2023北京石景山高二（上）期末物理（教师版）

2023北京石景山高二（上）期末

物    理

第一部分

如图所示，一柄汽车在平直公路上运动，从某时刻开始计时，汽车在第1s、第2s、第3s内前进的距离分别是5.4m、7.2m、9.0m。

1. 下列物理量中，用来描述汽车运动快慢的是（　　）

A. 位移 B. 时间 C. 速度 D. 加速度

2. 汽车在第1s内的平均速度大小为（　　）

A. 1.8m/s B. 5.4m/s C. 7.2m/s D. 9.0m/s

3. 某同学根据题目所提供的信息，猜想汽车在这3s内做匀加速直线运动。如果他的猜想是正确的，可进一步推断汽车所受的合力（　　）

A. 保持不变 B. 越来越大 C. 越来越小 D. 先变大后变小

如图所示，网球运动员将网球沿水平方向击出，网球越过球网落到对方场地。已知网球被击出时距地面的高度为1.8 m。重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。据此完成下题。

4. 以地面为参考系，网球沿水平方向被击出后，在空中做（  ）

A. 平抛运动 B. 自由落体运动

C. 匀速直线运动 D. 匀减速直线运动

5. 网球从被击出到落地所用时间为（  ）

A. 0.2 s B. 0.4 s

C. 0.6 s D. 0.8 s

6. 从被击出到落地的过程中，网球的（  ）

A. 动能逐渐减小 B. 动能保持不变

C. 机械能逐渐变大 D. 机械能保持不变

请阅读下述文字完成下列3小题

如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、。

7. 关于、、的比较，下列说法正确的是（　　）

A.  B.

C.  D. ，

8. 把带正电的点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，该点电荷所受的静电力（　　）

A. 越来越大 B. 越来越小

C. 保持不变 D. 先变大后变小

9. 关于、、的比较，下列说法正确的是（　　）

A. ， B.

C.  D.

2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，卫星在一定高度处静止不动。已知地球半径为，“高分十三号”卫星轨道半径为。

10. 地球自转的周期为，“高分十三号”卫星运动的周期为，则（　　）

A.  B.  C.  D.

11. 赤道上某点随地球自转的线速度大小为，高分十三号卫星运动的线速度大小为，则为（　　）

A.  B.  C.  D.

12. 场是一种客观存在的物质，卫星与地球之间的万有引力是通过引力场发生的。与电场强度类似，可以引入引力场强度来描述引力场的强弱。若地球质量为M，卫星质量为m，则“高分十三号”卫星在运动过程中，所经各点的引力场强度的大小（　　）

A. 与M、m都有关 B. 与M有关，与m无关

C 与M、m都无关 D. 与M无关，与m有关

13. 如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡．如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，那么这四个力的合力的方向

A. 指向F2和 F3之间

B. 指向F3和 F4之间

C. 指向F4和 F5之间

D. 与撤去的F1方向相同

14. 如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ．若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为

A. G B. Gsinθ C. Gcosθ D. Gtanθ

15. 某同学利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F—t图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）

A. 木板一定需要始终做匀速运动

B. 物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为2.0N

C. 物块一直没有运动，始终受到静摩擦力作用

D. 在2.4~3.0s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力

16. 在高中物理中，我们会遇到许多不同的物理概念和科学方法，这些概念和方法对我们认识自然规律会有很大帮助。自然界中某个物理量D的变化可记为，发生这个变化所用的时间间隔可以即为；变化量与之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。在运动学有时也可引入“加速度的变化率”来表示加速度对时间变化的快慢。如图所示，表示某一物体做直线运动时的图像。下列表述中正确的是（　　）

A. “加速度的变化率”的单位应该是

B. “加速度的变化率”为0的运动是匀速直线运动

C. 由图像可知，在前2s内该物体做匀减速直线运动

D. 由图像可知，在前2s内该物体的速度变化量为4m/s

17. 如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 静电力做正功

B. 重力和静电力的合力做负功

C. 重力势能的减少量大于电势能的增加量

D. 重力势能的减少量小于动能的增加量

18. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后（　　）

A. 通过电源的电流为零 B. 定值电阻两端的电压等于E

C. 电路消耗的电功率等于 D. 电容器所带电荷量为

19. 如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b、d两点位于MN上。以下判断正确的是（　　）

