江苏省张家港高级中学2018-2019学年高一下学期期末模拟物理试题

江苏省张家港高级中学2018-2019学年高一下学期期末模拟物理试题

www.ks5u.com 张家港高级中学2018~2019学年第二学期高一年级期末模拟物理试卷 一、单项选择题 ‎1.下列说法中，正确的是（ ）‎ A. 物理学家密立根首先测出了元电荷e的数值 B. 由库仑定律得知，当电荷q1,q2间的距离r→0时,两电荷间的相互作用力F→∞‎ C. 法拉第首先提出电场的概念，这是为了方便分析电荷之间的作用而假想的存在 D. 元电荷就是电子 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 物理学家密立根首先测出了元电荷e的数值，故A正确；‎ B. 由库仑定律使用的条件得知，当电荷q1，q2间的距离r→0时，两电荷不能看成点电荷，库仑定律不再使用，故B错误；‎ C. 法拉第首先提出电场的概念，电场是真是存在的物质，电场线是为了方便分析电荷之间的作用而假想的，故C错误；‎ D. 元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e表示，任何带电体所带电荷都是e的整数倍，但它既不是电子，也不是质子，故D错误。‎ ‎2.恒力F作用于原来静止的物体上，使其分别沿粗糙水平面和光滑水平面移动一段相同距离s，则水平恒力F做的功和功率W1、Pl和W2、P2相比较，正确的是( )‎ A. Wl>W2，P1>P2 B. Wl=W2，PIP2 D. Wl>W2，PIφb B. Ea＝3Eb，φa<φb C. Ea＝，φa<φb D. Ea＝Eb，φa<φb ‎【答案】B ‎【解析】‎ 要比较两点的场强的大小，必需求出两点各自的场强E，根据E=可知必需知道ab两点到O的距离大小关系a点到O点的距离Ra=Labcos60°=1/2Lab，b点到O点距离Rb=Lbcos30°=Lab．再根据沿电场线方向电势降低确定两点电势的高低．a点到O点的距离Ra=Labcos60°=1/2Lab，b点到O点距离Rb=Lbcos30°=Lab，根据点电荷的场强公式E=‎ 可得 故Ea=3Eb 在点电荷的周围越靠近场源电势越低，故有φa＜φb，‎ 故B正确．‎ 点评：理解场强的决定式，把握沿电场线方向电势降低的特点即可顺利解决此类题目。‎ ‎5.在静电场中，一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV（1 eV=1．6×10-19J），则以下说法中正确的是（ ）‎ A. 电场强度的方向一定由b直线指向a B. a、b两点间电势差Uab=5 V C. 电子的电势能减少5 eV D. 电子的电势能减少5 J ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由题意知，电子由a点移到b点，电场力做功5eV，电势能减少5eV，电场强度的方向不一定由b指向a．故AD错误，C正确．a、b两点电势差，故B错误；本题选错误的，故选ABD.‎ ‎6.一带正电的粒子在电场中做直线运动的v﹣t图象如图所示，t1、t2时刻分别经过M、N两点，已知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 该电场可能是由某正点电荷形成的 B. M点的电势高于N点的电势 C. 从M点到N点的过程中，电势能逐渐增大 D. 带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由速度时间图象可知：粒子在电场中做匀减速直线运动，加速度是一个定值，所以电场力不变，是匀强电场，根据动能定理可知，电场力做负功，电势能增加，又由于是正电荷，电势也增加．‎ 解：A、由速度时间图象可知：粒子在电场中做匀减速直线运动，加速度是一个定值，所以电场力不变，是匀强电场，所以不可能是由某正点电荷形成的，故A、D错误；‎ B、从M到N的运动过程中速度减小，根据动能定理可知电场力做负功，电势能增加，又由于是正电荷，所以电势也增加，故M点的电势低于N点的电势，故B错误，C正确．‎ 故选C ‎【点评】本题主要抓住速度时间图象的特点，知道粒子做匀减速直线运动，知道电场力做功与电势能的关系，难度不大，属于基础题．‎ ‎7.我国发射的“嫦娥一号”卫星经多次加速变轨后，最终成功进入环月轨道。如图，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动。正确的是( )‎ A. 卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度 B. 卫星在a上运行的周期小于在b上运行的周期 C. 卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度 D. 卫星在b上运行时的速度大于第一宇宙速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC. 月球的卫星在轨道运行时，由月球的万有引力提供向心力，则 解得：‎ 可知卫星的轨道半径越小，线速度和角速度越大，周期越小，所以，卫星在a上运行的线速度大于在b上运行的线速度，在a上运行的周期小于在b上运行的周期，卫星在a上运行的角速度大于在b上运行的角速度，故AC错误，B正确。‎ D. 第一宇宙速度是近月卫星的线速度，是最大的环绕速度，所以，卫星在b上运行时的速度小于第一宇宙速度，故D错误。‎ ‎8. 空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则( )‎ A. P、Q两点处的电荷等量同种 B. a点和b点的电场强度相同 C. c点的电势低于d点的电势 D. 负电荷从a到c，电势能减少 ‎【答案】D ‎【解析】‎ P、Q两点处的电荷等量异种，选项A错误；a点和b点的电场强度大小相等，方向不同，选项B错误；c点的电势高于d点的电势，选项C错误；负电荷从a到c，电场力做功，电势能减少，选项D正确。‎ 二、多项选择题．‎ ‎9.一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　　)‎ A. 将电压变为U/2‎ B. 将带电荷量变为2Q C. 