山东省德州市2019-2020高一物理下学期期末试题（Word版附解析） 18页

高一物理试题 本试卷满分100分，考试用时90分钟。考试结束后，将答题卡交回。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡规定的地方。‎ 注意事项：‎ 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净以后，再涂写其他答案标号。在试卷上答题无效。‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体做匀速圆周运动时，物体的速度保持不变 B. 做圆周运动的物体，加速度可能不变 C. 汽车过拱形桥时对地面的压力过小是不安全的，同样的车速，拱形桥的半径大些比较安全 D. 当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做匀速圆周运动时，物体的速度方向时刻变化，选项A错误；‎ B．做圆周运动的物体，加速度指向圆心，方向时刻变化，不可能不变，选项B错误；‎ C．汽车过拱形桥时，对地面的压力过小是不安全的，根据牛顿第二定律有 可知同样的车速，拱形桥的半径大些比较安全，选项C正确；‎ D．当物体所受到的合外力小于物体做圆周运动所需的向心力时，物体会做离心运动，离心力是效果力，不能说物体受离心力的作用，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎2. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮半径是小轮半径的3倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑，则A、B两点的向心加速度大小之比为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B两点靠摩擦传动，具有相同的线速度，故A、B两点的线速度之比为1：1，则公式可知，A、B两点的向心加速度大小之比为1：3‎ 故选B。‎ ‎3. 关于万有引力定律，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 牛顿总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 B. 地球所有的同步卫星受到地球的万有引力大小都相等 C. 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 D. 若地球半径为，则在离地面高度处的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，故A错误；‎ B．地球所有的同步卫星受到地球的万有引力大小与卫星质量有关，故B错误；‎ C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于飞船和宇航员的向心加速度相等，都等于轨道处的重力加速度，飞船与宇航员之间没有力的作用，故C错误；‎ D．离地面高度处与地表两点分别到地心的距离之比为，根据 得 可知重力加速度之比为，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎4. 如图所示，实线表示某一电场中的电场线的分布情况，虚线为一带电粒子在电场中只受电场力作用时的运动轨迹。则下列判断中正确的是（　　）‎ A. 若粒子是从运动到，则粒子带正电；若粒子是从运动到，则粒子带负电 B. 不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子必带负电 C. 不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的加速度总是大于在点的加速度 D. 不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的电势能总是小于在点的电势能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据做曲线运动物体所受的合外力指向曲线的内侧，但不知电场线的方向，所以无法判断粒子带电性，选项AB错误；‎ C．电场线密的地方电场的强度大，可知B点场强大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大。所以不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的加速度总是大于在点的加速度，选项C正确；‎ D．根据受力指向轨迹凹侧及速度沿切线可以判断从A到B，电场力做负功，从B到A，电场力做正功，故在A点电势能小，选项D错误。‎ 故选C ‎5. 我国发射的“嫦娥四号”登月探测器已登陆月球表面，如图所示，嫦娥四号在环月圆轨道Ⅰ上的点实施变轨，进入近月的椭圆轨道Ⅱ，由近月点成功落月。下列关于“嫦娥四号”的说法，正确的是（　　）‎ A. 沿轨道Ⅱ运行至点时，需向前喷气才能成功落月 B. 沿轨道Ⅰ运行周期等于沿轨道Ⅱ运行的周期 C. 沿轨道Ⅱ运行时在点的加速度大于沿轨道Ⅰ运行时在点的加速度 D. 沿轨道Ⅱ运行时在点的速度大于沿轨道Ⅰ运行时在点的速度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行至点时要减速做近心运动才能成功落月，则需向前喷气，故A正确；‎ B．根据开普勒第三定律知，在轨道I上运动时的半径大于在轨道II上运行时的半长轴，故在轨道I上运行的周期要大，故B错误；‎ C．“嫦娥四号”运动的过程中万有引力产生加速度，根据牛顿第二定律有 得 则沿轨道Ⅱ运行时在点的加速度等于沿轨道Ⅰ运行时在点的加速度，故C错误；‎ D．“嫦娥四号”从轨道II的A点进入轨道I应加速做离心运动，则沿轨道Ⅱ运行时在点的速度小于沿轨道Ⅰ运行时在点的速度，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎6. 质量为的汽车，沿平直路面由静止开始启动，如果发动机的功率恒为，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，则汽车在启动过程中（　　）‎ A. 由于阻力大小一定，则汽车的加速度保持不变 B. 汽车先做匀加速运动，后做匀速运动 C. 由于功率恒定，汽车受到的牵引力保持不变 D. 汽车最终达到的最大速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．汽车在额定功率下运动，根据可知汽车受到的牵引力逐渐减小，根据可知汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大后做匀速运动，故A、B、C错误；‎ D．当牵引力等于阻力时，速度达到最大，故有 解得 故D正确；‎ 故选D。‎ ‎7. 