山东省青岛胶州市2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含解析 15页

‎2019—2020学年度第二学期第二学段模块检测高一物理试题 ‎2020.07‎ ‎1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写到相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。‎ ‎2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。‎ ‎3.请按照题号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。答题卡面清洁、不折叠、不破损。‎ 第Ⅰ卷（选择题 共48分）‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一个选项符合题意，9~12题有多个选项符合题意，全选对的得4分，对但不全的得2分，选错或不答的得0分。‎ ‎1. 下列说法中正确的是(　　)‎ A. 伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B. 根据表达式F＝G可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 在由开普勒第三定律得出的表达式＝k中，k是一个与中心天体无关的常量 D. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故A错误；‎ B．表达式适用于质点间引力的计算，当趋近于零时，物体不能看成质点，该不再成立，所以不能得到万有引力趋近于无穷大的结论，故B错误；‎ C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，是一个与中心天体质量有关的常量，故C错误；‎ D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确；‎ 故选D。‎ - 15 -‎ ‎2. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　）‎ A. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 B. 在铁路的转弯处，通常要求内轨比外轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 C. 杂技演员表演“水流星”通过最高点时，水对桶底的作用力可能为零 D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了失重现象 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎ 【详解】 ‎ A．汽车通过凹形桥的最低点时 ‎ ‎ ‎ 支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，车对桥的压力大于汽车的重力，选项A错误； ‎ B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，选项B错误； ‎ C．杂技演员表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足 ‎ ‎ ‎ 即 ‎ ‎ ‎ 则此时水对桶底的作用力为零，选项C正确； ‎ D．洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象，选项D错误。 ‎ 故选C ‎ ‎3. 如图，一个小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（　　）‎ - 15 -‎ A. 受重力和支持力 B. 受重力、支持力和压力 C. 受重力、支持力和向心力 D. 受重力、压力和向心力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，小球受重力和漏斗壁的支持力作用，两个力的合力提供做圆周运动的向心力。‎ 故选A。‎ ‎4. 如图，一质点沿螺旋线自外向内运动，己知其走过的弧长s与时间t成正比，则关于该质点运动下列说法正确的是（　　）‎ A. 线速度大小变大，角速度大小不变 B. 线速度大小变小，角速度大小变小 C. 线速度大小不变，角速度大小变小 D. 线速度大小不变，角速度大小变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】因走过的弧长s与时间t成正比，即 s=kt 根据 可知线速度大小不变；由于从外向里半径逐渐减小，则由 v=ωr 可知角速度大小变大。故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎5. 不计空气阻力，将一石块从H高处水平抛出，物体下降高度为h，下列图象中描述石块重力势能EP随h变化关系可能正确的是（　　）‎ - 15 -‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，重力做正功，重力时能一定减小，设地面为零势能面，则初态的重力时能为EP0=mgH，随着高度的降低，物体的重力时能EP=mgH-mgh，故A正确，BCD错误．故选A.‎ ‎6. 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 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】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，故ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎7. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为2m的小球B - 15 -‎ ‎，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（已知重力加速度为g，且不计空气阻力）（　　）‎ A. B. C. D. 0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】小球A下降h过程，根据动能定理，有mgh﹣W1=0‎ 小球B下降h过程，根据动能定理，有:2m•gh﹣W1=﹣0‎ 联立解得 ，故选B.