2021-2022学年陕西省西安市长安区第一中学高二上学期期末物理试题（文科）含解析

长安一中2021-2022学年度第一学期期末考试

高二物理试题（文科）

第一部分（选择题 共69分）

一、选择题（本大题共23小题，每道小题3分，共69分。每道小题有四个选项，只有一项是正确的）。

1. 在研究下述运动时，能把物体看作质点的是 （　　）

A. 体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作

B. 研究乒乓球的旋转问题

C. 研究地球的公转周期

D. 研究一列公交车通过某站牌所需的时间

【答案】C

【解析】

【详解】A．体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作时，运动员的形状不能忽略，不能看作质点，故A错误；

B．研究乒乓球的旋转问题时，球的形状大小不能忽略，不能看作质点，故B错误；

C．研究地球的公转周期时，地球的大小和形状都可以忽略，可以看作质点，故C正确；

D．研究一列公交车通过某站牌所需的时间时，车的大小不能忽略，不能看作质点，故D错误。

故选C。

2. 下列物理量都是矢量的是（　　）

A. 路程　位移

B. 速度变化率　速率

C. 平均速率　加速度

D. 瞬时速度　速度变化量

【答案】D

【解析】

【详解】A．路程只有大小没有方向是标量，位移是矢量，故A错误；

B．速度变化率为加速度是矢量，速率只有大小没有方向是标量，故B错误；

C．平均速率只有大小没有方向是标量，加速度是矢量，故C错误；

D．瞬时速度和速度变化量都有大小和方向，均为矢量，故D正确；

故选D。

3. 如图所示，某同学沿图示路径从开阳桥出发，经西单，到达王府井．从开阳桥到西单的距离为；从西单到王府井的距离为．两段路线相互垂直．整个过程中，该同学的位移大小和路程分别为（    ）

A. 、 B. 、 C. 、 D. 、

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：位移是初位置指向末位置的有向线段，位移大小是从开阳桥指向王府井的线段长度，根据几何关系可得位移大小为5km，路程是运动轨迹的长度，即开阳桥到西单的距离加上西单到王府井的距离共计7km．选项D对．

考点：位移和路程

4. 试判断下列几个速度中哪个是平均速度

A. 子弹出枪口的速度800 m/s B. 小球第3 s末的速度6 m/s

C. 汽车从甲站行驶到乙站的速度40 km/h D. 汽车通过站牌时的速度72 km/h

【答案】C

【解析】

【详解】A．子弹出枪口的速度是研究的某一位置的速度，是瞬时速度，故A错误；

B．第3 s末是时刻，该时刻的速度表示瞬时速度，故B错误；

C．汽车从甲站行驶到乙站的速度表示一段位移内的速度，为平均速度，故C正确；

D．汽车通过站牌时的速度，是对应一个位置的速度，是瞬时速度，故D错误；

故选C。

5. 如图所示图像中，表示物体做匀速直线运动的是

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A．图象的位移随时间不变，说明物体静止，故A错误；

B．图象的斜率不变，物体的速度不变，物体做匀速直线运动，故B正确；

C．图象的斜率不断增大，物体的速度不断增大，故C错误；

D．图象的速度随时间均匀增大，物体做匀加速直线运动，故D错误；

故选B。

6. 下列几种运动中，实际中不可能存在的是（　　）

A. 物体的速率不变，但加速度不为零

B. 物体的速度越来越小，加速度越来越大

C. 物体的加速度越来越小，速度越来越大

D. 物体的加速度不变（不为零），速度也保持不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体的速率不变，但加速度不为零是可能的，例如匀速圆周运动，故A可能，不符合题意；

B．若加速度与速度反向，物体做减速运动，则加速度越来越大，速度越来越小，故B可能，不符合题意；

C．若加速度与速度同向，物体做加速运动，则加速度变小，速度越来越大，故C可能，不符合题意；

D．若加速度不为零，则速度一定发生变化，故D不可能，符合题意。

故选D。

7. 探究加速度与力、质量的关系实验中应用到的物理思想方法属于 （　　）

A. 等效替代 B. 理想实验 C. 实验归纳 D. 控制变量

【答案】D

【解析】

【详解】探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量；这种实验方法是控制变量法，故D正确，ABC错误。

