2018-2019学年江苏省南京市六校联合体高一下学期期末联考物理试题（解析版）

2018-2019学年江苏省南京市六校联合体高一下学期期末联考物理试题（解析版）

南京市六校联合体2018级高一年级期末联考试卷物理试题 一、单项选择题： ‎ ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 哥白尼发现了万有引力定律 B. 牛顿测出引力常量 C. 伽利略提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 D. 法拉第提出了电场的概念 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，故A错误。‎ B．卡文迪许测出引力常量，故B错误。‎ C．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故C错误。‎ D．法拉第提出了电场的概念，故D正确。‎ ‎2.我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道。如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道α上运动，也能到离月球比较远的圆轨道b上运动，该卫星在a轨道上运动与在b轨道上运动比较（　　）‎ A. 卫星在α轨道上运行的线速度小 B. 卫星在α轨道上运行的周期大 C. 卫星在α轨道上运行的角速度小 D. 卫星在α轨道上运行时受到的万有引力大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，有：‎ ‎ ‎ 解得： ①‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ ‎ ④‎ A．由可知轨道半径小的速度大，则在α轨道上运行的线速度大，故A错误；‎ B．由可知轨道半径小周期小，则卫星在α轨道上运行的周期小。故B错误；‎ C．由可知轨道半径小的角速度大，则卫星在α轨道上运行的角速度大。故C错误；‎ D．同可知引力与距离有关，距离大的力小，所以卫星在α轨道上运行时受到的万有引力大，故D正确。‎ ‎3.如图所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（　　）‎ A. 小于拉力所做的功 B. 等于拉力所做的功 C. 等于克服摩擦力所做的功 D. 大于克服摩擦力所做的功 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可。木箱受力如图所示：‎ 木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故A正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。故选A 点睛：正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小。‎ ‎4.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若 A. 保持S不变，增大d,则θ变大 B. 保持S不变，增大d,则θ变小 C. 保持d不变，减小S,则θ变小 D. 保持d不变，减小S,则θ不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：A、B、电容器所带电荷量Q不变，由可知不变，增大d，则变小，而由可得电容器的电压U变大，从而使得静电计的电压U变大，其指针的偏角变大，故A正确、B错误.C、D、同理可知保持d不变，减小S，则变小，而由可得电容器的电压U变大，使得静电计的电压U变大，其指针的偏角变大，故选项C、D均错误.故选:A.‎ 考点：本题考查了电容器的动态变化.‎ ‎5.如图所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】两球之间的相互吸引力，则两球带等量异种电荷；‎ 假设A带电量为Q，B带电量为﹣Q，‎ 两球之间相互吸引力的大小是： ‎ 第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为： ‎ C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为： ‎ 这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：‎ ‎。‎ A. 与运算结果相符，A正确。‎ B. 与运算结果不符，B错误。‎ C. 与运算结果不符，C错误。‎ D. 与运算结果不符，D错误。‎ ‎6.如图所示，水平面上有一汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B，当拉至图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为α、β，二者速度分别为vA和vB，则（　　）‎ A. vA：vB＝1：1 B. vA：vB＝sinα：sinβ C. vA：vB＝cosβ：cosα D. vA：vB＝sinα：cosβ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 对A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为vAcosα；对B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为vBcosβ，由于沿着绳子方向速度大小相等，所以则有vAcosα=vBcosβ，因此ABD错误，C正确；故选C．‎ 点睛：考查学会对物体进行运动的分解，涉及到平行四边形定则与三角函数知识，同时本题的突破口是沿着绳子的方向速度大小相等．‎ ‎7.如图所示，用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球过最高点时，绳子一定有张力 B. 小球刚好过最高点时的速度为 C. 小球过最高点时的最小速度为零 D. 小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球在圆周最高点时，满足恰好由重力提供向心力时，可以使绳子的拉力为零，故A错误;‎ BC．小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，恰好由重力提供向心力时，向心力最小，线速度最小，有：，，故B正确，C错误;‎ D．小球在圆周最高点时，绳子只能提供向下的拉力，所以不可能与重力的方向相反，故D错误。‎ ‎8.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度时撤去恒力，若以地面作为重力势能的零参考平面，不计空气阻力。则在整个过程中，物体的机械能随时间变化关系是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC. 设在恒力作用下加速度为a，则机械能增量，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，A错误C正确。‎ BD. 撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，BD错误。‎ ‎9.如图所示，金属板带有等量异种电荷，板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示，已知该平面内P、O的连线为等势线，且与电场线上两点M、N的连线垂直．