2022北京西城區(qū)高一下學(xué)期期末物理試題和答案

2022北京西城高一（下）期末物理第一部分一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只1.做勻速圓周運(yùn)動的物體，下列物理量中發(fā)生改變的是（）A.動能C.B.向心加速度D.頻率2.兩個質(zhì)點(diǎn)之間萬有引力的大小為F，如果將這兩個質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，那么它們之間萬有引力的大小變?yōu)镕FA.B.4FC.D.2F423.如圖照片中實(shí)線為單板滑雪大跳臺運(yùn)動員在空中的運(yùn)動軌跡，P是軌跡的最高點(diǎn)。運(yùn)動員經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度方向，圖中所示正確的是（）A.B.C.D.PD4.質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動的初速度為v，3s末時(shí)的速度為v。下列四個圖中能夠正確反映拋出時(shí)刻1s末、2s12末、末速度矢量的示意圖是（）A.B.C.D.5.把行星繞太陽的運(yùn)動看作是勻速圓周運(yùn)動，由開普勒第三定律（行星公轉(zhuǎn)半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平r32=k）和勻速圓周運(yùn)動向心加速度的大小a=r，可以推得行星繞太陽公轉(zhuǎn)的向心加方成正比，即T2T2速度的大?。ǎ〢.與行星公轉(zhuǎn)半徑成正比B.與行星公轉(zhuǎn)半徑成反比C.與行星公轉(zhuǎn)周期的平方成反比D.與行星公轉(zhuǎn)周期的三分之四次方成反比6.如圖為我國高速鐵路使用的“復(fù)興號”動車組，假設(shè)動車組運(yùn)行過程中受到的阻力與速度的平方成正比。若動車以120km/h的速度勻速行駛，發(fā)動機(jī)的功率為。當(dāng)動車以速度240km/h勻速行駛，則發(fā)動機(jī)的功率為（）A.PB.PC.PD.P7.質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)從O點(diǎn)開始運(yùn)動，其軌跡在平面直角坐標(biāo)系中的方程為y=2x，則質(zhì)點(diǎn)可能做（）A.在Ox方向上做2m/s的勻速運(yùn)動，在Oy方向做的勻速運(yùn)動B.在Ox方向上做初速度為零2m/s2的勻加速運(yùn)動，在Oy2m/s的勻速運(yùn)動C.在Ox方向上做1m/s的勻速運(yùn)動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2的勻加速運(yùn)動D.在Ox方向上做初速度為零的1m/s2的勻加速運(yùn)動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2的勻加速運(yùn)動8.地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的7倍，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動的線速度大小約為0.4km/s，地球第一宇宙速度的大小約為8，則可推得地球同步衛(wèi)星線速度的大小約為（）A.1km/sB.2km/sC.3km/sD.4km/s9.質(zhì)量為m的足球在地面1的位置以速度v被踢出后，以速度v落到地面3的位置，飛行軌跡如圖所13示。足球在空中達(dá)到最高點(diǎn)2的速度為v2，高度為h，重力加速度為。則下列說法中正確的是（）A.足球由位置1到位置，重力做功為mgh12122?21+B.足球由位置1到位置，空氣阻力做功為C.足球由位置2到位置，重力勢能減少了211232?mv2221122+2mgh?mv23?mv21D.足球由位置1到位置，外力所做的總功為2210.小祝在家?guī)蛬寢屪黾覄?wù)勞動，她在擦拭油煙機(jī)時(shí)看到了上面貼有如圖所示的銘牌。她想測算出這臺吸油煙機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。請你幫她分析一下，為達(dá)成這個目的，除了知道空氣的密度ρ，至少還應(yīng)該再去獲取的信息有（）產(chǎn)品名稱額定電壓額定頻率絕緣等級噪音吸油煙機(jī)220V~50HzE級60dB風(fēng)量13.51m3230W額定輸入總功率A.吸油煙機(jī)排風(fēng)口的直徑DB.吸油煙機(jī)內(nèi)腔的容積VC.吸油煙機(jī)排風(fēng)口D、吸油煙機(jī)內(nèi)腔的容積VD.吸油煙機(jī)的質(zhì)量M、吸油煙機(jī)底部距離地面的高度H二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0繩子的一端拴一個小球。手握繩子，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，下列四個圖可能實(shí)現(xiàn)的是（）A.B.D.C.12.太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，稱為“行星沖日”。已知地球及各地外行星繞太陽運(yùn)動的軌道半徑如下表所示。根據(jù)表中信息，可以判斷（）地球軌道半徑R1.0火星木星土星天王星海王星155.29.51930A.火星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔大于兩年B.某些地外行星一年中可能會出現(xiàn)兩次沖日現(xiàn)象C.