‎ ‎8. 如图，从空中以30m/s的初速度平抛一质量m=1kg的物体，物体在空中运动4s落地，不计空气阻力，g=10m/s2，则物体下落过程中的重力做功的平均功率和落地前瞬间重力的瞬时功率分别为（　　）‎ A. 400W，200W B. 200W，400W C. 200W，500W D. 400W，500W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以物体落地瞬间竖直方向上的速度为 则落地瞬间重力的瞬时功率为 物体在竖直方向上的位移为 - 15 -‎ 则重力做功为 则重力的平均功率为 B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎9. 图示为点电荷Q产生的电场的三条电场线，下列说法正确的是（　　）‎ A. Q可能是正电荷且EA＞EB B. Q可能是正电荷且EA＜EB C. Q可能是负电荷且EA＞EB D. Q可能是负电荷且EA＜EB ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电场线分布可知，Q可能是正电荷，也可能是负电荷；电场线的疏密表示电场强度的强弱，据图可知，A点的电场线密集，B点的稀疏，故A点的场强大，B点的场强小，EA＞EB，与产生该电场的点电荷的电性无关，故AC正确，BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎10. 如图，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，下列说法正确的是（　　）‎ A. 两轮转动的周期之比为1：2 B. 前轮和后轮的角速度之比为1∶1‎ C. A点和B点的线速度大小之比为1∶2 D. A点和B点的向心加速度大小之比为2∶1‎ - 15 -‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】C．A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以线速度大小相等，即A点和B点的线速度大小之比为1:1 ，故C错误；‎ AB．根据v=ωr可知在线速度相等的情况下，角速度与半径成反比，所以前轮和后轮的角速度之比为2∶1；由可知两轮转动的周期之比为1:2，故B错误，A正确；‎ D．由知在线速度相等的情况下，向心加速度与半径成反比，所以A点和B点的向心加速度大小之比为2∶1，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎11. 两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1：3，相距为r时库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】若两个相同的带电导体小球带异种电荷，设一个小球带电量为大小Q，则另一个为大小3Q，根据库仑定律，两球接触前 接触再分开后，两球带同种电荷，因此两球带电量大小分别为 由库仑定律，此时库仑力的大小 若两个相同的带电导体小球带同种电荷，两球接触前 接触再分开后，两球带同种电荷，两球带电量大小分别为2Q，由库仑定律，此时库仑力的大小 - 15 -‎ 故AD正确，BC错误。‎ 故选AD。‎ ‎12. 如图所示，极地轨道卫星的运行轨道可视为圆轨道，其轨道平面通过地球的南北两极．若已知一个极地轨道卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为t，已知地球半径为R（地球视为均匀球体），地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，由以上已知量可以求出：‎ A. 该卫星的运行周期 B. 该卫星距地面的高度 C. 该卫星的质量 D. 地球的质量 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 一个极地轨道卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为个周期，所以该卫星的运行周期T=3t，故A正确；‎ B. 卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，得：‎ 解得周期 由黄金替换式 由该卫星距地面的高度 - 15 -‎ 故B正确；‎ C. 卫星围绕地球做圆周运动，卫星的质量被约掉了，所以不能求出该卫星的质量，故C错误；‎ D.在地球表面有 ‎ 地球质量 故D正确．‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共52分）‎ 二、实验题：本题共2小题，共12分。‎ ‎13. 在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。‎ ‎(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是_______。‎ A．使斜槽的末端始终保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．固定白纸的木板必须调节成竖直 D．每次必须由静止释放小球 E．将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用直尺将点连成折线 ‎(2)图是该同学用一张印有小方格的纸记录的部分轨迹，小方格的边长为L，当地的重力加速度为g，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球的平抛初速度的表达式为______。‎ ‎【答案】 (1). ACD (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] A．使斜槽的末端始终保持水平，这样才能保障小球做平抛运动，故A正确；‎ - 15 -‎ BD．每次释放小球的位置必须相同且从静止释放，这样每次小球做平抛运动初速度相同，描绘的轨迹才是同一个平抛运动的轨迹，故B错误，D正确；‎ C．