【物理】江苏省宜兴中学2019-2020学年高一下学期期末考试试题

【物理】江苏省宜兴中学2019-2020学年高一下学期期末考试试题

江苏省宜兴中学2019-2020学年高一下学期期末迎考试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意．‎ ‎1．如图所示，滑梯是小朋友们非常喜爱的一游乐项目．如果小朋友从公园中粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能变化，下列说法中正确的是（ ）‎ A．重力势能减小，动能不变，机械能减小 B．重力势能减小，动能增加，机械能减小 C．重力势能减小，动能增加，机械能不变 D．重力势能减小，动能增加，机械能增加 ‎2．如图所示，甲、乙两个带电小球用绝缘细线悬挂，保持平衡状态．乙球对甲球的库仑力为F1．下面能表示F1的示意图是（ ）‎ A． B． C．D．‎ ‎3．电场中有A、B两点，将一个带电荷量为的点电荷从无限远处（电势为零）移动到A点，电场力做功；若将该电荷放在B点，其电势能为，则A、B两点的电势差UAB为 （ ）‎ A．20V B．-20V C．60V D．-60V ‎4．观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）．则（ ）‎ A．地球靠近木星的过程中运行速度减小 B．地球远离木星的过程中加速度增大 C．地球远离木星的过程中角速度增大 D．地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度 ‎5．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前 （ ）‎ A．在空中的时间可能相等 B．飞出时的初速度竖直分量可能相等 C．撞击墙壁的速度可能相等 D．飞出时的初速度大小可能相等 ‎6．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图所示，由此可知c点的电势为（ ）‎ A．4V B．8V C．12V D．24V ‎7．一个带负电的微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中0~x1段是曲线，x1~x2段是平行于x轴的直线，x2~x3段是倾斜直线，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．0~x1段电势逐渐升高 B．0~x1段微粒的加速度逐渐减小 C．x2~x3段电场强度减小 D．x2处的电势比x3处的电势高 ‎8．将一个小球以初速度水平抛出，小球做平抛运动，忽略空气阻力，如果用h表示下落的高度，t表示下落的时间，表示下落时的速度，P表示重力的瞬时功率，Ek表示动能，Ep表示重力势能（以地面为零势能面），下列图像中能描述小球平抛运动过程的是（ ）‎ A． B． C． D．‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题有多个选项符合题意．‎ ‎9．光滑的圆环位于水平面上，圆环上套有一个小环以3.14m/s的速率做匀速圆周运动，转一周的时间为2s，则关于小球运动的描述，下列说法中正确的是（ ）‎ A．角速度为3.14rad/s B．圆周半径为2m C．向心加速度为1m/s2 D．转速为30r/min ‎10．2020年，北斗卫星导航系统第41颗和第49颗卫星完成在轨测试、入网评估等工作，正式入网工作．第41颗卫星为地球同步轨道卫星，第49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为，运行周期都等于地球的自转周期24h．倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示．已知引力常量，下列说法中正确的是（ ）‎ A．同步轨道卫星可能经过北京上空 B．根据题目数据可估算出地球的质量 C．倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 D．倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道上同一位置 ‎1l．真空中一对等量异种电荷A、B，其周围的电场线和等势线分布如图所示．相邻等势线之间电势差相等，G点是两电荷连线的中点，MN是两电荷连线的中垂线，C、D两点关于MN对称，C、D、E、F、G、H均是电场线与等势线的交点．规定距离两电荷无限远处电势为零，下列说法中正确的是（ ）‎ A．中垂线MN的电势为零，G点的电场强度为零 B．C、D两点的电势不相等，电场强度相同 C．G点电势等于H点，电场强度大于H点 D．F点电势高于E点，电场强度大于E点 ‎12．