级跃迁到1n =能级产生的
B ．频率最小的光是由2n =能级跃迁到1n =能级产生的
C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D ．从2n =能级跃迁到1n =能级时只辐射特定频率的光子
12． (本题9分)起重机将质量为m 的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为3
g
，货物上升h 的过程中（已知重力加速度为g ），则（ ）
A ．货物克服重力做功mgh
B ．货物的动能增加了
2
3mgh C ．合外力对货物做功为1
3mgh
D ．货物的机械能增加了4
3
mgh
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)某实验小组要探究“功与物体速度变化的关系”，实验装置如图所示.
实验主要步骤如下：
①实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，接通电源，轻推小车，小车运动稳定后，得到的纸带应该是如图的__________（填“甲”或“乙”）；
②使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程中橡皮筋对小车做的功记为W ； ③再分别改用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次从同一位置由静止释放小车，使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W ；
④分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v 1、v 2、v 3、…．如图所示是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的__________（填“AG”或“GJ”）部分进行测量；
⑤根据实验数据，作出W－v图象，下列符合实际的图象是_________.
14．(本题9分)某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器的工作频率为50Hz．
(1)木板倾斜的目的是为了___________________．
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……：橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s．
(3)若2
图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明_________________________．
W v
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)如图，一质量m=2kg的物体静止在光滑水平面上，在方向为水平向右、大小为8N的恒力F的作用下开始运动，求物体经过3s：
（1）力F对物体所做的功；
（2）力F对物体所做功的平均功率；
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率．
16．(本题9分)如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R，两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量m，不计空气阻力，求：
(1)小球从E 点水平飞出时的速度大小；
(2)小球运动到半圆轨道的B 点时对轨道的压力； (3)小球沿翘尾巴S 形轨道运动时克服摩擦力做的功.
17． (本题9分)如图所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m ＝2.0 kg 的小物块从斜面底端以速度9 m/s 沿斜面向上运动，小物块运动1.5 s 时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R ＝1.2×103km.试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(1)该星球表面上的重力加速度g 的大小. (2)该星球的第一宇宙速度.
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．B
【解析】要想打到苍蝇，必须要提高线速度；由于苍蝇拍质量很小，故可以认为人使用时角速度一定，根据公式，提高拍头的转动半径后，会提高线速度；B 正确；ACD 错误；
故选B 。

2．D 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．因为a 、b 两球下落的高度之比为2：1，据
212
h gt
得
t =
可知a 、b ；又因为两球运动的水平位移之比为2：1，根据
0x v t
=
，故AB 错误；
B ．设斜面的倾角为θ，根据几何关系可得小球的位移为
cos x s θ
=
两小球的水平位移大小之比为2：1，故两小球的位移大小为2：1，故B 错误； C ．根据
v gt ∆=
知速度变化量的方向与重力加速度的方向相同，即竖直向下；a 、b 两球运动过程中速度变化量的方向相同，故C 错误；
D ．设小球落在斜面上时，速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则
0tan gt v α=
，0
tan 2gt
v θ= 可知
tan 2tan αθ=
因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，所以速度与水平方向的夹角为定值，假设速度与斜面的夹角为β，根据角度关系可知
αθβ=+
则a 、b 两球到达斜面底端的速度与斜面的夹角相同，故D 正确。

故选D 。

3．D 【解析】 【详解】
AB ．根据皮带传动装置的特点，首先确定b c d 、、三点处于同一个轮轴上，其角速度相同；a 、c 两点靠皮带连接，其线速度大小相等，设a 点的线速度为v 、角速度为ω，则
v r ω=
所以c 点的线速度大小为
2v r ω'=⋅
可求c 点的角速度2
ω
ω'=
，即b 点的角速度大小为
2
ω，b 点的线速度大小为2v
，故AB 错误；
C ．b 、c 两点角速度相等，而半径不相等，所以线速度不相等，故C 错误；
D ．根据向心加速度的公式可求a b c d 、、、的向心加速度分别为
21a r ω=
221
4a r ω=
2312a r ω=
24a r ω=
即a 点与d 点的向心加速度大小相等，故D 正确。

