辽宁省大连市2021-2022学年高一（下）期末物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省大连市2021-2022学年高一（下）期末物理试卷（解析版），共15页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共4-6分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1. 如图所示是利用无人机送货到家的情景，下列情况中重力对货物做正功的是（ ）
A. 无人机吊着货物悬停在空中B. 无人机吊着货物水平匀速运动
C. 无人机吊着货物竖直匀速上升D. 无人机吊着货物竖直匀速下降
【答案】D
【解析】AB．无人机吊着货物悬停在空中或水平匀速运动，在重力的方向上未发生位移，重力做功均为零，故AB错误；
CD．根据功的定义可知，无人机吊着货物竖直匀速上升，重力做负功；无人机吊着货物竖直匀速下降，重力做正功，故C错误，D正确。
故选D。
2. 2022年6月5日，我国“神舟十四号”载人飞船发射升空，此后成功与我国空间站的“天和”核心舱完成对接，将三名宇航员送入空间站。设空间站绕地球做圆周运动，对接前后空间站的轨道高度保持不变，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站在轨绕地球运行速度小于第一宇宙速度
B. 空间站对接后的运行周期大于其对接前的运行周期
C. 空间站对接后的向心加速度大于其对接前的向心加速度
D. 宇航员在空间站中处于完全失重状态，不受重力作用
【答案】A
【解析】A．由于空间站绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力
则其运行线速度为
轨道半径越大，运行速度越小，故空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；
B．空间站运行的周期为
由于空间站对接前后轨道高度保持不变，则运行周期不变，故B错误；
C．空间站运行的向心加速度为
轨道高度不变，向心加速度不变，故C错误；
D．宇航员在空间站中处于完全失重状态，所受重力完全提供其做圆周运动的向心力，故D错误。
故选A。
3. 有一条窄长小船停靠在湖边码头，某同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他首先使船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，然后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，船长为L，已知他自身的质量为m，则船的质量M为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有
Mv0=mv
即
Md=m（L－d）
解得船的质量为
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
4. 中国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的MaxiJ1820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，距离地球约10000光年。根据观测，此双星系统中的黑洞质量大约是恒星质量的16倍，可推断该黑洞与恒星的（ ）
A. 向心力大小之比为B. 周期大小之比为
C. 角速度大小之比为D. 加速度大小之比为
【答案】C
【解析】ABC．黑洞和恒星组成双星系统，根据双星系统的特点可知，黑洞与恒星的向心力都等于黑洞和恒星之间的万有引力，转动的角速度相等，根据
可知周期相等，故AB错误，C正确；
D．根据
可知黑洞与恒星加速度大小之比为
故D错误。
故选C。
5. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。在某次新车性能测试过程中，新能源汽车速度随时间变化的图像如图所示，其中t1至t2阶段汽车牵引力的功率P保持不变，t2时达到最大速度vm，该新能源汽车质量为m，所受阻力恒定不变，下列说法正确的是（ ）
A. t1~t2这段时间内牵引力保持不变
B. t1~t2这段时间内加速度保持不变
C. 0~t2这段时间内所受阻力大小为
D. 0~t2这段时间内牵引力做功大小为Pt2
【答案】C
【解析】A．t1~t2这段时间内牵引力功率P保持不变，而速度增加，根据可知，牵引力减小，故A错误；
B．t1~t2这段时间内牵引力减小，根据牛顿第二定律
可知，加速度减小，故B错误；
C．汽车匀速时，阻力与牵引力平衡，则
所受阻力恒定不变，0~t2这段时间内所受阻力大小为，故C正确；
D．0~t1这段时间内，加速度不变，则牵引力不变，而速度增加，则功率增加，故这段时间内的功率小于P，0~t2这段时间内牵引力做功大小小于Pt2，故D错误。
故选C。
6. 如图，两对等量异种点电荷固定于正方形的四个顶点上。A、B、C、D是该正方形与其内切圆的四个切点，则电场强度和电势都相同的两个点是（ ）
A. A点和C点B. B点和D点
C. A点和D点D. B点和C点
【答案】B
【解析】A．A点和C点场强相同，但是A点距离正电荷较近，C点距离负电荷较近，可知A点电势高于C点电势，选项A错误；
B．B点和D点同一等势面上，则电势相同，由对称性可知，两点场强大小相同，方向均向下，选项B正确；
C．A点电势高于D点，两点场强只是方向相同，但是大小不同，选项C错误；
D．B点电势高于C点，两点的场强只是方向相同，但是大小不同，选项D错误；
故选B。
7. 环绕探测是进行火星探测的主要方式之一、已知环绕器在距离火星表面高为的圆形轨道上运行周期为，火星半径为，万有引力常量为，则火星的质量及其表面重力加速度分别是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】环绕器绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
解得火星的质量为
物体在火星表面受到的万有引力等于重力，可得
解得火星表面重力加速度为
故选D
8. 如图所示，虚线表示某电场等势面的分布情况，一带电粒子仅在电场力作用下从A点运动到B点，实线为其运动轨迹，则在此过程中粒子（ ）
A. 带正电B. 加速度变小
C. 速度变小D. 电势能变小
【答案】BC
【解析】ACD．根据运动轨迹可以判断出粒子从A点运动到B点过程中，电场力与速度方向夹角大于90°，所以电场力对粒子做负功，由此可知粒子带负电，速度变小，电势能变大，AD错误、C正确；
B．从A点运动到B点，等势面分布变疏，所以场强变小，粒子所受电场力变小，加速度变小，B正确。
故选BC。
9. 一带正电的粒子仅受电场力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能与位移x的关系如图所示。若E为电场强度，v为粒子速度，则下列图像中合理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故
即图象上某点的切线的斜率表示电场力，可知电场力恒定不变，根据