两个完全相同的小金属球（皆可视为点电荷），所带电荷量之比为，它们在相距一定距离时相互作用的吸引力为，如果让它们充分接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为，则为（　　）‎ A B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】它们在相距一定距离时相互作用力为；两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2q，此时两球的库仑力，则为。‎ 故选A。‎ ‎8. 如图所示，质量为的小球在竖直向下的力作用下，将固定在地面上的竖直轻弹簧压缩，稳定后小球静止在距地面高度为处。若将力撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，小球到达最高点时距地面高度。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内，重力加 速度，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 小球从开始运动到离开弹簧的过程中，小球的动能一直增大 B. 小球在上升过程中机械能守恒 C. 小球动能最大时，弹簧弹性势能已全部转化为小球的动能 D. 撤去时，弹簧的弹性势能为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．撤去外力刚开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，小球向上加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹力减小，后来弹力小于重力，小球做减速运动，离开弹簧后，小球仅受重力作用而做竖直上抛运动，由此可知，小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能转化为动能和重力势能；小球在上升过程中，与弹簧接触的过程中小球的机械能增加，离开弹簧后小球的机械能守恒，故A、B错误；‎ C．小球动能最大时，小球受到的弹簧的弹力等于小球的重力，弹簧弹性势能没有全部转化为小球的动能，故C错误；‎ D．小球在上升过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能减小量等于小球的机械能增加量，则有 根据功能关系可得撤去时，弹簧的弹性势能为，故D正确；‎ 故选D。‎ 二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9. 用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点，是电荷连线的中点，、是连线中垂线上相对对称的两点，、和、也相对对称。则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 同一电荷在、两点只受电场力作用，加速度相同 B. 同一电荷在、两点只受电场力作用，加速度相同 C. 、、三点比较，带正电的试探电荷在点具有的电势能最多 D. 、、三点比较，若取无限远电势为零，则点电势大于零，点电势小于零 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同，这两点场强的方向均由B→C，方向相同，根据 同一电荷在、两点受到的电场力相同，根据牛顿第二定律，加速度相同，A正确；‎ B．根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点场强方向相同，根据 同一电荷在、两点受到的电场力相同，根据牛顿第二定律，加速度相同，B正确；‎ C．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，由图看出，E、O、F三点共线，所以三点电势相等，根据 带正电的试探电荷在E、O、F三点电势能相同，C错误；‎ D．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，若取无限远电势为零，则在中垂线上电势为零，电场线是由B指向C，沿电场线电势降低，则点电势大于零，点电势小于零，D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎10. 据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了 隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为处悬停后将药品静止释放，药品匀加速竖直下落了后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（　　）‎ A. 动能增加了 B. 重力势能减少了 C. 药品和地球组成的系统机械能不守恒且机械能减少了 D. 药品和地球组成的系统机械能守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．药物下落时的加速度 根据动能定理可知药物动能的增加量等于合外力的功 选项A错误； ‎ B．重力势能减少了 选项B正确；‎ CD．由于有阻力做功，则药品和地球组成的系统机械能不守恒，根据牛顿第二定律 解得 f=5N 则且机械能减少了 选项C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎11. 如图所示，平行板电容器两极板A、B与两端电压为的电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，充电完毕后，电容器所带电荷量为，此时悬线偏 离竖直方向的夹角为，则（　　）‎ A. 电容器的电容为 B. 将此电容器两板之间电压降为1V时，电容器的电容为 C. 保持S闭合，将A板向B板靠近，电容器所带电荷量减少 D. 断开S，将A板向B板靠近，夹角不变 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据电容的定义式可得 故A正确；‎ B．电容器的电容大小由本身决定，与所加的电压无关，故B错误；‎ C．根据电容的决定式可知，d减小，C增大；根据得，可知电压U不变，电容C增大，电荷Q增加，故C错误；‎ D．断开开关，由于Q不变，根据和以及，联立可得 可知，将A板向B板靠近，电场不变，小球受力情况不变，夹角不变，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎12. 如图所示，将质量为的摆球（大小可忽略）用长为的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，此时细 绳与竖直方向的夹角为，重力加速度，阻力不计。下列说法中正确的是（　　）‎ A. 摆球受到细绳的拉力为 B. 摆球的线速度大小为 C. 