1、河北省石家庄市第二中学2019-2020学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）考生注意：1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间120分钟。2. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0. 5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。3. 本卷命题范围：必修2，选修31第一章、第二章，选修35动量。一、选择题：本题共14小题，每小题4分，共56分，在每小题给出的四个选项中，第110题只有一个选项正确，第1114题有多个选项正确，全
2、部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.关于开普勒三定律，下列说法正确的是（）A. 所有行星绕太阳运动的椭圆轨道没有公共的焦点B. 所有行星绕太阳运动的公转速率均保持不变C. 若木星的卫星绕木星运动的半径为R1，周期为T1，地球同步卫星绕地球运动的半径为R2，周期为T2，则D. 开普勒第三定律适用于任何行星（或卫星）绕同一中心天体的运动【答案】D【解析】【详解】A根据开普勒第一定律，太阳位于所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的焦点上，选项A错误；B根据开普勒第二定律，所有行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在靠近太阳运动时速率增加，在远离太阳运动时速率减小，选项B错误；C木星的卫星中心天体是
3、木星，而地球同步卫星的中心天体是地球，中心天体不同，则关系式不成立，选项C错误。D开普勒第三定律适用于任何行星（或卫星）绕同一中心天体的运动，选项D正确。故选D。2.如图，质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A. 小球的重力势能增加B. 拉力F所做的功为C. 拉力F所做的功为D. 绳的拉力所做的功为【答案】B【解析】【详解】小球的重力势能增加，选项A错误；由能量关系可知，拉力F所做的功等于重力势能的增量，为，选项B正确，CD错误；3.真空中两个静止的点电荷，其间距为L时，它们之间的库
4、仑力大小为F。若将这两个点电荷之间的距离增大为，并将它们的电荷量均增加为原来的2倍，则它们之间的库仑力大小变为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】根据库仑定律若将这两个点电荷之间的距离增大为，并将它们的电荷量均增加为原来的2倍，则它们之作用力变为，A正确，BCD错误。故选A。4.静止在水平地面上的平板车，当一人在车上行走时，下列说法正确的是（）A. 只有当地面光滑时，人和小车组成的系统的动量才守恒B. 无论地面是否光滑，人和小车组成的系统的动量都守恒C. 只有当小车的表面光滑时，人和小车组成的系统的动量才守恒D. 无论小车的表面是否光滑，人和小车组成的系统的动量都守恒【答案
5、】A【解析】【详解】A只有当地面光滑时，人和车组成的系统受到的外力之和才为零，系统的动量才守恒，故A正确；B如果地面不光滑，则人和车组成的系统受到的合外力不为零，则系统动量不守恒，故B错误；CD小车的表面是否光滑只影响内力，不影响外力，无论小车的表面是否光滑，若地面光滑，系统的动量守恒。若地面不光滑，则系统的动量不守恒，故CD错误。故选A。5.如图所示，一直流电动机与阻值R=10的电阻串联接在电源上。电源电动势E=36V、内阻不计，用理想电压表测出电动机两端的电压U=18V，则（）A. 电动机的内阻为10B. 通过电动机的电流为1.8AC. 电动机的内阻消耗的功率为18WD. 电动机的机械功率
6、为32.4W【答案】B【解析】【详解】AB由题意可知则电路电流电动机不是纯电阻电路，则电动机的内阻A错误，B正确；CD电动机消耗的总功率为P=IU=1.818W=32.4W而内阻消耗的功率无法确定，可知电动机输出的机械功率小于32.4W，选项CD错误。故选B。6.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若AOOB，则（）A. 星球A的角速度一定大于星球B的角速度B. 星球A所受向心力大于星球B所受向心力C. 双星的质
7、量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大D. 两星球的总质量等于【答案】D【解析】【详解】A双星围绕同一点同轴转动，其角速度、周期相等，故A错误；B双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律可知向心力大小相等，故B错误；C双星AB之间的万有引力提供向心力，有其中联立解得解得故当双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期也减小，故C错误；D根据C选项计算可得故D正确。故选D。7.“金山银山，不如绿水青山”，现在越来越多的环保新能源电动车出现我们的生活中。为了检测某款新型电动车的性能，让其由静止开始沿平直公路行驶，用仪器测得不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并绘出图象如图所示（