如图甲所示，滑块沿倾角为的光滑固定斜面运动，某段时间内，有一与斜面平行向上的恒力作用在滑块上，滑块的机械能E随时间t变化的图线如图乙所示，其中0~t1、t2时刻以后的图线均平行于t轴，t1~t2的图线是一条倾斜线段，则下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A．t=0时刻，滑块运动方向一定沿斜面向上 B．t1时刻，滑块运动方向一定沿斜面向下 C．t1~t2时间内，滑块的动能减小 D．t2~t3时间内，滑块的加速度为 三、实验题：本题共2小题．‎ ‎13．在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中，如图所示的实验装置，平行板电容器的极板A与一静电计相接，极板B接地．‎ ‎（1）静电计的指针偏转程度显示两极板间的________的大小．‎ ‎（2）当极板电荷量不变时，使两极板间距离减小，可知电容器电容________（填“增大”“不变”或“减小”）．当极板电荷量不变时，使两极板正对面积减小，可观察到静电计指针的偏转角________（填“增大”“不变”或“减小”）．‎ ‎14．某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g．‎ ‎ ‎ ‎（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量________．‎ A．小球的质量m B．A、B之间的距离H C．小球从A到B的下落时间tAB D．小球的直径d ‎（2）小球通过光电门时的瞬时速度________（用题中所给的物理量表示）．‎ ‎（3）调整A、B之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图像如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率________．‎ ‎（4）在实验中根据数据实际绘出图像的直线斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值________（用k、k0表示）．‎ 四、计算或论述题：本题共4小题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．‎ ‎15．一个质量m=2kg的物体从H高处自由落下，经过5s落到地面，取g=10m/s2，空气阻力不计．求：‎ ‎（1）物体下落高度H．‎ ‎（2）物体落地前最后1s内重力做功．‎ ‎（3）物体落地前瞬间重力的功率P．‎ ‎16．地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，一飞行器在近地圆轨道1上，经一系列变轨后在近月圆轨道2上运行，已知地球中心到月球中心的距离为r．‎ ‎（1）求飞行器在近地圆轨道1上受到地球的引力F1与在近月圆轨道2上受到月球的引力F2的比值．‎ ‎（2）O为地月连线上一点，飞行器在该点受到地球和月球的引力的合力为零，求O点到地心的距离r1．‎ ‎17．如图所示，把一个带电荷量为的小球A用绝缘细线悬吊，若将带电荷量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，线与竖直方向成45°角，已知静电力常量，A、B两小球均可视为点电荷，取g=10m/s2．‎ ‎（1）求A、B两球间的库仑力大小．‎ ‎（2）求A球的质量．‎ ‎（3）撤去小球B，改加一匀强电场，为使小球A仍静止在原处，求所加匀强电场的场强最小值．‎ ‎18．如图所示，倾角为 的斜面与足够长的光滑水平面在D处平滑连接，斜面上有A、B、C三点，AB、BC间距均为2L，CD间距为3L，斜面上BC部分粗糙，其余部分光滑．2块完全相同、质量均匀分布的长方形薄片，紧挨在一起排在斜面上，从下往上编号依次为1、2，第1块的下边缘恰好在A处．现将2块薄片一起由静止释放，薄片经过D处时无碰撞无机械能损失．已知每块薄片质量为m、长为L，薄片与斜面BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）第1块薄片下边缘刚运动到B时的速度大小．‎ ‎（2）第1块薄片刚好完全滑上粗糙面时，两薄片间的作用力大小F．‎ ‎（3）全部滑上水平面后两薄片间的距离d．‎ ‎【参考答案】‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意．‎ ‎1．B解析：小孩从滑梯上滑下，高度不断减小，重力势能减小；加速滑下，速度变大，动能变大；由于滑梯是粗糙的，因此小孩从滑梯上滑下时机械能减小，B正确．‎ ‎2．B解析：由两球位置可知它们之间库仑力为排斥力，所受库仑力方向在两者连线上，B正确．‎ ‎3．D解析：A点的电势，B点的电势，，D正确．‎ ‎4．D解析：地球靠近木星的过程中运行速度变大，A错误；地球远离木星的过程中万有引力变小，加速度变小，B错误；地球远离木星的过程中线速度变小，半径变大，角速度变小，C错误；以P点为圆轨道上的线速度大小等于木星的第一宇宙速度，而地球在P点做离心运动，故运行速度大于木星第一宇宙速度，D正确．