【物理】山东省肥城市2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】山东省肥城市2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

山东省肥城市2019-2020学年高一下学期期中考试试题 一、单项选择题 ‎ ‎1.火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3倍，则火星轨道半径与金星轨道半径之比约为（　　）‎ A. 2∶1 B. 3∶‎1 ‎C. 6∶1 D. 9∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】研究火星和金星绕太阳公转，根据万有引力提供向心力得出,得 ‎,M为太阳的质量，R为轨道半径，火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3倍，所以火星轨道半径与金星轨道半径之比约为：1，四个选项中最接近的是2：1，则A正确，BCD错误；故选A。‎ ‎【点睛】要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用，该题也可以使用开普勒第三定律解答。‎ ‎2. 研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 A. 距地面的高度变大 B. 向心加速度变大 C. 线速度变大 D. 角速度变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律 可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，选项A正确；‎ BCD．而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角速度减小，故选项BCD错误．‎ ‎3.以下说法正确的是（　　）‎ A. 一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒 B. 一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 C. 一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒 D. 除了重力以外其余力对物体做功为零，它的机械能不可能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．一个物体所受合外力为零时，物体机械能也可能变化，做匀速运动，机械能也可能变化，如匀速上升的物体，合力为零，机械能增加，故A错误，B错误；‎ C．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以物体的合外力肯定不为零，所以合外力不为零，它的机械能可能守恒，如自由下落的物体，只受重力，机械能守恒，故C正确；‎ D．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以除了重力以外其余力对物体做功为零，机械能一定守恒，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎4. 汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机换挡目的是（ ）‎ A. 增大速度，增大牵引力 B. 减小速度，减小牵引力 C. 增大速度，减小牵引力 D. 减小速度，增大牵引力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 汽车上坡时，与在水平路面上行驶相比，需要多克服重力的下滑分力做功，故需要增加牵引力；根据功率与速度关系公式P=Fv，功率一定的情况下，增加牵引力需要减小速度；‎ 故选D．‎ ‎5.一对等量正点电荷电场的电场线（实线）和等势线（虚线）如图所示，图中A、B两点电场强度分别是EA、EB，电势分别是ΦA、ΦB，负电荷q在A、B时的电势能分别是EPA、EPB，下列判断正确的是 A. EA>EB，ΦA>ΦB，EPA< EPB B. EA>EB，ΦA<ΦB，EPAΦB，EPA> EPB D. EAEPB ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电场线疏密表示电场强度的大小，可知EA＞EB，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知ΦA>ΦB，负电荷q所在处电势越高电势能越小EP A＜EPB，故A正确，BCD错误。‎ ‎6.如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是（ ）‎ A. A板与静电计的指针的电势相等 B. 甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大 C. 乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变 D. 丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.A板与静电计相连，静电平衡后电势相等，故A正确；‎ B.甲图中将B板向上平移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式得知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U增大，则静电计指针张角增大．故B正确；‎ C.乙图中将B板左移，板间距离增大，根据电容的决定式得知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U增大，则静电计指针张角增大，故C错误；‎ D. 丙图中将电介质插入两板之间，根据电容的决定式得知，电容C增大，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U减小，则静电计指针张角减小，故D正确．‎ ‎7.如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点．已知A点的电势为φA=30V，点的电势为φB=0V，则 A. C点的电势=20V B. C点的电势<20V C. C点的电势>20V D. ABC都不正确 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图看出，AC段电场线比CD段、DB段电场线密，则AC段场强最大，根据公式 ‎，可以知道，A、C间电势差 大于C、D间电势差 和D、B间电势差 ，所以，即，又，可以知道，故B正确，ACD错误。‎ ‎8.如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB = BC，则它们带电荷量之比等于（　　）‎ A. 1∶2 B. ∶‎1 ‎C. 1∶ D. 2∶1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．两个带电液滴在复合场中分别受到大小不变的电场力和重力（即各自的合力不变），又是由静止自由释放，可知两个液滴均做初速度为零的匀加速直线运动（在水平和竖直两个方向上均是初速度为零匀加速直线运动），设带电液滴的水平位移OA = L，两带电液滴水平位移相等，竖直位移为y，对液滴有，，解得，则，故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ 二、多项选择题 ‎9.一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比（假设此时的引力仍适用万有引力定律）（　　）‎ A. 同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍 B. 同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍 C. 星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍 D. 星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在星球表面由重力近似等于万有引力：mg＝G，可知，当星球直径减小为原来的时，同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的16倍，A错误，B正确。‎ CD．万有引力提供向心力：，由第一宇宙速度计算式：v＝，可知，星球的第一宇宙速度增大为原来的两倍，C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AO > OB，则（　　）‎ A. 星球A的质量一定小于B的质量 B. 星球A线速度一定小于B的线速度 C. 双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大 D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力 mAω2rAO = mBω2rBO ，rAO > rBO 所以mA < mB，即A质量一定小于B的质量，故A正确；‎ B．双星运动的角速度相等，由v = ωr可知：因为rAO > rBO，所以vA > vB，故B错误；‎ CD．设两星体间距为L，根据万有引力提供向心力公式得，，又因为，解得，由此可知双星距离一定，双星总质量越大，其转动周期越小，双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C错误，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎11.一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h，重力加速度为g，关于此过程下列说法中正确的是（　　）‎ A. 提升过程中手对物体做功mah B. 