8、图中AB、BC均为直线，C点为实线与虚线的分界点）。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，电动车总质量为200kg，重力加速度g取10m/s2。则由图象可知（）A. 电动车在AB段做匀速直线运动，在BC段做匀加速直线运动B. 电动车行驶中所受阻力为400N，最大速度为20m/sC. BC段斜率的意义表示电动车的额定功率，大小为4000WD. 若测得BC段位移为6m，则可算得BC段经历时间为4s【答案】D【解析】【详解】A电动车AB段受到牵引力和阻力均不变，从静止开始匀加速运动；在BC段，根据可知，功率不变，则做变加速运动，选项A错误；B由图可知，电动车的最大速度为15m/s，BC段图线的斜率等于额定
9、功率，则当牵引力等于阻力时，速度最大，阻力 故BC错误；D若测得BC段位移为6m，根据动能定理 其中F1=2000N,则可算得BC段经历时间为t=4s选项D正确。故选D。8.在如图所示电路中，电源的电动势和内阻分别为E、r，定值电阻R0的阻值也为r。现将变阻器的滑片P由a向b缓慢移动，则在滑片移动过程中（）A. 电压表V1的示数一直增大B. 电压表V2的示数先增大后减小C. 电源的总功率先减小后增大D. 电源的输出功率先增大后减小【答案】C【解析】【详解】A当变阻器滑片滑到中点时，变阻器两部分并联电阻最大，所以外电路总电阻先增大后减小，故路端电压先增大后减小，即电压表V1的示数先增大后减小，选
10、项A错误；B电流电流先减小后增大，所以电阻R0两端的电压先减小后增大，故伏特表V2的示数先减小后增大，选项B错误；C根据公式P=EI可得电源总功率先减小后增大，选项C正确；D当在a端时，外电路电阻等于电源内阻，电源的输出功率最大，之后外电路电阻增大，所以电源输出功率减小，当P点位于中点时，减小到最小，之后又开始增大，所以电源的输出功率先减小后增大，选项D错误。故选C。9.在如图所示的电路中，电源的电动势和内阻以及电阻R2的阻值都恒定，当滑动变阻器R1的滑片处于某位置时，电容器C两极板间的带电油滴恰好悬浮不动。下列判断正确的是（）A. 若仅减小电容器两极板间的正对面积，油滴将向下运动B. 若仅将
11、R1滑片向右移动，油滴将向上运动C. 若仅将R1的滑片向左移动，电源的效率将增加D. 若仅将R1的滑片移动，电压表V1、V2的示数变化量的代数和总等于零【答案】B【解析】【详解】A减小两板间正对面积，电容器的板间电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，仍静止，故A错误；BR1滑动触头向右移动时，接入电路的电阻增大，电路中电流减小，内电压减小，路端电压增大，则电容器板间电压增大，板间场强增大，油滴所受的竖直向上的电场力增大，油滴将向上运动。故B正确；C同理可得，R1滑动触头向左移动时，接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，而电源的效率可知电源的效率减小，故C错误；DR1的滑动触头移动时，外电阻发
12、生变化，则路端电压随之变化，电压表V1，V2的读数之和等于路端电压，所以电压表V1，V2的读数变化量的代数和不等于零，故D错误。故选B。10.如图所示，一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动，其轨迹在纸面内，A、B、C为运动轨迹上的点。已知粒子运动到B点时，速度方向与电场线垂直，忽略空气阻力，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A. 粒子带负电B. 粒子运动到B点时，其速度最小C. 粒子在B点时的电势能最小D. 粒子在运动的过程中，电场力一直做负功【答案】B【解析】【详解】A根据粒子的运动轨迹可知，粒子所受的电场力向右，可知粒子带正电，选项A错误；BCD从A点到B点电场力做负功，动能减小，电势能增
13、大；从B到C点，电场力做正功，动能增加，电势能减小，可知在B点时动能最小，速度最小，电势能最大，选项B正确，CD错误。故选B。11.质量为M的小船静止在平静的湖面上，船头和船尾各站一位质量均为m的游泳爱好者两人分别从船头和船尾沿相反的方向跃入水中，则下列说法中正确的有A. 若两人同时以相等速率跃入水中，则船仍保持静止B. 若两人先后以相等的相对水的速率跃入水中，则船速等于零C. 若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，则船速等于零D. 无论两人如何跃入水中，船始终保持静止【答案】AB【解析】两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，开始总动量为零，不管谁先跃入水中，若两人相对水的速率相等，则有