将极板间的距离变为d/2‎ D. 两板间充满介电常数为2的电介质 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与极板间的电压和所带电荷量无关，所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，故AB错误．由电容器的决定式可知，要使电容器的电容加倍，可采取的方式是：①将极板间的距离变为；②将电解质换为介电常数为原来的介电常数为2的电介质；选D.‎ ‎【点睛】改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，由电容器的决定式我们可以知道通过改变正对面积s，介电质常数，极板间的距离d来改变电容．‎ ‎10.在下列几个实例中,物体机械能一定守恒的是( )‎ A. 在平衡力作用下运动的物体 B. 在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球 C. 如图甲所示物体沿固定光滑圆弧面下滑 D. 如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在平衡力作用下物体不一定守恒，如物体在竖直方向上做匀速直线运动；故A错误；‎ B.在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球，动能和重力势能均不变，机械能一定守恒，故B正确；‎ C.物体沿固定光滑圆弧面下滑时，只有重力做功机械能守恒，故C正确；‎ D.在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，由于受弹簧弹力作用，小球的机械能部分转移为弹簧的机械能，故小球的机械能不守恒，故D错误。‎ ‎11.如图所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则( )‎ A. M点的场强大于N点的场强 B. M点的电势低于N点的电势 C. 无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能一样大 D. 若q是正电荷，q在N点的电势能比在M点的电势能大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据电场的叠加原理可知N、M两点的场强方向相同（竖直向上），但电场线疏密关系不能确定，所以场强大小不能判断，故A错误；‎ B.等量同种正点电荷，两点电场强度的方向，由N指向M，M点的电势低于N点的电势，故B正确；‎ CD.若q是正电荷，根据 可知，N点的电势高于M点，那么N点的电势能比在M点的电势能大，故C错误，D正确；‎ ‎12.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体到海平面时的重力势能为 B. 重力对物体做的功为 C. 物体在海平面上的动能为 D. 物体在海平面上的机械能为 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.以海平面为零势能平面，则物体到海平面时的重力势能为零，故A错误。‎ B.重力对物体做功 W=mgh 故B正确。‎ C.根据机械能守恒有：‎ 可知物体在海平面时的动能为 故C正确。‎ D. 物体在运动的过程中机械能守恒，以地面为零势能面,物体在海平面的重力势能 Ep=-mgh 则物体在海平面上的机械能 故D正确。‎ ‎13. 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带电粉尘的运动轨迹（不计重力作用），P、Q为运动轨迹上的两点，粉尘是从P运动到Q，下列关于带电粉尘的说法正确的是（ ）‎ A. 粉尘带负电 B. 粉尘带正电 C. 粉尘从P运动到Q过程，其加速度变大 D. 粉尘从P运动到Q过程，其速度变大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 试题分析：根据轨迹弯曲的方向判断电荷的正负，电场线的疏密表示场强大小，沿电场线方向电势逐渐降低，根据电场力做功判断电势能和加速度的变化．‎ 解：A、由图象知轨迹的弯曲方向即受电场力的方向与电场线方向相反，所以该粉尘颗粒带负电，A正确，B错误；‎ C、颗粒向电场线密的地方运动，该粉尘颗粒运动的加速度逐渐变大，故C正确；‎ D、电场力做正功，该粉尘颗粒的电势能逐渐变小，速度增大．故D正确；‎ 故选：ACD ‎【点评】本题考查了电场线的特点：电场线的疏密表示场强大小，沿电场线方向电势逐渐降低，属于容易题．‎ ‎14.一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：摩擦力恒定，物体沿斜面下滑时做初速度为零匀变速直线运动，根据初速度为零匀变速直线运动中合力、速度、位移和机械能所时间变化特点可解答本题．‎ 解：A、物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故A正确；‎ B、在v﹣t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v﹣t图象斜率不变，故B错误；‎ C、物体下滑位移为：，根据数学知识可知，其位移与时间图象为抛物线，故C错误；‎ D、设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有： ，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故D正确．‎ 故选：AD．‎ ‎【点评】对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．‎ 三、简答题．‎ ‎15.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。‎ ‎（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：‎ A．按照图示的装置安装器件；‎ B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；‎ C．