‎ ‎5．D解析：将乒乓球的运动逆过程处理，即为平抛运动，两次的竖直高度不同，两次运动时间不同，A错误；在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，B错误；两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，则两次撞击墙壁的速度不同，C错误；竖直速度大的，其水平速度就小，根据速度的合成可知飞出时的初速度大小可能相等，D正确．‎ ‎6．B解析：连接对角线ac和bd相交于O点，如图所示．由匀强电场的性质可得，得出，B项正确．‎ ‎7．B解析：电势能，由于微粒带负电，0~x1段电势能变大，所以电势变小，A错误；根据电场力做功与电势能关系，图像斜率代表场强大小，0~x1段图像斜率变小，场强变小，受力减小，加速度逐渐变小，B正确；x2~x3段斜率为0，场强为零，C错误；x2到x3段，电势能减小，微粒带负电，所以电势增大，D错误．‎ ‎8．C解析：小球做平抛运动，由数学知识知A错误；重力的瞬时功率P=mg2t，图线是过原点的倾斜直线，B错误；小球的动能，图线C正确；设初始时刻小球离地面高度为H，则小球重力势能，图线不是直线，D错误．‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题有多个选项符合题意．‎ ‎9．AD解析：线速度，周期T=2s，根据，圆周半径r=1m，B错误；角速度，A正确；加速度，C错误；转速为30r/min，D正确．‎ ‎10．BD解析：同步轨道卫星处于赤道平面上方，A错误；根据得出，B正确；第一宇宙速度是最大的绕行速度，C错误；由于倾斜地球同步轨道卫星周期与地球自转周期相同，故一天2次经过赤道上同一位置，D正确．‎ ‎1l．CD解析：根据题设条件和电场线、等势线分布可以知道中垂线上所有点的电势为零，电场强度是G点最大，向上和向下电场强度逐渐减小，A错误，C正确；沿电场线方向电势降低，C、D两点电势不等，场强大小相等，方向不同，B错误；根据电场线疏密程度可知F点的场强大于E点，F点电势大于零，E点电势小于零，D正确．‎ ‎12．BD解析：t1~t2时间内，机械能均匀变小，说明滑块沿斜面向下匀速运动，施加外力沿斜面向上做负功，大小为，B正确，C错误；t=0时刻，滑块初速度方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，但在t1时刻速度方向肯定沿斜面向下，A错误；t2~t3时间内，滑块不受外力，只受重力和斜面的支持力，加速度大小为，D正确．‎ 三、实验题：本题共2小题．‎ ‎13．（1）电势差（电压） （2）增大 增大 解析：（1）静电计指针偏转程度表示电容器两极板间电势差的大小．（2）两极板间距离减小，根据得出电容增大．两极板正对面积减小，电容减小，由，两极板电势差增大，指针偏转角增大．‎ ‎14．（1）BD （2） （3） （4）‎ 解析：（1）根据机械能守恒的表达式可知方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道小球的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．‎ ‎（2）已知经过光电门时的时间和小球的直径，则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故．‎ ‎（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有，即，解得是，那么该直线斜率．‎ ‎（4）由图乙知，因存在阻力，则有，得．所以小球下落过程中所受平均阻力与小球重力的比值为．‎ 四、计算或论述题：本题共4小题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．‎ ‎15．（1）125m （2）900J （3）1000W 解析：（1）‎ ‎（2）最后1s内下降的高度为，重力做功为 ‎（3）物体落地前速度大小为，瞬时功率为 ‎16．（1） （2）‎ 解析：（1）由万有引力定律得飞行器在近地圆轨道1上受到地球的引力 在近月圆轨道2上受到月球的引力 所以 ‎（2）由题意可得 联立解得 ‎17．（1）0.02N （2） （3）‎ 解析：（1）由库仑定律得 代入数据解得F=0.02N ‎（2）对A受力分析如图所示 根据物体受力平衡得 代入数据 ‎（3）当电场力的方向与细线垂直时，电场强度最小．‎ 由 解得 ‎18（1） （2） （3）‎ 解析：（1）研究两块薄片整体，根据机械能守恒定律有 ‎，解得 ‎（2）根据牛顿第二定律 ‎，解得 研究第2块薄片，根据牛顿第二定律有 解得 ‎（3）设两块薄片刚好全部滑上粗糙面时的速度为，‎ 研究整体下滑4L的过程，根据动能定理有 解得 设每块薄片滑到水平面时的速度为，对每块薄片运用动能定理有 解得 相邻薄片到达水平面的时间差 由于，解得