天王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔約為土星的一半D.地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短13.如圖，某地鐵出站口設(shè)有高7.5m的步行梯和自動扶梯，步行梯每級的高度是0.15，自動扶梯與水平面的夾角為37°，并以m/s的速度勻速運(yùn)行。質(zhì)量均為50kg的甲、乙兩位同學(xué)分別從步行梯和自動扶梯的等高起點(diǎn)同時(shí)上樓，甲在步行梯上每秒上兩級臺階，乙在自動扶梯上站立不動，最后都到達(dá)同一高度的地面層。g取m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列判斷正確的是（）A.甲步行梯上用時(shí)到達(dá)地面層B.乙重力做功的功率為C.上行全過程，甲克服重力所做的功為3750JD.甲、乙同時(shí)到達(dá)地面層14.2022年第24屆冬奧會在北京張家口成功舉辦，圖甲為在張家口的國家跳臺滑雪中心“雪如意”,為跳臺滑雪的示意圖。質(zhì)量為m的運(yùn)動員從長直傾斜的助滑道的A處由靜止滑下，為了改變運(yùn)動員的速度方向，在助滑道與起跳臺D之間用一段彎曲滑道相切銜接，其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)心的圓弧，圓弧軌道半徑為RA與C的豎直高度差為H，彎曲滑道末端即起跳臺D與滑道最低點(diǎn)C的高度差為h，重力加速度為。不計(jì)空氣阻力及摩擦，則運(yùn)動員（）A.到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動能為mgH2B.C點(diǎn)對軌道的壓力大小為RC.到起跳臺D點(diǎn)的速度大小為2g(Hh)?D.從CD點(diǎn)重力勢能增加了mgH-h)第二部分三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共1615.“探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)有以下幾步。（1）用如圖甲所示豎落儀裝置探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)。用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運(yùn)動；同時(shí)B球被釋放，自由下落，做自由落體運(yùn)動。改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，發(fā)現(xiàn)：兩球總是同時(shí)落地。由此可以得到的結(jié)論是________。（2）在（）的基礎(chǔ)上，用如圖乙所示平拋儀裝置繼續(xù)探究平拋運(yùn)動的規(guī)律。得到了小球在豎直平面xOy上的一條運(yùn)動軌跡，如圖丙平面直角坐標(biāo)系中的OP曲線所示，Ox為水平方向，Oy為豎直方向。為了分析小球在水平方向是否做勻速直線運(yùn)動，下列操作正確的是_______AOP圖線上取四點(diǎn)，讓它們在y方向上的距離間隔相等，看它們在x方向上的距離間隔是否近似相等BOP圖線上取四點(diǎn)，讓它們在y方向上的距離間隔相等，看它們在x方向上的相鄰間隔的位移差是否近似相等COP圖線上取四點(diǎn)，讓它們在x方向上的距離間隔相等，看它們在y方向上的距離間隔是否近似相等DOP圖線上取四點(diǎn)，讓它們在x方向上的距離間隔相等，看它們在y方向上的相鄰間隔的位移差是否近似相等16.如圖所示，小貴利用此裝置，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”驗(yàn)。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?。?shí)（1）下列實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及操作和數(shù)據(jù)處理正確的是_________。A．還必須需要的器材有交流電源、刻度尺B．使紙帶限位孔在豎直方向，固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先釋放連接重物的紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．為測量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重物的速度v，需要先測量該點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離，再根據(jù)公式v=2計(jì)算得出（2）小貴得到如下圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取五個連續(xù)打出的點(diǎn)、、、D、，測得它們到起hhBhChDhm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，重物的質(zhì)量為，從打E始點(diǎn)O的距離分別為、、、、AEP=Ek=________。BD點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量________，動能增加量四、論述、計(jì)算題（本題共4小題，共3817.木星有4顆衛(wèi)星。若已知木衛(wèi)二繞木星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑r、木星的質(zhì)量，以及萬有引力常量G，請推導(dǎo)木衛(wèi)二繞木星運(yùn)動周期T的表達(dá)式。18.