吉林省长春外国语学校2019-2020学年高一下学期期末考试物理（理）试题 Word版含答案

吉林省长春外国语学校2019-2020学年高一下学期期末考试物理（理）试题 Word版含答案

长春外国语学校2019-2020学年第二学期期末考试高二年级 物理试卷（理科）‎ ‎ 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页。考试结束后，将答题卡交回。‎ 注意事项：‎ ‎ 1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信 ‎ 息条形码粘贴区。‎ ‎ 2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书 ‎ 写，字体工整、笔迹清楚。‎ ‎3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；‎ ‎ 在草稿纸、试题卷上答题无效。高考资源网 ‎4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。‎ ‎5. 保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。‎ 第I卷（选择题）‎ 一、 单选题（每题5分，共30分）‎ ‎1．下列关于动量、动能的说法中，正确的是（　　）‎ A．若物体的动能发生了变化，则物体的加速度也发生了变化 B．若物体的动能不变，则动量也不变 C．若一个系统所受的合外力为零，则该系统的动能不变 D．物体所受合外力越大，则它的动量变化就越快 ‎2．“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：宋人有耕田者。田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，翼复得兔。兔不可复得，而身为宋国笑。假设一只兔子质量为2kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动，经过1.2s速度大小达到9m/s后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.05s，重力加速度g=10m/s2.下列说法确的是（　　）‎ A．加速过程中兔子的加速度为180m/s2‎ B．加速过程中地面对兔子的平均作用力大小为20N C．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320N D．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400N ‎3．如图所示，在光滑的水平面上有两物体A、B，它们的质量均为m.物体B上固定了一个轻弹簧并处于静止状态．物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用．下列说法正确的是(　　)‎ A．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零 B．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的速度为零 C．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B所做的功为mv02‎ D．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反 第 12 页 共 12 页 ‎4．如图所示，在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，若取向右为正方向，两球的动量分别是pA＝5.0 kg·m/s，pB＝7.0 kg·m/s.已知二者发生正碰，则碰后两球动量的增量ΔpA和ΔpB可能是(　　)‎ A．ΔpA＝－3.0 kg·m/s；ΔpB＝3.0 kg·m/s B．ΔpA＝3.0 kg·m/s；ΔpB＝3.0 kg·m/s C．ΔpA＝3.0 kg·m/s；ΔpB＝－3.0 kg·m/s D．ΔpA＝－10 kg·m/s；ΔpB＝10 kg·m/s ‎5．真空中有两个静止的点电荷q1、q2 ，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的静电力将变为原来的 （ ）‎ A．2倍 ‎ B．4倍 ‎ C．8倍 ‎ D．16倍 ‎6．如图，半径为R的圆盘均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q （q>0）的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量） ‎ A．k B．k C．k D．k 二、多选题（每题5分，共20分）‎ ‎7．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统下列说法正确的是（　　）‎ A．系统动量不守恒，机械能守恒 B．系统动量守恒，机械能不守恒 C．当弹簧被压缩最短时，系统具有共同的速度 D．当弹簧被压缩最短时，系统减少的动能全部转化为弹簧的弹性势能 ‎8．如图所示，图中的线段a、b、c分别表示在光滑水平面上沿一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的速度—时间图象。已知相互作用时间极短，则由图象可知（　　）‎ ‎ ‎ A．碰前滑块Ⅰ的速度比滑块Ⅱ的速度大 第 12 页 共 12 页 B．碰前滑块Ⅰ的动量比滑块Ⅱ的动量小 C．滑块Ⅰ的质量比滑块Ⅱ的质量大 D．碰撞过程中，滑块Ⅰ受到的冲量比滑块Ⅱ受到的冲量大 ‎9．如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是（　　）‎ A．M点电势一定高于N点电势 B．M点场强一定大于N点场强 C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功 ‎10．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则( )‎ ‎ ‎ A．a一定带正电，b一定带负电 B．a加速度减小，b加速度增大 C．MN两点电势差｜UMN｜大于NQ两点电势差｜UNQ｜‎ D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小 第II卷（非选择题）‎ 三、实验题（每空2 分，共14分）‎ ‎11．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。‎ ‎(1)实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大。（两空均选填“增大”、“减小”）‎ ‎(2)此同学在探究中应用的科学方法是________________‎ 第 12 页 共 12 页 ‎（选填“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。‎ ‎12．如图1所示，在“验证动量守恒定律”实验中，A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。