A. 点场强大于点场强

B. 点电势小于点电势

C. 两点间的电势差等于两点间的电势差

D. 试探电荷在点的电势能小于在点的电势能

20. 某数码相机的锂电池电动势为7.2V，容量为875mA·h，能连续拍摄约315张照片。根据以上信息估算每拍摄一张照片消耗的电能最接近以下哪个数值（　　）

A. 0.02J B. 20J C. 70J D. 7×104J

第二部分

21. 某同学用图加所示的装置做“探究弹簣弹力与形变量的关系”的实验。

实验中，他将弹簧一段悬挂在铁架台上，另一端用来挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长量x。并将数据填在下面的表格中，实验过程中，弹簧始终在弹性限度内。

（1）在图乙所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簀弹力F与弹簧伸长量x对应的数据点，但是漏掉了第4次测量的点。在图乙中，请把第4次测量的数据点用“+”在坐标纸中描绘出来，并作出图像_____。

（2）根据上述实验过程，对实验数据进行分析可知，下列说法正确的是________（选填选项前的字母）。

A．弹簣弹力大小与弹簧的总长度成正比

B．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比

C．该弹簧的劲度系数约为25N/m

D．该弹簧的劲度系数约为2500N/m

（3）类比是科学研究中的重要方法，常常能帮助我们通过已知去了解未知。在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图像中，我们知道图线与水平坐标轴围成的面积的物理意义表示位移，经过类比思考，我猜测（1）问中图像中图线与x坐标轴围成的面积的物理意义是________。

22. 如图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中，电压表的示数为10.0V，电流表的示数为0.50A，根据测量数据可计算出电阻Rx=_________Ω。若仅考虑电压表内阻的影响，实验中电流表的测量值_________（选填“大于”或“小于”）通过电阻Rx的电流。

23. 某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时电磁打点计时器应接_________（选填“直流”或“交流”）电源。某次实验中，得到如图所示的一条点迹清晰的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重物的质量为m，重力加速度为g。在打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量_________。

24. 如图所示，用F=5.0N的水平拉力，使质量m=1.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：

（1）物体运动的加速度大小a；

（2）物体在前2.0s内运动的位移大小x。

25. 概念和规律是物理学知识的重要组成部分，对概念和规律的准确理解和表述是我们学好物理的有效途径。

（1）一物体以初速度，加速度为a，做匀变速直线运动。根据匀变速直线运动和加速度的定义，推导匀变速直线运动的速度，与时间t关系的公式。

（2）“重力”是个基本的物理概念，请用科学的语言写出“重力”的定义以及“重力的方向”的表述。

26. 如图所示，电荷量的试探电荷放在匀强电场中的A点，受到的静电力大小。

（1） 求该匀强电场电场强度大小E。

（2）若将该试探电荷取走，匀强电场的电场强度是否发生变化？请说明理由。

27. 如图所示，显像管中有一电子枪，工作时它能发射高速电子。从灯丝逸出的电子（初速度可视为0），经M、N板间电压为U的电场加速后，形成高速电子流。已知电子的电荷量为e。忽略电子间的相互作用及电子所受的重力。

（1）求电子从N板射出时的动能Ek；

（2）若保持电压U不变，只增加M、N两板间的距离，电子从N板射出时的动能是否改变？请说明理由。

28. 斜面是一种简单机械，战国时期墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在高一年级劳动实践活动课中，小明到物理实验室帮老师整理和搬运实验器材，一些放置实验器材的箱子经常需要通过斜面进行搬运。如图甲所示，倾角为的斜面放置在水平面上，质量为m的箱子在斜面上正好能匀速下滑。已知在箱子的各种运动中，斜面始终保持静止。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g）。

（1）求箱子与斜面间的动摩擦因数。

（2）如图乙所示，若用水平推力推着箱子沿斜面匀速上升，求推力的大小。

（3）如图丙所示，为了能用最小力就能拉着箱子沿斜面匀速上升，小明在箱子的同一作用点尝试了各个方向的拉力。请进行理论分析，说明最小拉力F的大小及方向。（备注：结果可以用分数和三角函数表示）

