2018-2019学年河北省张家口市高一下学期期末考试物理试卷（解析版） 14页

‎2018-2019学年河北省张家口市高一下学期期末考试 物理试卷 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项符合题目要求，第9～12题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）‎ ‎1.关于物体的受力和运动,下列说法正确的是(　　)‎ A. 物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变 B. 物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向 C. 物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变 D. 做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不可能一直不变，当速度与力的夹角小于90°时，速度一定增加；当速度与力的夹角大于90°时，速度一定减小，选项A错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，选项B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小不一定改变，例如匀速圆周运动，选项C错误；做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，选项D正确。‎ ‎2.如图所示，飞机水平飞行时向下投出一重物，不计空气阻力，图中虚线为重物的运动轨迹.下列表示重物在P位置时速度和加速度方向的箭头分别是 A. ①、② B. ②、① C. ②、③ D. ③、②‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 曲线运动的速度方向沿轨迹上该点的切线方向，加速度指向轨迹弯曲的内侧，由此分析即可．‎ ‎【详解】‎ 根据曲线运动的速度方向沿轨迹上的切线方向，加速度指向轨迹弯曲的内侧，可知，重物在P位置时速度方向为②，加速度方向为③。故ABD错误，C正确。‎ 故选：C ‎3.正在地面上行驶的汽车重力，通过前面的一个拱桥，若汽车通过拱桥时不离开地面，下列说法正确的是 A. 汽车速度越大，则汽车对地面的压力也越大 B. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有超重感觉 C. 只要汽车行驶速度不为0，驾驶员对座椅压力大小都等于G D. 只要汽车的行驶速度不为0，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对汽车研究，根据牛顿第二定律得:，则得，可知速度v越大，地面对汽车的支持力N越小，则汽车对地面的压力也越小，故A错误.‎ B.如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，驾驶员具有向下的加速度，处于失重状态，故B错误.‎ CD.汽车过凸形桥的最高点行驶速度不为0，汽车和驾驶员都具有向下的加速度，处于失重状态，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力，而驾驶员的重力未知，所以驾驶员对座椅压力范围无法确定，故C错误，D正确.‎ ‎4.如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球。在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A。把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间（细绳没有断），下列说法正确的是 A. 小球的向心加速度突然增大到原来的3倍 B. 小球的线速度突然增大到原来的3倍 C. 小球的角速度突然增大到原来的1.5倍 D. 细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】B.小球摆下后由机械能守恒可知：，因小球下降的高度相同，故小球到达最低点时的线速度相同，故B错误.‎ C.由于半径变为原来的，根据v=rω可得，小球的角速度突然增大到原来的3倍，故C错误.‎ A.根据,可知半径变为原来的，向心加速度突然增大到原来的3倍，故A正确.‎ D.在最低点由：,可得，半径改变前，半径变为原来的时，可知，则拉力变为原来的倍；故D错误.‎ ‎5.甲、乙两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度高于甲的运行高度。两卫星轨道均可视为圆形轨道。以下判断正确的是 A. 甲的周期小于乙的周期 B. 乙的速度大于第一宇宙速度 C. 甲的加速度大于乙的加速度 D. 甲在运行时，能经过北极正上方 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星的向心力由万有引力提供有，所以有：周期，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的周期小于乙的周期，故A正确；因为第一宇宙速度是近地卫星的运行速度可知，乙的轨道大于地球的半径，故乙的速度小于第一宇宙速度，所以B错误；加速度，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的加速度大于乙的加速度，故C正确；甲是同步卫星，甲的轨道只能在赤道上空，故甲在运行时不能经过北极正上方，所以D错误。‎ ‎6.据报道，嫦娥一号和嫦娥二号绕月飞行的圆形工作轨道距月球表面分别约为‎200km和‎100km ，运行速率分别为v1 和v2 ,那么v1 和v2的比值为（月球半径取‎1700km）（ ）‎ A. 18/19 B. 19/18‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动，由万有引力提供向心力有可得（M为月球质量，r为轨道半径），它们的轨道半径分r1=‎1900km、r2=‎1800km，则。‎ ‎7.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（ ）‎ A. v B. 2v C. v D. 3v ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设小船相对静水的速度为 ，河的宽度为d，‎ 则去程时过河的时间为 ‎ 回程时船头与河岸所成角度为 ，回程的时间 ‎ 由题意知 ‎ ‎ ‎ 回程时水流方向合速度为零即： ‎ 解得 故B对；ACD错；‎ 综上所述本题答案是：B ‎8.如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态。现贴着下板迅速插入一定厚度的金属板，则在插入过程中 A. 电容器的带电量减小 B. 电路将有逆时针方向的短暂电流 C. 带电液滴仍将静止 D. 带电液滴将向下做加速运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.插入一金属板相当于极板间距离变小了，根据决定式，知电容增大，电势差不变，则Q=CU知，电容器带电量增大，电路中有逆时针方向的短暂电流；故A错误，B正确.‎ CD.电势差不变，d减小，则电场强度增大，带电液滴所受的电场力增大，使得电场力大于重力，将向上做加速运动；故C，D均错误.‎ ‎9.起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到额定功率P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止。则 A. 重物的最大速度 B. 重物匀加速运动的加速度 C. 钢绳的最大拉力为mg D. 