8. “飞流直下三千尺，疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。若瀑布中的水下落时间是4 s，把水的下落近似简化为自由落体运动，g取10 m/s2，则下列计算结果正确的是（　　）

A. 瀑布高度大约是20 m B. 瀑布高度大约是80 m

C. 瀑布高度大约是160 m D. 瀑布高度大约是500 m

【答案】B

【解析】

【详解】根据自由落体运动规律有

所以B正确；ACD错误；

故选B。

9. 如图所示，用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子．瓶子竖直，始终处于静止状态．已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ＝0.5，则(　　)

A. 瓶子受到的摩擦力大小为40N

B. 瓶子受到的摩擦力大小为50N

C. 当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大

D. 当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．瓶子重力为40N，处于静止状态，则瓶子受到摩擦力大小等于重力，为40N．故A正确，B错误；

C．当握力再增大时，瓶子受到的重力不变，也就是摩擦力不变。故C错误；

D．当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减少，但只要瓶子仍处于静止，则摩擦力大小不变；故D错误；

故选A

10. 嫦娥四号探月过程时，把一块矿石从月球运到地球，则矿石所受重力与质量的变化是（　　）

A. 重力变小，质量变大 B. 重力变大，质量变大

C. 重力不变，质量不变 D. 重力变大，质量不变

【答案】D

【解析】

【分析】明确质量是物体本身的性质，而重力G＝mg，其大小还与重力加速度有关．

【详解】矿石从月球运到地球的过程中，其质量保持不变，但由于地球表面的重力加速度大，故重力变大，故D正确，A、B、C错误.故选D.

【点睛】本题考查质量以及重力，要注意明确重力G＝mg，g为当地的重力加速度.

11. 如图所示，在粗糙的水平地面上有质量为m的物体，连接在一劲度系数为k的轻弹簧上，物体与地面之间的动摩擦因数为μ，现用一水平力F向右拉弹簧，使物体做匀速直线运动，则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g)

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据平衡条件得：弹簧的弹力F弹=F=μmg，根据胡克定律得，F弹=kx，解得弹簧的伸长量，或．故D正确，A、B、C错误．故选D．

【点睛】本题考查了共点力平衡和胡克定律的综合，知道拉力等于弹簧的弹力、等于摩擦力的大小．

12. 如图所示，重为G的花瓶置于水平桌面上，桌面对花瓶的支持力为F1，花瓶对桌面的压力为F2，下列说法正确的是（　　）

A. F1大于F2 B. G与F2是一对平衡力

C. G与F1是一对作用力与反作用力 D. F1与F2是一对作用力与反作用力

【答案】D

【解析】

【详解】花瓶受重力和桌面的支持力作用下处于平衡状态，故与是一对平衡力；桌面对花瓶的支持力为和花瓶对桌面的压力为是一对相互作用力，大小相等，故ABC错误，D正确。

故选D。

13. 如图所示，是用平行四边形定则求力F1、F2的合力F的示意图，其中正确的是（     ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据平行四边形定则可知，以表示两分力的线段作邻边作出平行四边形，对角线即表示物体受到的合力，且合力的方向从两分力的起点指向对角线的另一端点；

A.A图与结论相符，选项A正确；

B B图与结论不相符，选项B错误；

C. C图与结论不相符，选项C错误；

D. D图与结论不相符，选项D错误；

14. 从同一高度以不同的速度水平抛出两个石子，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 质量大的先落地 B. 两个石子同时落地

C. 初速度大的先落地 D. 无法判断

【答案】B

【解析】

【详解】两个石子做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有

解得

可知从同一高度以不同的速度水平抛出两个石子，两个石子同时落地，B正确，ACD错误；

故选B。

15. 如图所示，风力发电机叶片上有a和b两点，在叶片转动时，a、b的角速度分别为ωa、ωb，线速度大小为va、vb，则(　　)