可知电场强度恒定不变，电势能减小，电场力做正功，粒子带正电，电场强度为正，故A正确，B错误；
CD．根据
可知
可知C可能正确，D不合理。
故选AC。
10. 如图所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关，待电路稳定后，在滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 流经电阻R1的电流变大B. 流经电阻R2的电流方向向左
C. 电阻R3两端的电压变大D. 电容器C上所带的电量减少
【答案】ABD
【解析】A．由图可知，开关闭合后电阻与电阻串联在电路中，待电路稳定后，在滑动变阻器滑片向下滑动，电阻阻值减小，则根据闭合电路欧姆定律可知，串联电路中的电流变大，即流经电阻R1的电流变大，故A正确；
C．电路中电流变大，根据闭合电路欧姆定律
可知，路端电压U减小，即电阻与电阻的总电压减小，根据
可知电路中电流变大，则电阻的电压变大，则电阻的电压减小，故C错误；
BD．由图可知，电容器与并联，且电容器上极板带正电，下极板带负电。电阻的电压减小，则电容器的电压也减小，根据
可知电容器上所带的电量减少，则电容器放电，电流从电容器上极板流出经过电阻，所以流经电阻R2的电流方向向左，故BD正确。
故选ABD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。先用游标卡尺测出小球直径d，再用米尺测出光电门1和光电门2之间的距离h，然后让小球自由下落，光电计时器记录下小球通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，已知当地的重力加速度为g。
（1）用50分度的游标卡尺测量小球直径如图乙所示，此示数为___________mm；
（2）小球通过光电门1时的瞬时速度v1= ___________；
（3）如果不计空气阻力，满足关系式：___________，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。【第（2）、（3）问用题中所给物理量的符号表示】
【答案】（1） 6.26 （2） （3）
【解析】（1）用50分度的游标卡尺测量小球直径如图乙所示，此示数为
（2）小球通过光电门1时的瞬时速度
（3）小球通过光电门2时的瞬时速度
如果不计空气阻力，小球从光电门1和光电门2，若满足
即
就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
12. 某同学通过实验来测绘小灯泡的I-U图像。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约几欧姆；
电压表一个，量程0~3V，内阻约3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻约0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
（1）请在图甲中补全实验的电路图；___________
（2）图甲中开关S闭合之前，为了保证电路安全，应把滑动变阻器的滑片置于___________（选填“A”或者“B”）；
（3）实验测得小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示为___________A；
（4）测绘的小灯泡I-U图像如图丙所示，小灯泡的电阻随电压增大而___________（选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
【答案】 （1） （2）A （3） 0.42 （4）增大
【解析】（1）测绘I-U图像要求电压变化范围大，滑动变阻器采用分压式，小灯泡电阻约几欧姆，属于小电阻，采用电流表外接法，所以电路如图所示
（2）当滑动变阻器的滑片置于A端时，小灯泡两端电压为零，所以，为了电路安全，应置于A端。
（3）电流表的最小刻度为0.02A，根据读数规则，不需要向下一位估读，所以，读数为0.42A。
（4）I-U图像的点与原点连线的斜率代表电阻的倒数，随电压的升高，斜率减小，所以，电阻增大。
13. 汽车安全性能是衡量汽车品质的重要指标，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。某次测试中质量为1500kg的实验汽车在车道上加速至16m/s后撞上刚性壁障，碰后车轮被卡住，以4m/s的速度反向弹回，车滑行2m后停止，数据传感器记录此次碰撞时间为0.5s，重力加速度取10m/s2，求：
（1）碰撞过程中壁障对实验汽车的平均作用力大小；
（2）实验汽车与车道之间的动摩擦因数。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）取反弹后的速度方向为正方向，由动量定理可得
解得
（2）方法一：反弹后，由动能定理有
解得
方法二：由运动学公式有
由牛顿第二定律有
解得
14. 如图所示，真空中水平放置两个相同极板，两板相距为d，板间电压大小为U，两板间电场可看作匀强电场。两个质量均为m、带等量异种电荷的微粒a、b，以相同初速度v0分别从两板正中间沿水平方向射入电场中。微粒a恰好打到下板中央，微粒b恰好从下板右边缘射出，重力加速度为g。求：
（1）微粒a、b在电场中加速度大小之比；
（2）微粒的带电量大小；
（3）微粒b刚到下板右边缘时的速度大小。
【答案】（1）4：1；（2）；（3）
【解析】（1）设板长为l，粒子带电量为q，对a有
对b有
可解得
（2）两板间场强
对a有
对b有
可解得
（3）参考方法一：
对b由动能定理有
可解得
参考方法二：
对b有
可解得
15. 如图所示，质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上，B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=1.6m，连线PO与竖直方向夹角为60°，另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧，弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落，滑块B与小车C之间的动摩擦因数μ=0.75，g取10m/s2，A、B可视为质点，求：
（1）滑块A刚到平台上的速度大小；
（2）该过程中弹簧弹性势能的最大值；
（3）小车C的长度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）滑块A自P点滑至平台过程中，由动能定理有
解得，滑块A刚到平台上的速度大小为
（2）当A、B速度大小相等时弹簧弹性势能最大，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
带入数据联立解得，该过程中弹簧弹性势能的最大值为
（3）弹簧恢复原长时B与A分离，设分离时A的速度为，B的速度为，由动量守恒和机械能守恒有
解得
B恰好未从小车C上滑落，即B到小车C右端时二者速度相同，由动量守恒有
解得，B到小车C右端时二者相同的速度为
由能量守恒有
又
可得，小车C的长度为