如圖，質(zhì)量為m的物體，從相對地面高度為h的A處做平拋運(yùn)動，初速度大小為v；經(jīng)過一段時(shí)間00后，物體下落到相對地面高度為hB處，速度大小為v。不計(jì)空氣阻力，選地面為重力勢能的參考tt平面。請根據(jù)“動能定理”、“重力做功與重力勢能的關(guān)系”，論證：物體在A處的機(jī)械能與在B處的機(jī)械能相等。19.如圖，對質(zhì)量為m的物體施加平行于斜面向上的恒定拉力，使物體在斜面上上升高度。已知斜面的傾角為θ，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為。（1）若使物體沿斜面勻速緩慢上升，求利用斜面將物體提升高度h的機(jī)械效率。（2）若使初速度為v的物體沿斜面勻加速上升，當(dāng)物體提升高度h時(shí)的速度為v。求這一過程拉力做的0t功。20.“天宮課堂”中有利用旋轉(zhuǎn)的方法將油水分離，化工中也常使用離心分離器，將微小顆?？焖購囊后w中沉淀析出。如圖，試管中裝有密度為的液體，內(nèi)有密度為、體積為V的微小顆粒，>。請分析：1221當(dāng)忽略重力，離心分離器帶著試管以角速度ω高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，微小顆粒為什么會在液體中“沉”到試管底部。參考答案第一部分一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只1.【答案】B【解析】【詳解】A．做勻速圓周運(yùn)動的物體，速度大小不變，所以動能不變，故A錯誤；B．做勻速圓周運(yùn)動的物體，向心加速度大小不變，方向變化，是變量，故B正確；CD．做勻速圓周運(yùn)動的物體，周期、頻率不變，是恒量，故錯誤。故選B。2.【答案】A【解析】GMmF=【詳解】根據(jù)萬有引力定律公式得，將這兩個質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，則萬有引力的r21F大小變?yōu)樵瓉淼?，故萬有引力變?yōu)椋?4FA.與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；4B.4F與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯誤；FC.與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯誤；2D.2F與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯誤；3.【答案】B【解析】【詳解】曲線運(yùn)動速度沿軌跡的切線方向，即沿方向。故選B。4.【答案】D【解析】【詳解】平拋運(yùn)動水平方向做勻速直線運(yùn)動，速度不變；豎直方向做自由落體運(yùn)動，相同時(shí)間內(nèi)速度變化量相同，故錯誤，D正確。故選D5.【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)開普勒第三定律r3=kT2可得帶入r32T=k224k2a=r=r=T2r3r2k可知，行星繞太陽公轉(zhuǎn)的向心加速度的大小與行星公轉(zhuǎn)半徑的平方成反比，故AB錯誤；CD．根據(jù)開普勒第三定律r3=kT2可得帶入r=3222213a=r=32=kT2T24T3可知，行星繞太陽公轉(zhuǎn)的向心加速度的大小與與行星公轉(zhuǎn)周期的三分之四次方成反比，故C錯誤，D正確。故選D。6.【答案】D【解析】【詳解】動車勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，有F=f=2則發(fā)動機(jī)的功率為P==3依題意，動車兩次行駛速度之比為v12=v'聯(lián)立，可得=P8P故選D。7.【答案】D【解析】【詳解】A．由軌跡方程可知在Oy方向的平均速度是Ox方向上的二倍，所以兩個方向如果做勻速直線運(yùn)動，有vy=2vx故AB．如果在Ox方向上做初速度為零的2m/s2的勻加速運(yùn)動，在Oy方向做2m/s的勻速運(yùn)動，平均速度不能保持始終是二倍的關(guān)系，故B錯誤；C．如果在Ox方向上做的勻速運(yùn)動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2的勻加速運(yùn)動，平均速度不能保持始終是二倍的關(guān)系，故C錯誤；D．如果在Ox方向上做初速度為零的1m/s2的勻加速運(yùn)動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2，則v=at=txxv=at=tyy則有vy=2vx故D正確。故選D。8.【答案】C【解析】【詳解】地球同步衛(wèi)星與在地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓運(yùn)動的物體具有相同的角速度，根據(jù)v=R可得同7R=v自R解得v=7v=2.8km/s3km/s同自故選C。9.【答案】B【解析】【詳解】A．足球由位置1到位置2，重力做負(fù)功，為G=?故A錯誤；B．由動能定理11?mgh+W=22?2122可得足球由位置1到位置2，空氣阻力做功為11W=22?+mgh2122故B正確；C．足球由位置2到位置，重力勢能減少了Ep=mgh而11E=23?22k22是動能變化量，因?yàn)橛锌諝庾枇ψ龉Γ卟幌嗟?，故C錯誤；D．足球由位置1到位置3，外力所做的總功為11W=mv23?21合22故D錯誤。故選B。10.A【解析】【詳解】想測算出這臺吸油煙機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，需要計(jì)算出吸油煙機(jī)的有用功，假設(shè)空氣在排風(fēng)管中獲得速度為v，則在一分鐘之內(nèi)排除的空氣的體積為DV=()22D是排風(fēng)口的直徑，可得13.54v=D2則在一分鐘內(nèi)吸油煙機(jī)的有用功，既空氣獲得的動能為1113.542E=2=13.5()kD222然后看可求kPt=100%其中t為一分鐘，故還需要知道吸油煙機(jī)排風(fēng)口的直徑DA正確，錯誤。