参考答案

第一部分

【答案】1. C    2. B    3. A

【解析】

【1题详解】

描述汽车运动快慢的物理量是速度。

故选C。

【2题详解】

由题意知，汽车在第1s内的平均速度大小为

故选B。

【3题详解】

若该同学猜想是正确的，即汽车在这3s内做匀加速直线运动。则汽车加速度恒定不变，由可知，汽车所受合力保持不变。

故选A。

【答案】4. A    5. C    6. D

【解析】

【4题详解】

以地面为参考系，网球沿水平方向被击出后，只受重力作用，则网球在空中做平抛运动。

故选A。

【5题详解】

根据平抛运动规律，则有

代入数据解得

t=0.6s

故选C。

【6题详解】

AB．从被击出到落地的过程中，重力做正功，根据动能定理可知，网球的动能不断增大，故AB错误；

CD．从被击出到落地的过程中，由于只有重力做功，故网球的机械能不变，故C错误，D正确。

故选D。

【答案】7. A    8. B    9. D

【解析】

【7题详解】

根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，则

故选A。

【8题详解】

电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，a点处电场线最密，c点电场线最稀疏，故a点的电场强度最大，c点电场强度最小，即

由

知

故选B。

【9题详解】

由于沿电场线电势降低，结合图示可知

故选D。

【答案】10. C    11. A    12. B

【解析】

【10题详解】

由于同步卫星“高分十三号”相对于地面静止，所以“高分十三号”卫星运动的周期等于地球自转的周期，即

T2=T1

故选C；

【11题详解】

由于赤道上某点与同步卫星“高分十三号”的角速度相同，设为ω，已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2。则

故选A；

【12题详解】

设卫星所经各点引力场强度的大小为E，“高分十三号”卫星轨道半径为r2，“高分十三号”卫星所受的引力大小

解得，引力场强度大小

则E与M有关，与m无关。

故选B。

13. 【答案】B

【解析】

【详解】根据共点力的平衡条件可知其余四个力的合力定与F1等大反向，所以这四个力的合力方向与F1方向相反，大小也为F1；如图所示

故选B。

14. 【答案】A

【解析】

【详解】人受多个力处于平衡状态，人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力，根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值，反向，即大小是G，故选项A正确．

【点睛】人受多个力处于平衡状态，合力为零．人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力．根据平衡条件求解．

15. 【答案】B

【解析】

【详解】A．木板的运动状态对物块与木板之间的摩擦力没有影响，A错误；

B．由图乙可知，物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为2.0N，B正确；

C．当木板运动时，木板与物块发生相对滑动，产生滑动摩擦力，C错误；

D．由图乙可知，在2.4~3.0s时间内，外力克服最大静摩擦，物块与木板之间的摩擦力保持不变，是滑动摩擦力，D错误。

故选B。

16. 【答案】D

【解析】

【详解】A．加速度的变化率可表示为，故单位应该是，A错误；

B．“加速度的变化率”为0时，表示物体的加速度保持不变，若不为零，是匀变速直线运动，B错误；

D．图线与横轴所围的面积表示速度的变化量，即在前2s内该物体的速度变化量为4m/s，D正确；

C．由于初速度未知，无法确定物体是否做减速运动，加速度在不断变小，不可能是匀变速直线运动，C错误。

故选D。

17. 【答案】C

【解析】

【详解】A．由于下极板带负电，带负电的油滴受电场力向上，因此静电力做负功，A错误；

B．由于向下加速运动，合力向下，因此重力和静电力的合力做正功，B错误；

C，重力做正功等于重力势能的减小量，电场力做负功等于电势能的增加量，由于重力大于电场力，因此重力做的功大于电场力做功，即重力势能的减少量大于电势能的增加量，C正确；

D．根据能量守恒，减小的重力势能一部分增加了电势能，一部分增加了油滴的动能，因此重力势能的减少量大于动能的增加量，D错误。

故选C。

18. 【答案】D

【解析】

【详解】A．闭合开关，待电路稳定后，由于电源与电阻R构成一个闭合电路，故通过电源的电流不为零，故A错误；

B．定值电阻R的两端电压就是电源的路端电压，由于有内电压，所以定值电阻两端的电压不等于电源的电动势，而是，故B错误；

C．电路消耗的电功率是指总电功率，即为

故C错误；

D．根据电容的公式，故电容器所带电荷量为

故D正确。

故选D。

19. 【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由电场线分布可知等量异种电荷连线的中垂线上，中点的场强最大，点场强小于点场强，故A错误；

