北京师大附中学年高一下学期期末物理试题.docx

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北京师大附中学年高一下学期期末物理试题

绝密★启用前

北京师大附中2018-2019学年高一下学期期末物理试题

试卷副标题

考试范围：

xxx；考试时间：

100分钟；命题人：

xxx

题号

一

二

三

四

总分

得分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明

评卷人

得分

一、单选题

1．下列物理量中，只有大小而没有方向的是（）

A．功B．冲量C．动量D．电场强度

2．真空中两个静止的带电小球（可看成点电荷），相距为r时相互作用力为F，若将它们之间的距离变为原来的2倍，则相互间的作用力变为（）

A．F/2B．F/4C．2FD．4F

3．如图所示，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，则（）

A．a点场强与b点场强相同

B．a点场强的大小比c点大

C．b点场强的大小比c点小

D．条件不足，无法判断a、b、c场强大小关系

4．2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），该卫星（）

A．入轨后可以位于北京正上方

B．入轨后的速度大于第一宇宙速度

C．发射速度大于第二宇宙速度

D．入轨后的加速度小于地面重力加速度

5．光滑水平面上有一静止的木块，一颗子弹以某一水平速度击中木块后没有射出，对于这个过程，下列分析正确的是（）

A．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒

B．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒

C．子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒

D．子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒

6．如图所示，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度，然后用一把直尺在P点挡住悬线，继续观察之后小球的摆动情况并分析，下列结论中正确的是（）

A．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显低于没放直尺时到达的高度

B．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显高于没放直尺时到达的高度

C．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度变大

D．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球加速度变大

7．取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们都不带电，贴在他们下部的金属箔是闭合的，如图，现把带正电荷的物体C移近导体A，有下列分析，其中正确的是（）

A．C移近导体A时可以看到A上的金属箔片张开，B上的金属箔片闭合

B．C移近导体A时可以看到B上的金属箔片张开，A上的金属箔片闭合

C．C移近导体A后再用手摸一下B，发现B上金属箔片闭合，A上金属箔片张开

D．C移近导体A后再用手摸一下A，发现A上金属箔片闭合，B上金属箔片张开

8．如图所示，O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，通过比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小来研究带电体之间的相互作用规律，关于本实验的下列说法中，正确的是（）

A．由小球受力平衡可知F＝mgtanθ，故带电小球所受力F的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ来表示

B．保持小球带电量不变，依次将小球悬挂于P1、P2、P3，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与距离成反比

C．保持小球处于位置P1，减少O所带的电荷量Q，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与O所带电荷量Q成正比

D．保持小球处于位置P1，减少小球所带的电荷量q，并保持小球和O之间的距离不变，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与小球所带电荷量q成正比

9．如图所示为等量异种电荷周围的电场线分布情况，现将一个带负电的点电荷C（图中没有画出）以一定初速度从A点释放，速度的方向沿电荷连线由A指向B，则关于C在AB之间的运动，下列分析正确的是（）

A．速度先增加后减小，加速度先减小后增大

B．速度先减小后增加，加速度先增大后减小

C．动能一直减小，电场力对C一直做负功

D．动能一直增大，电场力对C一直做正功

10．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）

A．半径越大，加速度越大B．半径越大，角速度越小

C．半径越小，周期越大D．半径越小，线速度越小

评卷人

得分

二、多选题

11．汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标，也是未来汽车发展的三大主题（安全、节能、环保）之一，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。

试验时让汽车载着模拟乘员以48.3km/h的国际标准碰撞速度驶向质量为80t的国际标准碰撞试验台。

由于障碍物是固定的，所以撞击使汽车的动量一下子变到0，其冲击力相当于以100km/h左右的速度撞向非固定物体，对该试验的下列分析，正确的是（）

A．汽车前面的发动机仓用料越坚硬、发动机仓越坚固，进行碰撞试验时模拟乘员受到的伤害就越小

B．汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力

C．相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体较安全一些

D．如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害

12．质量为m的小球从距地面高H处的A点由静止释放，经过时间t1后落入泥潭，由于受到阻力f的作用，小球又经t2时间后静止于泥潭中，已知小球在泥潭中下降的距离为h，重力加速度为g，小球刚接触泥潭的速度为v，不计空气阻力，关于小球的下落过程，下列分析正确的是（）

A．对小球自由下落的过程，由动量定理可有

B．对小球自由下落的过程，由机械能守恒可有

C．对小球进入泥潭的过程，由动能定理可有

D．对小球下落的整个过程，由动能定理可有

13．老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）

A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同

B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒

C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度

D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度

14．台球是一项富含物理知识的运动，图为运动员某次击球时的示意图，其中A为白色主球，B为目标球，运动员现欲用主球A碰撞目标球B，并将其击出并落入前方中袋C，则下列相关分析合理的是

A．击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋C

B．击球瞄准时，应使撞击时两球公切线b指向中袋C

C．通常，由于台球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析

D．由于台球和台面间有摩擦，故台球之间的碰撞过程一般不遵循动量守恒定律

第II卷（非选择题）

请点击修改第II卷的文字说明

评卷人

得分

三、实验题

15．某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。

（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.