故選A。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0【答案】AD【解析】【詳解】小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，繩子的張力與重力的合力必須指向圓心，AD圖所示情況，合力指向圓心，圖所示情況，合力不指向圓心，故AD正確，錯誤。故選AD。12.AD【解析】【詳解】根據(jù)開普勒第三定律有32R3地2地R=TT可得，火星的公轉(zhuǎn)周期為火33火=()地=1.5年1.84年地同理可得，木星、土星、天王星和海王星的公轉(zhuǎn)周期分別為木=5.2土=9.5天=19海=303年年年年33年年3年年如果兩次行星沖日時(shí)間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，故有t?t=地T可得，火星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為TT1.841t=火火地=年火?地1.84?1同理可得，木星、土星、天王星和海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為TT11.861t=木地=年1.04年年1.006年木木?地11.86?1TT29.281t=土土地=土?地29.28?1TT82.821t=天天地=天?地82.82?1TT164.321t=海海地=海?地164.32?1故選AD。13.ACD【解析】v=/s甲【詳解】AD．甲在步行梯上每秒上兩級臺階，則甲豎直向上的速度為，故甲在步行梯上運(yùn)動的時(shí)間為ht=甲=v甲乙沿自動扶梯上升，則扶梯的長度為則乙在自轉(zhuǎn)扶梯運(yùn)動的時(shí)間為hL==12.5m=sin37Lt=乙乙則有甲t=乙故AD正確；B．乙克服重力做功的功率為P=mgvsin37=150W乙乙故B錯誤；C．上行全過程，甲克服重力所做的功為G=mgh=3750J故C正確。故選ACD。14.AC【解析】【詳解】AA到C機(jī)械能守恒，則到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動能為EkmgH選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)1=mgH2C2v2CRC?=m解得2C=+R則到達(dá)C點(diǎn)對軌道的壓力大小為2mgHF=+'CR選項(xiàng)B錯誤；CA到D由機(jī)械能守恒定律1mg(H?h)=2D2解得到起跳臺D點(diǎn)的速度大小為選項(xiàng)C正確；vD=2g(H?h)DCD點(diǎn)重力勢能增加了mgh，選項(xiàng)D錯誤。故選AC。第二部分三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共1615.【答案】①.平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動.D【解析】）[1]兩球總是同時(shí)落地，而時(shí)間是由豎直方向的高度決定，則兩球在豎直方向上的高度相等，由此可以得出的結(jié)論平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動；（2）[2]在OP圖線上取四點(diǎn)，讓它們在x方向上的距離間隔相等，根據(jù)x=0t因平拋初速度不變，則時(shí)間t相等，而平拋運(yùn)動在y方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，則相鄰間隔的位移差近似相等，即可驗(yàn)證。故選D。mmg(h?h)(h?h)2?(h?h)216.【答案】①.AB##BA.③.DB2ECCAT【解析】）[1]A．還必須需要的器材有交流電源給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供交流電壓和刻度尺用來測量點(diǎn)跡間的距離。故A正確；B．使紙帶限位孔在豎直方向，固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可以減小實(shí)驗(yàn)過程中紙帶所受摩擦阻力。故B正確；C．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放連接重物的紙帶。故C錯誤；D．由于實(shí)驗(yàn)過程中不可避免地存在阻力作用，重錘的實(shí)際加速度小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，所以?yīng)該利用v勻變速直線規(guī)律中的平均速度等于中間時(shí)刻的速度來求打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度D錯誤。故選AB。（2）從打B點(diǎn)到打D點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量為E=mg(h?h)PDB[3]根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)刻的速度，可得C?hTAE?hCvB=v=D，T動能增加量為解得11E=2D?2Bk22mEk=(Eh)?2??2(Ch)2CAT四、論述、計(jì)算題（本題共4小題，共382r317.【答案】T=GM【解析】【詳解】木衛(wèi)二繞木星做勻速圓周運(yùn)動，根