陕西省西安市高新第一中学2021-2022高一物理下学期期末考试试题(含解析)

陕西省西安市高新第一中学2021-2022高一物理下学期期末考试试题（含解析）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. 下列最新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 、做匀速运动的物体，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. 最新电势和电势能，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LR Sρ=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A 。

4. 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v 1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v 2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2P vB. 钢绳的最大拉力为mgC. 重物匀加速的末速度为PmgD. 重物匀加速运动的加速度为1Pg mv - 【答案】D 【解析】【详解】A.匀速阶段钢绳的拉力为2P v ，加速阶段的物体处于超重状态，刚绳的拉力大于2Pv ，所以钢绳的最大拉力大于2Pv ．故A 错误． B. 匀速阶段钢绳的拉力为mg ，加速阶段的物体处于超重状态，刚绳的拉力大于mg ，所以钢绳的最大拉力大于mg ．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v ，则有P Fv mgv =>，可得：P v mg <，所以重物匀加速的末速度小于P mg．故C 错误． D.匀加速阶段，拉力为1PF v =，根据牛顿第二定律有F mg ma -=，由以上方程解得1Pa g mv =-．故D 正确． 5. 如图，电源电动势为30 V ，内阻不计，“6 V，12 W”的灯泡与一个绕线电阻为2Ω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0.5AB. 小灯泡电阻为2ΩC. 电动机两端电压为24 VD. 电动机输出功率为48 W 【答案】C 【解析】【详解】通过电灯的电流即电路中的电流：12A 2A 6P I U ===，选项A 错误；小灯泡电阻为63Ω2U R I ==Ω=，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=I 2r =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. 1 4mgR B. 1 3mgRC. 1 2mgRD. 4πmgR【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2Qv N mg mR-=解得Q v gR 质点自P 滑到Q 的过程中，由动能定理得2f 12Q mgR W mv -=得克服摩擦力所做的功为f 12W mgR =故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

7. 质量是60kg 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1.2s ，安全带长5m ，取210 /g m s =,则安全带所受的平均冲力的大小为（ ） A. 1100N B. 600NC. 500ND. 100N【答案】A 【解析】根据v 2=2gL 得，弹性绳绷直时，工人的速度为：2gL ，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. 0.10kgB. 0.15kgC. 0.20kgD. 0.25kg【答案】B 【解析】【详解】设宇航员的速度为u ，则450.075m/s 1060x u t ===⨯ 释放m 1氧气后，则根据动量守恒有0=m 1v -(M -m 1)u代入数据得m 1=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15ΩB. 电源电动势为3.0V ，内阻为0.5ΩC. 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 1.5V U =， 1.0A I =，电阻R 的阻值为，根据1.5Ω 1.5Ω1.0U RIA 错误；B ．由图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势 3.0V E =，其斜率大小等于电源的内阻，则有3.0Ω 1.5Ω2.0U r I ∆===∆ 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U=， 1.0AI=，电源的输出功率为1.5V==⨯=1.5 1.0W 1.5WP UIC错误；D．电阻内部消耗的功率为22==⨯=P I r1 1.5W 1.5WD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3m的静止B球发生正碰。

碰后B的速度可能为（）A. 0.2vB. 0.3vC. 0.4vD. 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=mv A+3mv B由机械能守恒定律得1 2mv 2=12mv A2+12•3mv B2解得v B=0.5v则碰撞后B的速度为025v≤v B≤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0x x m m t t-=球曲球曲，得x m x m =球曲球曲，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 ．粒子的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UE d=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4SC kdεπ=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。