用天平测量出重锤的质量；‎ D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；‎ E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。‎ 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤_______（填选项对应的字母）。‎ ‎（2）实验中得到一条纸带，如图所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，点A、C间的距离为S1，点C、E间的距离为S2，使用交流电的频率为f，设重锤质量为m，则打点计时器打C点时重锤的动能为___________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为________。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝_____________。‎ ‎（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤动能的增加，其原因主要是因为_____________。‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). (3). mg（S0+S1） (4). (5). 大于 (6). 重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，阻力做负功。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]打点计时器的工作电压均为交流电压，故B不恰当；本实验是通过比较动能增加量与重力势能的减少量是否相等，来验证机械能是否守恒，所以只要不要求计算两者的具体数值，可以不测量质量，故C没有必要；应该是先接通电源，后释放纸带，故D不恰当；故填BCD。‎ ‎(2)[2][3] 据平均速度等于中间时刻速度求出打C点时重锤的速度为 重锤动能为 重锤重力势能的减少量为：‎ ‎△Ep=mghOC=mg（S0+S1）‎ ‎[4] 根据△x=aT2可得加速度为 ‎(3)[5][6] 由于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，所以重锤的重力势能的减少量总是大于动能的增加量。‎ 四、计算题 ‎16.如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝ m，已知电场线平行于△ABC所在平面，一个带电量为2×10－6 C的负电荷由A移到B，电势能增加1.2×10－5 J；由B移到C，电场力做功6×10－6 J，求 ‎（1）AB，BC间的电势差UAB，UBC ‎（2）若设C点为零电势能点，电荷在B点的电势能EPB ‎（3）该电场的电场强度大小及方向 ‎【答案】(1) 电势差 UAB，UBC分别为6V、-3V；(2) 6×10-6J (3)1V/m；方向由A→B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 根据电势差公式可知 ‎(2) 若设C点为零电势能点，根据 WBC=EpB-EpC 得B点的电势能 EPB=6×10-6J ‎(3) 设A点电势为零，AB中点的电势 根据 ‎ UBC=φB-φC=-6V-φC=-3V 解得 φC=-3V 所以CD在同一个等势面上，作出等势面如图 AC两点沿场强方向的距离 所以 方向由A→B。‎ ‎17.如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点．现将一质量为m的带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：‎ ‎（1）小球在A点受到的静电力大小 ‎（2）小球在B点的加速度大小 ‎（3）AB间的电势差(用k、Q和L表示)‎ ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据题意可知，小球带正电，假设受到电场力为F，小球在A点，由牛顿第二定律：‎ mgsin30°-F=maA 解得 ‎（2）根据牛顿第二定律和库仑定律得：带电小球在A点时有：‎ 带电小球在B点时有：‎ 且 可解得 ‎（3）由A点到B点应用动能定理得：‎ 解得：‎ 根据第二问可知 所以 ‎18.如图所示，一质量m=1kg的小物块（可视为质点），从固定在地面上的倾斜轨道的顶点A从静止开始滑下，倾斜轨道的末端B恰好与光滑圆弧轨道BC相接，经圆弧轨道后滑上与C点等高且静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知小物块经过倾斜轨道的B点时的速度为5m/s，长木板的质量M＝4kg，A、B两点距C点的高度分别为H＝1.8m、h=0.25m，圆弧半径R＝1.25m物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g=10m/s2。求：‎ ‎（1）小物在倾斜轨道上运动时克服摩擦做的功；‎ ‎（2）小物块滑动至C点时，滑块对圆弧轨道的压力；‎ ‎（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。‎ ‎【答案】(1) 3J (2) 34N (3)3m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 滑块在倾斜轨道运动过程中，由动能定理得：‎ 代入数据解得：‎ Wf=3J ‎(2) 从B到C过程，由动能定理得：‎ 代入数据解得：‎ 在C点，由牛顿第二定律得：‎ 代入数据解得：‎ F=34N 根据牛顿第三定律可知，滑块对圆弧轨道的压力为34N。‎ ‎(3) 由题意可知，小物块m对长木板的摩擦力：‎ f=μ1mg=5N 长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 f′=μ2（M+m）g=10N 因f＜f ‎′，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0，则长木板长度至少为 ‎ ‎