A. ωa<ωb，va=vb B. ωa>ωb，va=vb

C. ωa=ωb，va<vb D. ωa=ωb，va>vb

【答案】D

【解析】

【分析】只要理解匀速圆周运动中的线速度、角速度及周期、转速的概念及本质即可．

【详解】由于a、b两点属于同轴转动，故他们的角速度相等，即

由公式且由图可知，，所以，故D正确．

【点睛】解决本题关键理解同轴转动的物体角速度相同，根据比较两点的线速度．

16. 两个质量相等的均匀球体之间的万有引力大小为F，若将它们球心间距离增大为原来的3倍，其万有引力大小将变为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由万有引力定律的公式

得，当时

故选C。
 

【名师点睛】万有引力定律适用于质点间的相互作用，均匀球体可看做质点，直接应用万有引力定律公式计算．

17. 质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2．则

A. 落地时重力的瞬时功率为900W

B. 落地时重力的瞬时功率为450W

C. 3s内重力的平均功率为600W

D. 3s内重力的平均功率为300W

【答案】D

【解析】

【详解】A、B、物体只受重力，做自由落体运动，则3s末速度为：v=gt=10×3=30m/s，所以落地时重力的瞬时功率P=mgv=20×30m/s=600W，故A，B错误；

C、D，3s内物体下落的高度为，所以3s内重力的功率为，故C错误，D正确.

故选D.

18. 质量为m的足球在地面1位置被踢出后落到3位置，以下说法正确的是（　　）

A. 由1到3的过程中，足球的重力势能始终不变，重力始终不做功

B. 足球的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零

C. 足球重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零

D. 足球的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零

【答案】C

【解析】

【详解】由1到2的过程中，足球向高处运动，重力势能增加，重力做负功。由2到3的过程中，足球向低处运动，重力势能减少，重力做正功。由1到3的过程中，初末位置高度相同，则重力势能变化量为零，重力做功为零。故足球的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零。

故选C。

19. 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. 运行周期为24h

C. 发射速度大于第二宇宙速度

D. 入轨后的速度大于第一宇宙速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．同步卫星的轨道只能在赤道上空特定轨道，故A错误；

B．地球静止轨道卫星（同步卫星）与地球自转的周期相同，为24h，故B正确；

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．同步卫星的运行速度为3.1km/s，小于第一宇宙速度7.9km/s，故D错误；

故选B。

20. 一物体的速度为v0时，其动能为Ek，当其速度变为3v0时，其动能变为（　　）

A. 3Ek B. Ek C. Ek D. 9Ek

【答案】D

【解析】

【详解】由于

因此

故选D。

21. 真空中有两个距离保持不变的点电荷，若将它们各自的电量都增大到原来的3倍，则两电荷之间相互作用的静电力将增大到原来

A. 2倍 B. 3倍 C. 6倍 D. 9倍

【答案】D

【解析】

【详解】由库仑定律得：点电荷间的距离r保持不变，静电力与两点电荷的电量乘积成正比，每个电荷的电荷量都增大到原来的3倍，则静电力将增大到原来的9倍。
A．2倍，与结论不相符，选项A错误；

B．3倍，与结论不相符，选项B错误；   

C．6倍，与结论不相符，选项C错误；   

D．9倍，与结论相符，选项D正确；

故选D。

22. 在如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．图中A、B是在以负点电荷为圆心的同一圆周上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，选项A错误；

B．图中A、B场强方向相同，但大小不等，则电场强度不同，选项B错误；

C．图中A、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，选项C正确；

D．图中电场线的疏密表示场强的大小，两点处切线方向不同，所以A、B场强大小和方向均不同，则场强不同，选项D错误。

故选C。

23. 如图所示，将长0.20 m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直．已知磁场磁感应强度的大小为5.0×10-3T，当导线中通过的电流为2.0 A时，该直导线受到安培力的大小是(  )

A. 2.0×10－3N

B. 2.0×10－2N

C. 1.0×10－3N

D. 1.0×10－2N

【答案】A

【解析】

【详解】导体棒长为L=0.2m，磁感应强度T，电流为I=2A，并且导体棒和磁场垂直，所以导体棒受到的安培力大小为：

N=N

故选A。

第二部分（非选择题  共31分）

二、填空题（共7个空，每空1分，共7分。）

24. 某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系：

(1)电磁打点计时器接________电源(填“低压直流”、“低压交流”或“220 V交流”)．

(2)实验时，使小车靠近打点计时器，先________再________．(填“接通电源”或“放开小车”)