若细绳能承受的最大拉力为，要使细绳不被拉断，则小球做匀速圆周运动的速度不能超过 D. 若细绳能承受的最大拉力为，要使细绳不被拉断，则小球做匀速圆周运动的速度不能超过 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球受重力和拉力作用，如图所示 两个力的合力提供向心力，根据合成法得 故A正确；‎ B．根据牛顿第二定律得 代入数据可得 故B错误；‎ CD．细线能承受的最大拉力为20N，要使细线不被拉断，即T=20N时，线速度最大，小球受到重力和绳子拉力的作用，令细线与竖直方向的夹角为 在竖直方向有 在水平方向 代入数据解得 故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ 三、非选择题：本题共6小题，共计60分。‎ ‎13. 实验：观察电容器的充、放电现象，实验电路如图所示。‎ ‎(1)充电过程：把开关S接_____，电源给电容器充电，充电电流逐渐_____，电压表示数逐渐_____，直至充电完毕。‎ ‎(2)放电过程：把开关S接_____，电容器对电阻放电。放电电流由电容器的正极板经过流向电容器的负极板。电容器两极板所带电荷量减小，电势差_____，放电电流_____，直至放电完毕。‎ ‎【答案】 (1). 1 (2). 减小 (3). 增大 (4). 2 (5). 减小 (6). 减小 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2][3]充电过程：把开关S接1，电源给电容器充电，充电电流逐渐减小，电压表示数逐渐增大，直至充电完毕 ‎(2)[4][5][6]放电过程：把开关S接2，电容器对电阻放电。放电电流由电容器的正极板经过流向电容器的负极板。电容器两极板所带电荷量减小，电势差减小，放电电流减小，直至放电完毕。‎ ‎14. 某同学利用重锤落体运动进行“验证机械能守恒定律”实验。（重力加速度）‎ ‎(1)实验中得到的一条纸带如图所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，、、、、为纸带上连续的几个点，打点计时器通以的交流电。用最小刻度为的刻度尺测得，_____。‎ ‎(2)打下点时重锤速度的大小为_____（结果保留三位有效数字）。‎ ‎(3)若重锤的质量为，根据以上数据算出：当打点计时器打点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_____；打点计时器打点时，重锤的动能比开始下落时增加了_____（结果均保留三位有效数字）。‎ ‎(4)上一问中两值不等的原因_____。‎ ‎【答案】 (1). 6.41~6.45 (2). 1.11或1.12 (3). 0.628~0.632 (4). 0.616~0.627 (5). 重锤在下落过程中，要克服阻力做功消耗重力势能 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]最小刻度为的刻度尺，由图可知，由于读数误差‎6.41cm~‎6.45cm均可 ‎(2)[2]打下点时重锤速度的大小为 由于误差‎1.11m/s或‎1.12m/s均可 ‎(3)[3]打点计时器打点时重锤的重力势能比开始下落时减少量为 由于误差0.628J~0.632J均可 ‎[4]打点计时器打点时，重锤的动能比开始下落时增加量 由于误差0.616J~0.627J均可 ‎(4)[5]由上述分析可知，重锤重力势能的减小与动能的增加不相等，主要原因为重锤在下落过程中，要克服阻力做功消耗重力势能 ‎15. 关于火星生命存在的传闻一直不绝于耳，随着科技的发展，人类探索火星的脚步从未停止，探测火星也将成为我国航天事业的重点。假设人类发射的探测卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为，它到火星表面的距离为，已知卫星质量为，运行周期为，引力常量为，忽略其他天体对卫星的引力作用。求：‎ ‎(1)火星的质量；‎ ‎(2)火星表面处的重力加速度。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由万有引力定律得 解得 ‎(2)根据火星表面物体重力等于万有引力可得 由 代入得 ‎16. 如图所示，半径的圆弧轨道与水平轨道平滑相连，质量的小物块自点从静止开始下滑到圆弧轨道末端点后沿水平轨道向右运动，到点时速度刚好为零。已知小物块在圆弧轨道上克服摩擦力做功为，之间的距离，重力加速度。求： ‎ ‎(1)小物块滑到圆弧轨道点时速度的大小；‎ ‎(2)小物块滑到圆弧轨道点时，轨道对物块支持力的大小；‎ ‎(3)小物块与水平轨道之间的动摩擦因数。‎ ‎【答案】(1)；(2)17.2N；(3)0.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据动能定理 代入数据，解得 ‎(2)根据牛顿第二定律 解得支持力大小为 ‎(3)根据动能定理 解得 ‎17. 如图所示，质量为小铁球用长为的轻质细线悬于点，与点处于同一水平线上的点处有一个光滑的细钉，已知，在点给小铁球一个水平向左的初速度，发现小铁球恰能到达跟点在同一竖直线上的最高点，重力加速度为。求： ‎ ‎(1)小铁球到达点时速度的大小；‎ ‎(2)若不计空气阻力，则小铁球初速度的大小；‎ ‎(3)若用相同质量的木球以初速度从点开始向左运动，木球也恰好到达点，则木球由到的过程中克服空气阻力做了多少功。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小铁球恰能到达点，由题意得 解得 ‎(2)小铁球由到的过程中，根据动能定理有 解得 ‎(3)木球由到的过程中，根据动能定理有 解得 ‎18. 如图所示，竖直虚线左侧有一场强为的水平匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的竖直匀强电场，在虚线右侧距为处有一竖直的屏。现将一电子（电荷量为，质量为，重力不计）无初速度地放入电场中的点，最后电子打在右侧的屏上，点到的距离为，连线与屏垂直，交点为。求： ‎ ‎(1)电子到达虚线时的速度大小；‎ ‎(2)电子从释放到打到屏上所用的时间；‎ ‎(3)电子打到屏上的位置到点的距离。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)从点到的过程中，由动能定理得 解得 ‎(2)电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，由牛顿第二 定律和运动学公式解得 从到屏的过程中运动的时间 则运动的总时间为 ‎(3)设电子射出电场时平行电场线方向的速度为，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为 解得 如图所示，电子离开电场后，将速度方向反向延长交于电场的中点。由几何关系知 ‎，‎ 解得