固定白纸的木板必须调节成竖直，小球不受木板的阻力作用，保证小球做平抛运动，故C正确。‎ 故选择ACD。‎ ‎ (2)[2] ab、bc、cd水平距离相等，说明时间间隔相等，设为，小球竖直方向做匀加速直线运动，由匀加速直线运动规律可得 水平方向匀速运动，则有 联立可得小球的平抛初速度的表达式为 ‎14. 某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm，打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2，重锤质量为1kg，计算结果保留三位有效数字。‎ ‎(1)重物在2点速度v2＝_____m/s，在5点的速度v5＝_______m/s，重物从2点到5点过程中动能增加量ΔEk＝_________J，重力势能减少量ΔEp＝______J，由以上可得出实验结论是：_________。‎ ‎(2)重物获得的动能往往________（填“大于”“小于”“等于”）减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是___________。‎ ‎【答案】 (1). 1.37 (2). 1.95 (3). 0.956 (4). 0.974 (5). 在误差允许的范围内，系统的机械能守恒 (6). 小于 (7). 指针和纸带间存在摩擦，空气阻力的存在 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]重物在2点的速度 - 15 -‎ ‎[2]在5点的速度 ‎[3]重物从2点到5点过程中动能增加量 ‎[4]重力势能减少量 ‎[5]可得出实验结论是在误差允许的范围内，机械能守恒 ‎(2)[6][7]重物获得的动能往往小于减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是：实验中重物下落时，指针和纸带间存在摩擦，空气阻力的存在，要克服阻力做功。‎ 三、计算题：本题共4小题，共40分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎15. 直升机空投物资时，直升机可以停留在空中不动，设向下弹射出的物资离开直升机后由于降落伞的作用立即在空中匀速下落，无风时落地速度为5m/s。若直升机停留在离地面100m高处以相同速度向下弹射物资，由于水平恒定风力的作用，使降落伞和物资在水平向西的方向上以0.6m/s2的加速度由静止开始匀加速运动，求：‎ ‎(1)物资落地时速度的大小；‎ ‎(2)物资在下落过程中水平方向移动的距离。‎ ‎【答案】(1)13m/s；(2)120m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等，即 物资落地时 - 15 -‎ 物资落地速度为 ‎（2）物资水平方向的移动的距离 ‎16. 移居火星是人类的梦想。已知火星质量约是地球质量的十分之一，火星半径约是地球半径的二分之一，地球表面的重力加速度取10m/s2；不久的将来设想在火星城举行宇宙奥运会，“地球国”将派出获得国际田联钻石联赛奥斯陆站男子跳高比赛冠军的张国伟参赛。张国伟在地球上跳起的最大高度为1.4m，设他在火星城上起跳的速度与在地球上起跳的速度相同，则他在宇宙奥运会上的跳起的最大高度为多少。‎ ‎【答案】3.5m ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力定律可得运动员在地球表面时，有 在火星表面时，有 所以地球表面和火星表面的重力加速度之比 设运动员在宇宙运动会上的跳高成绩为h火 则由 得 - 15 -‎ 所以 ‎17. ‎ 如图，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个质量m =4.0×10-4kg的带电小球（可视为质点），小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ= 。已知匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g =10m/s2，sin =0.6，cos=0.8 ，求： ‎ ‎(1)小球所带电荷的电荷量和电性； ‎ ‎(2)细绳对小球拉力的大小； ‎ ‎(3)将电场改为竖直向上，大小不变，小球回到最低点时速度的大小。 ‎ ‎【答案】(1)正电；1×10－6C；(2)5.0×10－3N；(3)1m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对小球受力分析可得小球带正电，则有 解得 q=1×10－6C ‎(2)小球受重力mg、绳的拉力T和静电力F作用，如图所示 根据共点力平衡条件和图中几何关系有 - 15 -‎ 解得 T=5.0×10－3N ‎(3)将电场改为竖直向上后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有 解得 v=1m/s ‎18. 如图，水平桌面上质量的小球在水平拉力的作用下从A点由静止运动了后从桌面的右端点B水平抛出后恰好从C点沿切线方向滑入一个光滑圆弧形轨道。O是圆弧的圆心，θ是OC与竖直方向的夹角。已知：小球受到桌面的摩擦力 ，，圆弧轨道半径，，求：‎ ‎(1)小球运动到B点时的速度；‎ ‎(2)B点与C点的竖直高度h；‎ ‎(3)小球到达D点对圆弧面的压力大小。‎ ‎【答案】(1)4m/s；(2)0.45m；(3)27N ‎【解析】‎ ‎ 【详解】 ‎ ‎（1）从A到B动能定理可得 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ ‎（2）在C点 ‎ - 15 -‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ 可得 ‎ ‎ ‎ ‎（3）小球在C点的速度 ‎ ‎ ‎ 从C到D由机械能守恒定律可得 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ 在D点由受力分析可得 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ 由牛顿第三定律可得，小球对圆弧面的压力大小为27N ‎ - 15 -‎