(3)若所接电源的频率是50 Hz，则每隔________秒打一个点．

【答案】    ①. 低压交流    ②. 接通电源    ③. 放开小车    ④. 0.02

【解析】

【分析】了解电磁打点计时器的工作电压、工作原理，实验中要先接通电源，然后释放小车．

详解】(1) 电磁打点计时器接低压交流电源；

(2) 实验时，使小车靠近打点计时器，为了充分利用纸带，所以应先接通电源再放开小车；

(3) 若所接电源的频率是50Hz，则每隔0.02秒打一个点．

25. 在“研究力的合成与分解”的实验中：

（1）某同学在水平放置的木板上垫一张白纸，并使白纸固定，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，下列关于此时应记录的数据的说法中正确的是_____

A．只需记录下此时两弹簧秤的读数F1与F2及对应的两拉力的方向

B．需记录下此时两弹簧秤的读数F1与F2、对应的两拉力的方向以及结点对应的位置O

（2）接着该同学改用一个弹簧秤来拉橡皮条，关于此时的操作及应记录的数据的说法中正确的是________

A．拉橡皮条时必须使结点与位置O重合

B．拉橡皮条时不必使结点与位置O重合

C．此时必须要记录下弹簧秤的读数F′

D．只需记录下拉力的方向而不必记录下弹簧秤的读数F′

（3）此后为了探究F1、F2与F′的关系，应作出F1、F2与F′的______。

A．力的示意图   B．力的图示

【答案】    ①. B    ②. AC    ③. B

【解析】

【详解】（1）[1]在该实验中，需要研究两个力的作用效果和一个力的作用效果是否相同，当用两根弹簧秤拉时，需记下两弹簧秤的读数F1与F2、对应的两拉力的方向以及结点对应的位置O，故B正确，A错误。

故选B。

（2）[2]当用一根弹簧秤拉时，要使得一根弹簧秤的拉力效果和两根弹簧秤的拉力效果相同，则需将结点与位置O重合，同时需记下弹簧秤的示数和方向，故AC正确，B、D错误。

故选AC。

（3）[3]在探究力的关系时，需将力的大小和方向都反映出来，所以采用力的图示法，故B正确，A错误。

故选B。

三、计算题（26题8分，27题6分，28题10分，共24分）

26. 如图所示，物体的质量m＝1.0kg，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2。若沿水平向右方向施加一恒定拉力F＝9.0 N，使物体由静止开始做匀加速直线运动，求：

（1）物体的加速度大小；

（2）3 s末物体的速度大小；

（3）3 s末撤去拉力F，物体还能运动多远？

【答案】（1）4 m/s2；（2）12 m/s；（3）14.4m

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律

F－f=ma

f=μmg=5N

则

a=4m/s2

（2）对于匀加速运动，3s末的速度

v=v0＋at=12m/s

（3）撤去拉力后的加速度大小

则物体还能滑行的距离

27. 有一个100匝的线圈，总电阻为5 Ω，在0.2s内垂直穿过线圈平面的磁通量从0.02 Wb均匀增加到0.1 Wb。问：

（1）这段时间内线圈中产生的平均感应电动势为多少伏特？

（2）通过线圈的平均感应电流为多少安培？

【答案】（1）40 V；（2）8 A

【解析】

【详解】（1）平均感应电动势

（2）由闭合电路欧姆定律得，平均感应电流

28. 如图所示，粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量m=2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB=5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2。当小物块运动到B点时撤去力F。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小物块到达B点时速度的大小；

（2）小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小；

（3）小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离。

【答案】（1）5m/s；（2）25N；（3）1.2m

【解析】

【详解】（1）设小物块到达B点时速度的大小为vB，对小物块从A到B的过程，根据动能定理有

解得

（2）设小物块运动到D点时速度的大小为vD，对小物块从B到D的过程，根据动能定理有

解得

设小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小为FN，在D点，根据牛顿运动定律有

解得

（3）小物块从离开D点到落到水平地面所经历的时间为

小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离为

x=vDt=1.2m