B．等量异种电荷连线的中垂线是等势面，b点电势等于d点电势，故B错误；

C．由对称性知a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故C正确；

D．a点的电势高于c点的电势，由Ep=q知试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，故D错误。

故选C。

20. 【答案】C

【解析】

【详解】锂电池储存的电量

锂电池储存的电能

每拍摄一张照片消耗电能

C正确，ABD错误

故选C。

第二部分

21. 【答案】    ①.     ②. BC##CB    ③. 功（弹簧弹力做的功）

【解析】

【详解】（1）[1]图像如下所示

（2）[2] AB．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比弹。故A错误，B正确；

CD．由图像可知，图像的斜率即为弹簧的劲度系数，即

故C正确，D错误。

故选BC。

（3）[3]图像中图线与x坐标轴围成的面积为

根据功的定义可知，力与力方向上位移的乘积等于功，即图像的面积表示弹力所做的功。

【点睛】描点画图时直线穿过尽可能多的点，对于图像斜率和面积的含义，可以推导出对应的表达式，再结合相关的物理量的定义进行判断其所表达的意义。

22. 【答案】    ①. 20    ②. 大于

【解析】

【分析】

【详解】[1]由欧姆定律可得

[2]由于电压表的分流作用，使电流表的测量值大于通过电阻Rx的电流。

23. 【答案】    ①. 交流    ②. mghB

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]实验时电磁打点计时器应接交流电源。

(2)[2]在打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量

24. 【答案】(1)；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据牛顿第二定律

(2)前2.0s内物体位移的大小

25. 【答案】（1）；（2）重力的定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，重力的方向：竖直向下（垂直水平面向下）

【解析】

【详解】（1）沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动，根据加速度的定义，加速度

则匀变速直线运动速度与时间关系的公式为

（2）重力的定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力（“重力就是地球对物体的吸引力”）

重力的方向：竖直向下（垂直水平面向下）

26. 【答案】（1）；（2）电场强度不变，匀强电场的场强由场源决定，与试探电荷无关，场源不变，匀强电场的电场强度不变。

【解析】

【详解】（1）根据场强的定义, 该匀强电场的电场强度大小

（2）将该试探电荷取走，匀强电场的电场强度不变，匀强电场的场强由场源决定，与试探电荷无关，场源不变，匀强电场的电场强度不变。

27. 【答案】（1）；（2）动能不变，理由见解析

【解析】

【详解】（1）电子加速运动的过程中，根据动能定理

（2）根据，电子从N板射出时的动能与两板间的电压U和电子电荷量e有关，与两板间距离无关。

28. 【答案】（1）；（2）；（3），该力的方向右向上，与斜面x轴方向夹角为37°，与水平方向夹角为74°。

【解析】

【详解】（1）根据情况，建立如图所示的正交坐标系，对木块进行受力分析，受力示意图如下所示

根据平衡条件，木块在y方向有

在x方向有

由于木块受到摩擦力为滑动摩擦力，故有

联立解得

（2）根据情况，建立如图所示的正交坐标系，对木块进行受力分析，受力示意图如下所示

根据平衡条件，木块在y方向有

在x方向

联立解得

（3）方法一：如图所示，根据重力和拉力与斜面对木块作用力的合力的反作用力构成的封闭三角形，可得出示意图如下

设摩擦力与支持力的夹角α，根据

可知摩擦力与支持力的夹角α恒为37°，即摩擦力与支持力的合力方向始终不变。根据受力示意图分析可知，当F2与拉力与斜面对木块作用力的合力的反作用力垂直时，拉力F2最小，此时重力与摩擦力和支持力合力的夹角β为

故根据力的关系有

即该力的方向右向上。与斜面夹角为37°，与水平方向夹角为74°

方法二：如图所示，设拉力F与斜面成的角度为a

根据平衡条件，木块在y方向有

即

（1）

在x方向有

（2）

将（1）式代入（2）式，可得

即

得

为了使得F达到最小值，应令取得最大值，即

由此推出：当时，拉力可取得最小值

该力的方向右向上，与斜面x轴方向夹角为37°，与水平方向夹角为74°。

【点睛】主要考查对力的分解与合成的理解，力的分解往往采用正交分解，正交分解常用原则为一个分力沿物体运动（趋势）方向，另一个分力沿垂直于物体运动（趋势）方向。