14、：0=mv-mv+Mv，可知v=0，故A正确，B正确若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，可知两人相对水的速度大小不等，根据动量守恒知，船速不为零，故CD错误故选AB点睛：解决本题的关键掌握动量守恒定律，并能灵活运用运用动量守恒定律时注意速度的方向12.如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m=2M的小物块现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v0的初速度，下列说法正确的是A. 最终小物块和木箱都将静止B. 最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为C. 木箱速度水平向左、大小为时，小物块的速度大小为D. 木箱速度水平向右、大小为. 时，小物块的速度大小为
15、【答案】BC【解析】【详解】A系统所受外力的合力为零，系统的动量守恒，初状态木箱有向左的动量，小木块动量为零，故系统总动量向左，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终小木块和木箱相对静止，因为系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律知，最终两物体以相同的速度一起向左运动，故A错误；B规定向左为正方向，由动量守恒定律得则得最终系统的速度为：方向向左，最终小木块和木箱组成的系统损失机械能为：故B正确；C系统动量守恒，以向左为正方向，木箱速度水平向左、大小为时，由动量守恒定律得：解得：故C正确；D系统动量守恒，以向左为正方向，木箱速度水平向右，则木箱速度为，根据动量守恒
16、定律有：解得：物块与木箱相对滑动，系统机械能有损失，但根据题目所给数据可知，该过程机械能不变，不符合实际，故D错误。故选BC【点睛】小木块和木箱组成系统在光滑的平面上滑动,系统所受外力的合力为零,故系统动量始终守恒,而因为系统内部存在摩擦力,阻碍物体间的相对滑动,最终两物体应该相对静止,一起向左运动.由动量守恒求出最终共同速度,再由能量守恒求机械能的损失。13.如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极。已知卫星从北纬60的正上方按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是（）A. 该卫星的运行速度一定大于7.9km/sB. 该卫星与同步卫星的运行
17、角速度之比为8：1C. 该卫星与同步卫星的运行半径之比为1：4D. 该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能【答案】BC【解析】【详解】A根据可得因第一宇宙速度是指绕地球表面运行的卫星的速度，而该卫星的轨道半径大于地球的半径，可知该卫星的运行速度一定小于7.9km/s，故A错误；BC从北纬60的正上方按图示方向第一次运行至南纬60正上方转过的圆心角为，则周期为同步卫星的周期是24h，由得所以该卫星与同步卫星的运行半径之比由得该卫星与同步卫星的运行角速度之比为故BC正确；D由于不知道卫星与同步卫星质量关系，无法比较机械能，故D错误。故选BC。14.如图所示，斜面体固定在水平地面上，一物块静止在斜面
18、上，物块上端连接一轻弹簧，现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端，则弹簧的弹力F、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是（）（时间足够长，斜面足够长，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）A. B. C. D. 【答案】AD【解析】【详解】AB弹簧的弹力始终等于拉力F，即F=kt，故A正确，B错误；CD物块开始受到的是静摩擦力，且大小为mgsin ，方向向上，在拉力F增大的过程中，静摩擦力的大小变化满足F+Ff=mgsin 随着F的增大，静摩擦力先向上均匀减小到零，再向下均匀增大，当增大到等于最大静摩擦力时，再增大拉力，摩擦力变为滑动摩擦力，大小就保持恒定，故C错误，D正确
19、。故选AD。二、实验填空题：本题共2小题，共10分。15.某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）让一重物拉着一条纸带自由下落，通过电火花计时器在纸带上打点，然后取纸带的一段进行研究。该同学测定重物重力势能的减少量和动能的增加量时，需要用刻度尺测量这一段的_，并计算重物在这一段运动的初速度和末速度。（2）该同学计算了多组动能的变化量，画出动能的变化量与下落的对应高度的关系图象，在实验误差允许的范围内，若机械能守恒，则得到的图应是图乙中的_图。（填选项相应的字母）ABC D（3）通常情况下，由于_的影响，重物增加的动能会略小于减少的重力势能。【答案】 (1). 位移（或高度）