提升过程中物体动能增加mah C. 提升过程中物体的机械能增加m(a+g)h D. 提升过程中物体重力做功mgh ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设人对物体的拉力F，由牛顿第二定律得F - mg = ma，解得F = m(a + g)，‎ 提高过程中手对物体做功为m(a + g)h，故A错误；‎ B．由动能定理可知，提升过程中物体动能增加DEk等于合力做的功，则，故B正确；‎ CD．提高过程中物体克服重力做功mgh，即重力做的功为-mgh，重力势能增加mgh，又因为动能增加mah，所以机械能增加量为，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.如图所示，一固定且足够长的均匀斜面倾角为，一小物块（可视为质点）自斜面底端以动能，沿斜面向上运动，返回斜面底端时动能为。下列说法正确的是（ ）‎ A. 小物块与斜面间动摩擦因数为0.6‎ B. 小物块与斜面间动摩擦因数为0.8‎ C. 小物块自斜面底端运动到最高点过程中，损失的机械能为 D. 小物块自斜面底端运动到最高点过程中，损失的机械能为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设小物块受质量为，能沿斜面向上运动的最大位移为，小物块与斜面间动摩擦因数为，上行过程和下行过程分别有，‎ ‎，联立解得，故A项正确，B项错误；‎ CD．小物块自斜面底端运动到返回底端过程中，损失的机械能为，则小物块自斜面底端运动到最高点过程中，损失的机械能为，故C项正确，D项错误。‎ ‎13. 下列物理量中哪些与检验电荷无关（ ）‎ A. 电场强度E B. 电势 C. 电势能EP D. 电场力F ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 场强表述电场力的性质，电势描述电场能的性质，由场本身决定，与检验电荷无关．AB对．电势能，电场力,与检验电荷有关，CD错．‎ ‎14.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　）‎ A. 带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度大小 B. 带电粒子在P点时电势能比在Q点时的电势能大 C. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 D. 带电粒子在R点时的加速度大于在Q点时的加速度大小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．粒子仅在电场力的作用下运动，电势能Ep和动能Ek总和保持不变，相互转化，因为负电荷做曲线运动所受电场力指向曲线轨迹凹侧且沿电场线反方向，所以电场线方向向左，沿电场线方向电势降低可知，又因为负电荷在电势高处，电势能小；在电势低处，电势能大，则，所以带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小。又因为，则带电粒子在各点的动能关系 ‎，所以同一粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度，A正确，BC错误；‎ D．电场线密集的地方场强大，所以，粒子仅有电场力的作用，由牛顿第二定律得 ‎，所以粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小，D正确。‎ 三、实验题 ‎15.利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验：‎ ‎（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________；‎ A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 ‎（2）供选择的重物有以下四个，应选择___________；‎ A.质量为‎100g的木球 B.质量为‎10g的砝码 C.质量为‎200g的钩码 D.质量为‎10g的塑料球 ‎（3）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________；‎ A.交流电源 B.刻度尺 C.天平（含砝码）‎ ‎（4）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。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；已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=________，若测动能变化量应先测出B的速度vB=_____，故ΔEk=________；‎ ‎（5）大多数学生实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。‎ A.利用公式v=gt计算重物速度 B.利用公式计算重物速度 C.存在空气阻力和摩擦阻力影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法 ‎【答案】 (1). A (2). C (3). AB (4). -mghB (5). C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）为验证机械能是否守恒需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，故选A。‎ ‎（2）实验中应该选择质量（或密度）较大的重物，以减小空气阻力的影响，故选C。‎ ‎（3）打点计时器使用交流电源，实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺。实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平。故选AB。‎ ‎（4）从打O点到打B点的过程中重物的重力势能变化量 ΔEp = -WG = -mghB ‎ B点的速度，则动能的增加量为 ‎（5）因为纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故选C。‎ 四、计算题 ‎16.如图，在匀强电场中，将电荷量为-6×10‎-6 C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了-2.4×10-5 J 的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5 J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行：‎ ‎（1）A、B两点间的电势差UAB和 B、C两点间的电势差UBC分别为多少？‎ ‎（2）如果规定B点的电势为 0，则A点和C点的电势分别为多少？‎ ‎（3）请在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。‎ ‎【答案】（1）UAB = 4V；UBC = -2V；（2），；‎ ‎（3），电场线方向从F指向B ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A、B两点间电势差 B、C两点间的电势差 ‎（2）如果规定B点的电势为 0，则 故A点和C点的电势分别为 ‎，‎ ‎（3）取AB中点D，则，连接CD，为等势线，从B作CD的垂线，F为垂足，如图，则BF为电场线（电场线方向从F指向B）。‎ ‎17.如图所示，半径R=‎0.5 m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m=‎1kg的小滑块从A 点正上方h=‎1 m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=‎10 m/s2。‎ ‎(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力。‎ ‎(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。‎ ‎(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A点。‎ ‎【答案】(1)70N； (2)‎1.2m； (3)能滑出A ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)滑块从P到B的运动过程只有重力做功，故机械能守恒，则有 那么，对滑块在B点应用牛顿第二定律可得，轨道对滑块的支持力竖直向上，且 故由牛顿第三定律可得：滑块第一次运动到B点时对轨道的压力为，方向竖直向下。‎ ‎(2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L，滑块运动过程只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得 所以 ‎(3)对滑块从P到第二次经过B点的运动过程应用动能定理可得 所以，由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知：滑块从斜面上返回后能滑出A点。‎ ‎18.带电量为Q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直．已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，两极板的电压为U2，重力不计，求：‎ ‎（1）经过加速电场后的速度；‎ ‎（2）离开电容器电场时的偏转量．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（１）粒子在加速电场加速后，由动能定理得 速度为 ‎（２）进入偏转电场，粒子在平行于板面的方向上做匀速运动 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度 ‎　‎ 因此离开电容器电场时的偏转