‎ ‎（1）为了尽量减小实验误差，A球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足m1________m2（选填“>”或“<”）。‎ ‎（2）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度。但是，可以通过仅测量______(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。‎ A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的水平位移 ‎（3）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是________。‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须水平 C．B球每次的落点一定是重合的 D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 ‎（4）已知A、B两个小球的质量m1、m2，三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。‎ 四、解答题（每题12分，共36分）‎ ‎13．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2×10-7J，求：‎ 第 12 页 共 12 页 ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）电荷从b移到c，静电力做功W2；‎ ‎（3）a、c两点间的电势差Uac。‎ ‎14．如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30克，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2)‎ ‎15．如图，在光滑水平面上，有A、B、C三个物体，开始BC皆静止且C在B上，A物体以v0=10m/s撞向B物体，已知碰撞时间极短，撞完后A静止不动，而B、C最终的共同速度为4m/s．已知B、C两物体的质量分别为mB=4kg、mC=1kg，试求：‎ ‎（1）A物体的质量为多少？‎ ‎（2）A、B间的碰撞是否造成了机械能损失？如果造成了机械能损失，则损失是多少？‎ 第 12 页 共 12 页 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ A．若物体的动能发生了变化，则速度的大小一定变化，但是物体的加速度不一定发生了变化，例如平抛运动，选项A错误；‎ B．若物体的动能不变，则速度的大小不变，但是动量不一定不变，例如匀速圆周运动，选项B错误；‎ C．若一个系统所受的合外力为零，则该系统的动能不一定不变，例如子弹射入放在光滑水平面的木块中时，选项C错误；‎ D．根据动量定理可知，，即物体所受合外力越大，则它的动量变化就越快，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．兔子经过1.2s速度由零达到9m/s，根据加速度公式可知 a==7.5m/s2‎ 故A错误。‎ B．加速过程中，地面对兔子的平均作用力大小为f，根据动量定理可知，‎ ft=mv-0‎ 代入数据解得 f=15N 故B错误。‎ CD．撞树过程中，撞树前的动量大小：‎ P=mv=2×9kg•m/s=18kg•m/s 以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量：‎ P′=mv′=2×（-1）=-2kg•m/s 兔子撞树过程动量变化量：‎ ‎△P=P′-P=-2kg•m/s-18kg•m/s=-20kg•m/s 由动量定理得：‎ Ft=△P=-20N•s 则兔子受到平均作用力大小为 F=400N 第 12 页 共 12 页 故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、当AB两个物体距离最近的时候，弹簧弹性势能最大，此时两个物体速度相等，根据动量守恒定律可得mv‎0‎=2mv，v=‎v‎0‎‎2‎，AB均错 C、在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B所做的功为‎1‎‎2‎mv‎2‎=‎1‎‎8‎mv‎0‎‎2‎，C错误 D、在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A的弹力水平向左、对物体B的弹力水平向右，且对两个物体的弹力总是等大反向，所以弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反，D正确 ‎4．A ‎【解析】‎ 根据碰撞过程动量守恒定律，如果△pA=-3kg•m/s、△pB=3kg•m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A=2kg•m/s、p′B=10kg•m/s，根据碰撞过程总动能可能不增加，是可能发生的，故A正确．两球碰撞过程，系统的动量守恒，两球动量变化量应大小相等，方向相反，若△PA=3kg•m/s，△PB=-3kg•m/s，违反了动量守恒定律，不可能，故B错误．根据碰撞过程动量守恒定律，如果△pA=3kg•m/s、△pB=-3kg•m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A=8kg•m/s、p′B=4kg•m/s，由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，与实际运动不符，故C错误．如果△pA=-10kg•m/s、△pB=10kg•m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A=-5kg•m/s、p′B=17kg•m/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，不可能．故D错误．故选A．‎ 点睛：对于碰撞过程要遵守三大规律：1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．‎ ‎5．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由库仑定律可得： 变化前 ‎；‎ 而变化后，‎ A．2倍，与结论不相符，选项A错误； ‎ B．4倍，与结论相符，选项B正确； ‎ C．8倍，与结论不相符，选项C错误； ‎ D．16倍，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎6．B 第 12 页 共 12 页 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度的大小为：‎ 而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷，与在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度大小也为：‎ 根据对称性原理可知，圆盘在d产生电场强度大小也为：‎ 电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度的大小为：‎ 由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加．