（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：

_______.

（3）实验装置中的重锤线起什么作用？

__________.

（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。

a.为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。

（选填“>”“<”“＝”）

b.其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。

（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.

（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。

评卷人

得分

四、解答题

16．2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。

设搭载探测器的轨道舱绕月球运行半径为r，月球表面重力加速度为g，月球半径为R，引力常量为G，求：

（1）月球的质量M和平均密度ρ；

（2）轨道舱绕月球的速度v和周期T.

17．如图所示，质量为M＝4kg的小车静止在光滑水平地面上，将一个质量为m1=0.995kg并可视为质点的小木块静置在车的左端，某时刻，一颗质量为m0=0.005kg的子弹以水平速度v0=400m/s击中木块并停留在木块中没有射出，已知木块与车之间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2.

（1）求子弹击中木块后的速度v1；

（2）如果最终木块没有从小车上掉下，小车至少多长？

18．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球与右边金属板的距离为b，如图所示，重力加速度为g，求：

（1）小球带电荷量是多少？

（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？

（3）碰到金属板时的速度是多大？

19．雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关，雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g；

（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中空气阻力所做的功W。

（2）研究小组同学观察发现，下雨时雨滴的速度跟雨滴大小有关，较大的雨滴落地速度较快，若将雨滴看作密度为ρ的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力大小为f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例常数，r是球体半径。

a.某次下雨时，研究小组成员测得雨滴落地时的速度约为v0，试计算本场雨中雨滴半径r的大小；

b.如果不受空气阻力，雨滴自由落向地面时的速度会非常大，其v-t图线如图所示，请在图中画出雨滴受空气阻力无初速下落的v-t图线。

（3）为进一步研宄这个问题，研究小组同学提出下述想法：

将空气中的气体分子看成是空间中均匀分布的、静止的弹性质点，将雨滴的下落看成是一个面积为S的水平圆盘在上述弹性质点中竖直向下运动的过程。

已知空气的密度为ρ0，试求出以速度v运动的雨滴所受空气阻力f的大小。

（最后结果用本问中的字母表示）

参考答案

1．A

【解析】

【详解】

A.功，只有大小无方向，是标量，选项A符合题意；

B.冲量，既有大小又有方向，是矢量，选项B不符合题意.

C.动量，既有大小又有方向，是矢量，选项C不符合题意.

D.电场强度，既有大小又有方向，是矢量，选项D不符合题意.

2．B

【解析】

【详解】

根据库仑定律可得变化前：

，变化后有：

.

A.F/2，与结论不相符，选项A错误；

B.F/4，与结论相符，选项B正确；

C.2F，与结论不相符，选项C错误；

D.4F，与结论不相符，选项D错误；

3．B

【解析】

【详解】

A.根据点电荷电场强度的计算公式

可知，a点场强的大小和b点电场强度大小相等，但是方向不同，故A错误；

BC.a点距离点电荷的距离较c点近，则a点场强的大小比c点大，同理可知，b点场强的大小比c点大，选项B正确，C错误；

D.由以上分析可知，选项D错误.

4．D

【解析】

【详解】

A.同步卫星只能定点在赤道上空，故A错误；

B.所有卫星的运行速度都不大于第一宇宙速度，故B错误；

C.同步卫星的发射速度都要大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故C错误；

D.根据

可知，入轨后的加速度小于地面重力加速度，故D正确；

5．C

【解析】

【详解】

子弹与木块组成的系统，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒；但是子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能减小；

A.子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒，与结论不相符，选项A错误；

B.子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒，与结论不相符，选项B错误；

C.子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒，与结论相符，选项C正确；

D.子弹与木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒，与结论不相符，选项D错误；

6．D

【解析】

【详解】

AB.小球从A点开始摆动，在P点挡住摆线后，小球能继续向运动，在整个过程中机械能的总量保持不变，机械能是守恒的，小球能上升到原来的高度，故AB错误；

CD.小球到达最低点时水平方向不受力，则悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度大小不变，而半径变小，根据

可以，小球加速度变大，选项C错误，D正确.