20、 (2). C (3). 空气阻力【解析】【详解】（1）1 验证机械能守恒定律时，由于需要测定重物重力势能的减少量和动能的增加量，要验证的表达式为，所以需要用刻度尺测量这一段的位移（或高度）。（2）2 根据机械能守恒定律有整理得即动能的增加量等于重力势能的减少量，所以与是正比例关系，C正确。（3）3 由于空气阻力的影响，机械能会有损失，所以重物减少的重力势能会略大于增加的动能。16.某同学用如图所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹；再把B球放在水
21、平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从同一位置由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，最终得到了如图所示的三个平均落点。(1)在确定落点的位置时，用尽可能小的圆把所有相同情况下某小球落点痕迹都圈在里面，其_就是该小球落点的平均位置。(2)已知A球的质量大于B球的质量，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出N点是_的落地点，M点是_的落地点。(3)若A球的质量为m1，B球的质量为m2，用图中的字母和已知物理量写出动量守恒定律的表达式为_。【答案】 (1). 圆心 (2). B球碰后 (3). A球碰后 (4). 【解析】【详解】(1)1在确定落点的位
22、置时，用尽可能小的圆把所有的小球落点痕迹都圈在里面，则圆心所在的位置就是小球落点的平均位置。(2)23P为A小球碰前的落地点，M是A球碰后的落地点，N是B球碰后的落地点。(3)4要验证的关系式是由于小球在竖直方向做自由落体，高度相同，所以在空中的运动时间相同，则两边乘以t可得则可用这段时间的位移代表速度，故验证动量守恒的表达式为三、解答或论述题：本题共4小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17.宇航员在一星球表面上的h高处，以初速度竖直向上抛出一小球，经过时间t小球落到星球表面。已知该星球的半径为
23、R，万有引力常数为G，不计星球表面上的气体阻力，则该星球表面的重力加速度和质量分别为多大？【答案】；【解析】【详解】设该星球表面的重力加速度为g，依题意有解得根据星球表面物体重力等于万有引力解得18.如图所示为一组方向未知的匀强电场的电场线，电场线与水平方向的夹角为60。将一个带电荷量C的点电荷由A点沿水平线移至B点，电场力做功J，已知A、B间的距离l=2cm，以B点为零电势点，求： (1)匀强电场的电场强度E；(2)A点的电势。【答案】(1)200V/m；(2)-2V【解析】【详解】(1)点电荷从A到B，静电力做正功，负电荷受到的电场力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上；根据题意有F=
24、qE得E=200V/m(2)A、B间的电势差因A点电势低，即V而得0+(-2V)=-2V19.两质量均为2m的劈A和B紧挨着放置，两劈的表面均为半径为R的圆周，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，如图所示。一质量为m的物块（可视为质点）位于劈A的最高点从静止滑下，然后又滑上劈B。重力加速度为g。求： (1)物块第一次离开劈A时，劈A后退的距离；(2)物块在劈B上能够达到的最大高度。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)物块第一次在劈A上滑行的过程中，设物块前进的水平距离为x1，劈A后退的距离为x2对于劈A和物块组成的系统，根据水平方向动量守恒，有并且解得(2)设物块第一次离开劈
25、A时，物块的速度大小为，劈A的速度大小为根据系统动量守恒，有根据系统机械能守恒，有解得设物块在劈B上达到的最大高度为h，此时两者的速度大小均为v根据系统动量守恒，有根据系统机械能守恒，有解得20.如图所示，倾角=的光滑斜面固定于水平地面上，其右端B与传送带平衡相接，传送带与水平面的夹角也为，其长l=4.45m。一根轻质弹簧左端固定在斜面上，质量m=1kg的滑块与弹簧右端接触但不拴接，滑块在外力的作用下压缩弹簧且静止于A处，传送带始终以v=4m/s的速率顺时针运动，现撤去外力，滑块恰能到达传送带右端C处。已知弹簧在弹性限度内，滑块到达B点前已与弹簧完全脱离，滑块与传送带间的动摩擦因数，sin=0.6，cos=0.8，g=10m/s2。求： (1)滑块到达B点时的速度大小。(2)滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q。【答案】(1)5m/s；(2)16.2J【解析】【详解】(1)由题意可知，滑块从B点运动到C点的过程分两阶段做匀减速运动，到达C点时的速度恰好为0，则有由牛顿第二定律可知加速度大小为解得，m，(2)上述两个加速度不同的减速运动过程所用的时间分别为ss两过程中滑块与传送带的相对位移大小分别为mm根据功能关系解得Q=16.2J