故选D 。

4．C 【解析】 【分析】 【详解】
根据平抛的位移公式，
x=v 0t ① y=
gt 2 ②
联立①②解得y=g
，即在水平射程x 相等的情况下，y 与v 02成反比，即有
==.
5．B 【解析】 【详解】
因为静水速垂直于河岸，则渡河时间t=d/v c ，水流速增大，渡河时间不变，沿河岸方向的位移增大，则最终渡河的位移变大。

故B 正确，AD 错误。

因小船船头始终垂直河岸航行，渡河时间不会随着水流速度增大而变化，故C 错误； 6．B 【解析】
试题分析：卫星本来满足万有引力提供向心力，即2
2Mm v G m r r
=，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，
提供的引力大于卫星所需要的向心力，故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，则万有引力2
Mm
F G
r ＝
会增大．故A 错误；根据万有引力提供向心力有：2
2Mm v G m r r
解得：v ，轨道高度降低，卫星的线速度增大，故动能将增大．故B 正确；失重现象卫星内的物体受地球的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，故C 错误；第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故以D 错误． 故选B.
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系，知道第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目
要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 7．BCD 【解析】
本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A 错误；当电阻R 增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B 正确；若C 增大，根据Q=CU ，电容器的带电荷量增大，选项C 正确；当电源电动势为85V 时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V 时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D 正确．
点睛：本题源自于2009年江苏高考物理卷的第5题，以闪光灯发光问题为背景考查电容器的充放电问题，解题的关键是要弄清电路的工作原理和电容器 8．ACD 【解析】 【详解】
A 、斜面对P 的摩擦力方向沿斜面向下，摩擦力与P 的位移方向夹角为锐角，所以斜面对P 的摩擦力对小球P 做正功，故选项A 正确；
B 、斜面Q 对小球P 的弹力垂直于斜面，小球速度垂直于细线，则斜面Q 对小球的弹力对小球做正功，故选项B 错误；
C 、拉力沿着绳子收缩方向，小球速度方向垂直于绳子，故绳的拉力对小球P 不做功，故选项C 正确；
D 、对斜面Q 受力分析，受推力、重力、地面对斜面Q 的支持力、小球P 对斜面Q 的压力和摩擦力，由于地面对斜面支持力和重力与斜面速度垂直不做功，根据动能定理，推力F 对斜面做的功和小球P 对斜面做的功的代数和为零，故推力F 对斜面做的功和小球P 对斜面做的功的绝对值相等，故选项D 正确。

9．BC
【解析】解:A 、在轨道II 上A 点是远月点,而B 点是近月点,从A 向B 运动引力对卫星做正功,卫星速度增大,故在A 点速率小于在B 点速率,故A 错误;
B 、在轨道II 上经过B 点时,卫星做离心运动,所需向心力大小该点万有引力,而在轨道III 上经过B 点时万有引力刚好提供圆周运动向心力,同在B 点万有引力相等,根据向心力公式 可以知道,在轨道II 上经过B 点
时的速度大所以B 选项是正确的;
C 、在A 点卫星的加速度都是由万有引力产生加速度,故同一点卫星的加速度相同,跟卫星轨道无关,所以C 选项是正确的;
D 、根据万有引力提供圆周运动向心力有 可得圆轨道的周期
可得在圆轨道I 上周
期大于圆轨道III 上的周期,故D 错误. 所以BC 选项是正确的. 10．BCD 【解析】 【详解】
A ．光线从空气进入玻璃中时，由光疏射向光密介质，不可能会发生全反射现象，选项A 错误；
B ．根据sin sin i
n r
=
当i=90°时r=45°，可知无论入射角i 为多大，折射角r 都不会超过45°，选项B 正确； C ．当反射光线与折射光线恰好相互垂直时，则
sin 2sin(90)
i
i =
-o
解得
tan 2i =选项C 正确；
D ．光从空气射入玻璃，由光疏射向光密介质，速度减小，选项D 正确；
E ．若将入射光换成紫光，则由于紫光的折射率大于红光，则在同样入射角i 的情况下，折射角r 将变小，选项E 错误。