所以两者这d处产生电场强度的大小为：‎ 故选B．‎ ‎7．BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ A、B项：子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，‎ 由于子弹穿木块过程中要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以系统机械能不守恒，故A错误，B正确；‎ C项：当弹簧被压缩最短时，即A和B具有相同的速度，故C正确；‎ D项：由能量守恒可知，当弹簧被压缩最短时，系统减少的动能一部分转化为内能，一部分转化为弹性势能，故D错误．‎ 故应选BC．‎ ‎8．AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 碰撞前滑块I速度为：v1=5m/s，滑块II速度为v2=-3m/s；碰撞后的共同速度为2m/s； A．碰撞前滑块I速度为：v1=5m/s，滑块II速度为v2=-3m/s，故A正确； B．碰撞的总动量为正，根据动量守恒定律，碰撞前的总动量也为正，故碰撞前滑块Ⅰ的动量较大，故B错误； C．根据动量守恒定律，有 第 12 页 共 12 页 ‎5m1-3m2=2（m1+m2）‎ 解得 故滑块Ⅰ的质量比滑块Ⅱ的质量大，故C正确； D．碰撞过程中，滑块Ⅰ受到的冲量与滑块Ⅱ受到的冲量等大、反向，故D错误。 故选AC。‎ ‎9．AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ AC．顺着电场线电势降低，故M点电势一定高于N点电势，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故选项AC正确；‎ B．M点的电场线较N点稀疏，故M点场强一定小于N点场强，选项B错误；‎ D．将电子从M点移动到N点，静电力做负功，选项D错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】‎ 此题是对电场线、电场强度及电势的考查；要知道电场线的疏密反映电场强度的大小；顺着电场线电势逐渐降低；正电荷在高电势点的电势能较大。‎ ‎10．BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据曲线运动的知识判断粒子的受力方向，再根据带电粒子在电场中受力的规律即可判断电性，根据电场线判断电场大小从而得到电场力的大小，根据牛顿第二定律即可判断加速度的变化；由电势差与电场强度的关系可以判断电势差；粒子运动过程中电势能与动能相互转化，可通过判断电势能变化的大小来比较动能变化量。‎ ‎【详解】‎ A.粒子受到的电场力一定与电场方向在同一直线上，再根据曲线运动的知识可知粒子受到的合外力应指向弯曲的凹侧，可得a、b粒子电性相反，但条件没有给出电场线的方向，故无法判断电性；‎ B.由题意知a往电场线稀疏的区域运动，故电场力变小，加速度变小，b相反，故B正确；‎ C.MN之间平均电场比NQ之间的平均电场大，MN=NQ，有U=Ed可知，MN之间的电势差更大，C正确；‎ D.因为不知道两个粒子带电量的关系，故无法判断电势能的变化，也就没有办法比较动能变化量的关系。‎ ‎【点睛】‎ 第 12 页 共 12 页 本题是电场中轨迹问题，常见题型，比较简单，需要注意不是匀强电场不能直接用U=Ed。‎ ‎11．减小 增大 控制变量法 ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力 F=mgtanθ 即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；‎ 所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；‎ ‎[2]两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大。‎ ‎(2)[3]先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，这是只改变它们之间的距离；‎ 再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，这是只改变电量。所以采用的方法是控制变量法。‎ ‎12．＞ C B ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]碰撞过程中动量、能量均守恒，因此有 因此有 因此要使入射小球m1碰后不被反弹，应该满足 ‎(2)[2]验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平射程大小来体现水平速度大小，故需要测量水平射程，AB错误，C正确；‎ 故选C；‎ ‎(3)[3]实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，但是斜槽轨道末端必须水平，保证小球做平抛运动，实验中，复写纸和白纸位置不可以移动，B球每次的落点不一定是重合的，ACD错误，B正确。‎ 故选B；‎ ‎(4)[4]根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t,则 第 12 页 共 12 页 ‎,,‎ 而动量守恒的表达式是 若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式 即可。‎ ‎13．（1）60V/m；（2）1.44×10-7J；（3）6.6V ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由题，由W1=qELab得：‎ ‎（2）电荷从b移到c电场力做功为：‎ W2=qELbccos60°=4×10-8×60×0.12×0.5J=1.44×10-7J ‎（3）电荷从a移到c电场力做功为：Wac=W1+W2 则a、c两点的电势差为：‎ ‎14． ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：因为B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上，且恰与A等高，设A、B之间的水平距离为L，‎ 根据题意可得，所以 对B进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力：‎ 根据得，代入数据解得 考点：考查了库仑定律，共点力平衡条件的应用 ‎【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解．‎ ‎15．（i）2kg （ii）碰撞确实损失了机械能，损失量为50J 第 12 页 共 12 页 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎（i）由整个过程系统动量守恒 mAv0=（mB+mC）v 代入数据得：mA= 2kg ‎（ii）设B与A碰撞后速度为u，在B与C相互作用的时间里，BC系统动量守恒 mBu=（mB+mC）v 得u = 5m/s A与B的碰撞过程中，碰前系统动能为 mAv02=×4×100=100J 碰后系统动能为 mBvu2=×4×25=50J 所以碰撞确实损失了机械能，损失量为50J 第 12 页 共 12 页