7．C

【解析】

【详解】

AB.C移近导体A时，在A的左端感应出负电，在B的右端感应出正电，可以看到AB上的金属箔片均张开，选项AB错误；

CD.C移近导体A后，不论用手摸一下B，还是摸一下A，大地中的负电荷将被吸引移向导体，导体中的正电荷将被排斥流向大地，使得A左端带负电，B的右端不带电，即B上金属箔片闭合，A上金属箔片张开，选项C正确，D错误。

8．A

【解析】

【详解】

A.由小球受力平衡可知F＝mgtanθ，故带电小球所受力F的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ来表示，选项A正确；

B.保持小球带电量不变，依次将小球悬挂于P1、P2、P3，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F随着距离的增大而减小，但是不能说明F与距离成反比，选项B错误；

C.保持小球处于位置P1，减少O所带的电荷量Q，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F随电量Q的减小而减小，但是不能说明F与O所带电荷量Q成正比的关系，选项C错误；

D.保持小球处于位置P1，减少小球所带的电荷量q，并保持小球和O之间的距离不变，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明说明F随小球带电量的的减小而减小，但是不能说明F与小球所带电荷量q成正比，选项D错误.

9．D

【解析】

【详解】

AB.带负电荷的电荷从A点由静止释放，则所受的电场力沿AB方向，则加速度沿AB方向，速度一直变大，因场强先减小后增加，可知电场力先减小后增加，加速度先减小后增加，选项AB错误。

CD.负电荷从A到B运动时，电场力沿AB方向，一直做正功，则动能一直增加，选项D正确，C错误.

10．B

【解析】

【详解】

根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得

可得

，

，

，

.

A.半径越大，加速度越小，故A错误；

B.半径越大，角速度越小，故B正确；

C.半径越小，周期越小，故C错误；

D.半径越小，线速度越大，故D错误．

11．BCD

【解析】

【详解】

A.汽车前面的发动机仓用料越坚硬、发动机仓越坚固，进行碰撞试验时与障碍物碰撞的时间越短，根据动量定理可知F∆t=m∆v，则F越大，即模拟乘员受到的伤害就越大，选项A错误；

B.汽车发生碰撞时，在人动量变化相同的情况下，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间，根据动量定理F∆t=m∆v可知，从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力，选项B正确.

C.相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体时，作用的时间较长，则作用力较小，驾驶员就较安全一些，选项C正确；

D.如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害，选项D正确.

12．ACD

【解析】

【详解】

A.对小球自由下落的过程，小球只受重力作用，由动量定理可有

，选项A正确；

B.对小球自由下落的过程，由机械能守恒可有

，选项B错误；

C.对小球进入泥潭的过程，由动能定理可有

，选项C正确；

D.对小球下落的整个过程，由动能定理可有

，选项D正确.

13．AB

【解析】

【详解】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；

B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；

C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；

D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。

14．AC

【解析】

【详解】

AB.要使目标球B落入前方中袋C，则A球对B球的作用力方向必须要沿两球心连线方向，则击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋C，选项A正确，B错误；

C.通常，由于台球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析，选项C正确；

D.由于两球碰撞时的碰撞力远大于台球和台面间的摩擦，故可认为台球之间的碰撞过程遵循动量守恒定律，选项D错误.

15．水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点>44.80

见解析.

【解析】

【详解】

第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.

第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：

将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.

第三空.实验装置中的重锤线起的作用是：

记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；

第四空.为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；

第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。

第六空.碰前动量：

m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙cm；碰后总动量：

m1∙OM+m2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g∙cm；即

，则在误差允许的范围内，实验中两小球碰撞前后的动量守恒；

第七空.物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力--重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。

16．

（1）

，

（2）

，

【解析】

【详解】

（1）在月球表面：

，则

月球的密度：

（2）轨道舱绕月球做圆周运动的向心力由万有引力提供：

解得：

17．

（1）2m/s

（2）0.32m

【解析】

【详解】

（1）子弹击中木块的过程动量守恒：

，

解得

（2）对木块（包括子弹）和小车的系统，由动量守恒定律：

；

由能量关系：

解得：

18．

（1）

（2）

（3）

【解析】

【详解】

（1）小球受力平衡，则

解得

（2）剪断细线，则小球做匀加速直线运动，则水平方向：

，

其中

，

解得

（3）水平速度：

小球碰到金属板时的速度：

19．

（1）

（2）

，

（3）

【解析】

【详解】

（1）由动能定理：

解得：

（2）a.雨滴匀速运动时满足：

，

解得

b.雨滴下落时，做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速下落，图像如图.

（3）设空气分子与圆盘发生弹性碰撞。

在极短时间

t内，圆盘迎面碰上的气体质点总质量为：

以F表示圆盘对气体分子的作用力，对气体根据动量定理有：

F·

＝

m·2v

解得：

由牛顿第三定律可知，圆盘所受空气阻力