故选BCD 。

11．AD 【解析】 【详解】 A.根据E m -E n =h
c
λ
，由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光，能量最大，波长最短，故A 正确； B.由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子能量最小，频率最小，故B 错误；
C.大量的氢原子处于n=4的激发态，可能发出光子频率的种数n=24C =1．故C 错误；
D.从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E 2-E 1=-3.4ev-（-13.1）ev=10.2ev 。

故D 正确。

12．ACD
【解析】
【详解】
A 、货物上升h 的过程中，货物克服重力做功mgh ，故A 正确。

B 、根据动能定理：动能增加量n E k =F 合h=mah=
13mgh ，故B 错误。

C 、合外力对货物做功W 合= F 合h=mah=13
mgh ，故C 正确。

D 、根据牛顿第二定律：F 拉-mg=ma ，F 拉=mg+ma=43mg ，货物增加的机械能n E 机=F 拉h=43
mgh ，故D 正确。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．乙 GJ D
【解析】
【分析】
【详解】
第一空：平衡合适的依据是小车做匀速直线运动，选择乙图
第二空：我们应测量橡皮筋做功结束以后的速度，且此时小车匀速，应选择GJ 部分
第三空：由于2W v ∝ 根据实验数据，作出W －v 图象为抛物线，D 正确
14． (1)平衡摩擦力 （2）2 （3）W 与2v 成正比．
【解析】
【详解】
(1)[1]．木板倾斜的目的是为了平衡摩擦力，让重力的分量与摩擦力抵消，小车在运动过程中合外力所做的功等于橡皮筋所做的功．
(2)[2]．第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度
2
4.0010m/s=2.0m/s 0.02
x v t -⨯== (3)[3]．若2W v -图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明W 与2v 成正比．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）144J （2）48W （3）96W
【解析】
【详解】
（1）物体的加速度 则位移 根据功的公式得：
（2）由功率公式得：
（3）3s 末的速度
由瞬时功率
得： 故本题答案是：（1）144J （2）48W （3）96W
16．（124s g R （2）2298mgs mg R +,方向竖直向下 （3）()2
416mgs mg h R R
-- 【解析】
【分析】
(1)小球从E 点飞出做平抛运动，根据高度求出运动的时间，再根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度．(2)小球从B 点运动到E 点的过程，机械能守恒，根据机械能守恒定律得求出B 点速度，在B 点，沿半径方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出轨道对球的弹力，从而根据牛顿第三定律求出小球对轨道的压力．(3)根据动能定理求出小球沿轨道运动过程中克服摩擦力所做的功．
【详解】
(1)小球从E 点水平飞出做平抛运动，设小球从E 点水平飞出时的速度大小为v E ，
由平抛运动规律得：E s v t =
2142
R gt = 联立解得：24E s g v R
=(2)小球从B 点运动到E 点的过程，机械能守恒， 根据机械能守恒定律得：2211422
B E mv mg R mv =+ 解得：2
2
88B
gs v gR R =+ 在B 点，根据牛顿第二定律得：2B v F mg m R
-=
由牛顿第三定律可知小球运动到B 点时对轨道的压力为F F '= 联立解得：2
298mgs F mg R
'=+，方向竖直向下 (3)设小球沿翘尾巴的S 形轨道运动时克服摩擦力做的功为W ，
则由动能定理:21(4)2
E mg h R W mv --= 解得：2
(4)16mgs W mg h R R
=-- 【点睛】
解决本题的关键理清运动的过程，把握每个过程和状态的规律，知道竖直平面内的圆周运动在最高点和最低点由合外力提供向心力，综合运用牛顿定律和动能定理进行解题．
17．（1）g=7.5m/s 2 （2）3×103m/s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）小物块沿斜面向上运动过程00v at =-
解得：26m/s a =
又有：sin cos mg mg ma θμθ+=
解得：27.5m/s g =
（2）设星球的第一宇宙速度为v ，根据万有引力等于重力，重力提供向心力，则有：
2
mv mg R
=
3310m/s v ==⨯。