一带电油滴在O点处于静止状态．则(　　)‎ A. 若将油滴置于P处，仍能静止 B. 若将油滴从M处释放，将沿电场线运动至N处 C. M点的电势一定比N点的高 D. 油滴在M点的电势能一定比在N点的小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由电场线分布判断出场强的大小关系，从而判断电场力与的重力的关系；沿着电场线电势降低，根据电势能的公式进行判断电势的大小关系；‎ ‎【详解】A、由题可知，在O点处于静止状态，说明在O点的电场力与重力相等，由电场线的分布可知，P点的电场强度大于O点电场强度，即，则在P点的电场力大于重力，则油滴不会处于静止状态，故选项A错误；‎ B、带电油滴受到重力和电场力的作用，由于电场的方向为电场线的切线方向，可知二者的合力的方向时刻在变化，其合力的方向不沿着电场线，根据曲线运动条件可知，油滴也不会沿电场线运动到N处，故选项B错误；‎ C、根据电场线的性质，可知沿着电场线电势降低，由于电场线的方向未知，故M、N点电势高低也是未知的，故选项C错误；‎ D、若油滴带负电，则上极板带正电，则，则根据电势能公式可知：；若油滴带正电，则上极板带电，则，同理可知：，故选项D正确。‎ ‎【点睛】本题考查带电粒子在电场中的运动，注意找出场强的关系以及电势的关系，从而根据受力情况以及电势能公式进行判断即可。‎ 二、多项选择题：‎ ‎10.下列关于电场强度的两个表达式和的叙述，正确的是（　　）‎ A. 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量 B. 是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷所受的电场力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场 C. 是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场 D. 从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 公式为电场强度的定义式，适合一切电场强度的计算，公式中F表示试探电荷受到的电场力，q表示试探电荷的电荷量，不是场源电荷的电荷量，A错误B正确；公式为点电荷电场强度公式，只适用于点电荷电场强度的计算，Q为场源电荷的电荷量，其是利用电场强度定义式和库仑定律表达式推导出来的，其中是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小，CD正确．‎ ‎11.某只走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.2：1，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 分针角速度是时针的12倍 B. 分针角速度是时针60倍 C. 分针针尖线速度是时针针尖线速度的14.4倍 D. 分针针尖线速度是时针针尖线速度的72倍 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A、时针的周期为，分针的周期为； 根据得角速度之比为：‎ ‎，可知分针角速度与时针的12倍，故A正确，B错误； C、由可得，线速度之比为，即分针针尖线速度是时针针尖线速度的14.4倍，故C正确，D错误。‎ 点睛：本题关键是建立圆周运动的运动模型，然后结合线速度、角速度、周期、转速间的关系列式分析。‎ ‎12.在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，若以地面作为重力势能的零参考平面，正确的说法是（　　）‎ A. 物体在A点的机械能为 B. 物体在A点的机械能为 C. 物体在A点的动能为 D. 物体在A点的动能为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在刚抛出时，物体的动能为，重力势能为mgH，机械能为，根据机械能守恒可知：物体在A点的机械能等于物体在刚抛出时的机械能，故A错误，B正确；‎ CD．根据机械能守恒得：，则，故C错误，D正确。‎ ‎13.如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ．A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点。则卫星在轨道Ⅰ上（　　）‎ A. 经过A点的速度小于经过B点的速度 B. 经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能 C. 运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期 D. 经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由B运动到A引力做负功，动能减小的，所以经过A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；同在A点，只有加速它的轨道才会变大，所以经过A点的动能小于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，故B错误；轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，故C错误；根据a=，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D正确；故选AD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键理解卫星绕地球运动的规律．要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．‎ ‎14.如图所示，小球从A点以初速度沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点。下列说法中正确的是(　 )‎ A. 小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零 B. 小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等 C. 小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等 D. 小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、位移是从初位置指向末位置的有向线段。故小球从A出发到返回A，位移为0，但整个过程中摩擦力的方向与小球运动的方向始终相反，故整个过程中摩擦力对物体做负功，即外力功不为零，故A错误。‎ B、设A到C的高度和从C到B的高度为h，AC的距离为s，斜面的倾角为θ，则有s∙sinθ=h；根据，可知小球从A到C过程中与从C到B过程合外力对物体做的功相同，故小球减少的动能相等，故B正确。‎ C、从A到C与从C到B的过程，物体做匀减速运动，则AC段的平均速度；CB段的平均速度，∵ 故，∵ ，由，可知 ，根据 ，可知 ，故C错误。‎ D、克服除重力之外其它力做多少功物体的机械能就减少多少，根据，可得小球从A到C过程与从C到B过程，损失的机械能相等，故D正确。‎ 三．实验题： ‎ ‎15. 图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。‎ ‎（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.‎ a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放 d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接 ‎（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.‎ ‎（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。‎ ‎【答案】（1）a、c；（2）c（3）2.0；4.0‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a对；为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错c对；小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错。‎ ‎（2）平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是：‎ 联立可得 可知图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线。‎ ‎（3）由竖直方向的分运动可知，，，即 ‎，‎ 水平初速度为 C点的竖直分速度为 由运动合成可知 考点：实验：平抛物体的运动 四、计算题：‎ ‎16.假如你乘坐我国自行研制的、代表世界领先水平的神州X号宇宙飞船，通过长途旅行，目睹了美丽的火星，为了熟悉火星的环境，飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，测得飞行n圈所用的时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G，求：‎ ‎（1）神舟X号宇宙飞船绕火星运动的周期；‎ ‎（2）火星的质量；‎ ‎（3）火星表面的重力加速度。‎ ‎【答案】（1）神舟X号宇宙飞船绕火星的周期T为；‎ ‎（2）火星的质量为； ‎ ‎（3）火星表面重力加速度g为。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）飞行n圈所用的时间为t，则神舟X号宇宙飞船绕火星的周期为：--1‎ ‎（2）根据万有引力定律，有：--2‎ 联立1，2解得：--3‎ ‎（3）在表面上有：--4‎ 联立3，4解得：‎ ‎17.如图所示，间距为d的水平平行金属板间电压恒为U．初速度为零的电子经电压U0的加速后，沿两板间的中心线进入板间电场，电子从两板间飞出，飞出时速度的偏向角为θ．己知电子质量为m、电荷量为e，电子重力不计。求：‎ ‎（1）电子在水平金属板间所受的电场力的大小F；‎ ‎（2）电子刚进入水平金属板间电场时的速度大小v0；‎ ‎（3）水平金属板的长度L。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）根据 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎（2）由 ‎ 解得 ‎ ‎（3）电子在水平金属板间做类平抛运动，有 F＝ma ‎ vy＝at ‎ ‎ ‎ 联立解方程可得 ‎ ‎18.如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定电荷量为+Q的点电荷。一质量为m、带电荷量为+q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ（取无穷远处电势为零），P到物块的重心距离为h，PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：‎ ‎（1）物块在A点时受到轨道支持力大小；‎ ‎（2）点电荷+Q产生的电场在B点的电势。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：‎ ‎（1）根据受力分析则即 ‎（2）根据动能定理则，且，因此 考点：受力分析、动能定理、电场力做功 点评：此类题型解题过程并不复杂，主要是对题目信息的提取是关键。通过动能定理比较容易得到结果 ‎19.如图所示，装置的左边AB部分是长为L1＝1m的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态。装置的中间BC部分是长为L2＝2m的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以v＝2m/s的速度顺时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m＝1kg的小滑块从其上距水平台面h＝1m的D处由静止释放，滑块向左最远到达O点，OA间距x＝0.1m，并且弹簧始终处在弹性限度内。已知物块与传送带及左边水平面之间的摩擦因数μ＝0.25，取g＝10m/s2。‎ ‎（1）求滑块第一次到达C点时速度大小；‎ ‎（2）求弹簧获得的最大弹性势能；‎ ‎（3）求滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度。‎ ‎【答案】（1）滑块第一次到达C点时速度大小是；‎ ‎（2）弹簧获得的最大弹性势能是2.75J；‎ ‎（3）滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度是0.2m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对滑块从D到O由动能定理得：，解得：‎ ‎（2）对滑块从D到O由能量守恒定律得： ，解得：Ep＝2.75J ‎（3）设滑块返回到达B点速度为v1‎ 由能量守恒定律得： ，解得：v1＝1m/s。‎ 滑块再次进入传送带后匀加速运动，由牛顿二定律得：μmg＝ma，解得：a＝2.5m/s2，‎ 滑块速度增加到2 m/s时的位移为： ，‎ 所以滑块再次回到C点的速度为2 m/s，对滑块从C到最高点，由机械能守恒得： ，解得：h1＝0.2m。‎ ‎20.如图，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间始终保持30°角。已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为，重力加速度为g。求： ‎ ‎（1）求弹簧的劲度系数k；‎ ‎（2）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；‎ ‎（3）在杆的角速度由0缓慢增大到过程中，小球机械能增加了多少。‎ ‎【答案】（1）求弹簧的劲度系数k为； ‎ ‎（2）弹簧为原长时，杆的角速度为；‎ ‎（3）在杆的角速度由0缓慢增大到过程中，小球机械能增加了。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由平衡条件解得弹簧的劲度系数为：；‎ ‎（2）当弹簧弹力为零时，小球只受到重力和杆的支持力，它们的合力提供向心力，则有：‎ ‎，解得：；‎ ‎（3）当时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x，由正交分解知 竖直方向：FNcos30°﹣kxsin30°＝mg，水平方向：，解得： 。‎ 此时，弹簧弹性势能增量为零，此时小球速度为：v＝ω2（l0+x）sin60°，小球机械能增量为：。‎ ‎ ‎