钢绳的最大拉力为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.重物以最大速度为v2匀速上升时，F=mg，所以；故A正确.‎ CD.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得；故C错误，D正确.‎ B.重物做匀加速运动的加速度；故B错误.‎ ‎10.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，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，R同时在等势面b上，据此可知 A. 三个等势面中，c的电势最低 B. 带电粒子在P点的电势能比在Q点的大 C. 带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的大 D. 带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上，故c点电势最高；故A错误.‎ B.利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大；故B正确.‎ C.只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和；故C错误.‎ D.带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向与等势面垂直；故D正确.‎ ‎11.如图所示，内壁光滑的圆锥筒固定不动，圆锥筒的轴线沿竖直方向。两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动的轨道半径之比rA∶rB=2∶1，取圆锥筒的最低点C为重力势能参照面，则A、B两球 A. 运动周期之比TA∶TB=2∶1‎ B. 速度之比vA∶vB=∶1‎ C. 机械能之比EA∶EB=2∶1‎ D. 向心加速度之比aA∶aB=∶1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的和提供向心力，结合牛顿第二定律列出向心力与线速度、角速度、向心加速度的表达式，从而进行求解．‎ 设支持力和竖直方向上的夹角为θ，根据牛顿第二定律得：，解得，因为A、B圆运动的半径之比为2：1，所以，，‎ ‎，AD错误B正确；从以上分析可知，根据几何知识可知，故，由于机械能为动能和重力势能之和，故EA∶EB=2∶1，C正确．‎ ‎12.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（ ）‎ A. 偏转电场对三种粒子做功一样多 B. 三种粒子一定打到屏上的同一位置 C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同 D. 三种粒子打到屏上时速度一样大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由动能定理定理可求得粒子刚进入偏转电场时的速度。粒子进入偏转电场中做类平抛运动，由分位移公式得到粒子在偏转电场中的偏转距离，再由几何关系可明确粒子打在屏上的位置。根据电场力做功W=Eqy可分析偏转电场对粒子做功大小关系，结合动能定理分析粒子打到屏上时速度关系。‎ ‎【详解】粒子在加速电场中加速，由动能定理可知：qU1=mv02-0；解得：v0=；粒子在加速电场中的运动时间：；粒子在偏转电场中做类平抛运动，运动时间：；在偏转电场中竖直分位移：；联立得，y与q、m 无关，所以三种粒子在偏转电场中轨迹重合，离开偏转电场后粒子做匀速直线运动，因此三种粒子一定打到屏上的同一位置；加速电场对粒子做功为 W1=qU1，q和U1相等，所以加速电场E1对三种粒子做功相等。偏转电场E2对粒子做功：W2=qE2y，q、E2、y相等，则知偏转电场E2对三种粒子做功相等。故AB正确。离开偏转电场后粒子的运动时间：；粒子运动到屏上所用时间 t=t1+t2+t3=（‎2L1+L2+L3）；因为m/q不等，所以t不等，故C错误。对整个过程，根据动能定理得 W=mv2−0，由于W相等，m不等，所以v不等，即三种粒子打到屏上时速度不等，故D错误。故选AB。‎ 二、实验题（本大题共2小题，共14分。请将答案填写在答题卡上相应的位置）‎ ‎13.用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是_________‎ ‎ ‎ A. 为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动 B. 每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样 C. 可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 D. 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小车在水平面运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化。所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功；故A正确；‎ B.实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同；故B正确；‎ C.每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，…，即通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值；故C正确.‎ D.由于小车在橡皮筋的作用下而运动，橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关，故只需测出最大速度即可，不需要测量平均速度；故D错误.‎ 故填ABC.‎ ‎14.‎ 某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。装置中的气垫导轨工作时可使滑块悬浮起来，以减小滑块运动过程中的阻力。实验前已调整气垫导轨底座保持水平，实验中测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上遮光条由图示初始位置到光电门的距离x。‎ ‎（1）若用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则可计算出滑块经过光电门时的速度为___。‎ ‎（2）要验证系统的机械能守恒，除了已经测量出的物理量外还需要已知_____。‎ ‎（3）本实验通过比较_____和______在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒。‎ ‎【答案】 (1). (2). 当地的重力加速度 (3). mgx (4). ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）因为光电门的宽度非常小，所以通过其的平均速度可认为是瞬时速度，故通过光电门的速度为 ‎（2）系统下降距离x时，重力势能的减小量为，系统动能的增量为，可知还需要测量当地的重力加速度 ‎（3）只需满足即可验证，所以比较 重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可 考点：考查了机械能守恒实验 三、计算题（本大题共4小题，共38分。解答时请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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.“嫦娥四号”卫星从地球经地一月转移轨道，在月球附近制动后进入环月轨道，然后以大小为v的速度绕月球表面做匀速圆周运动，测出其绕月球运动的周期为T，已知引力常量G，月球的半径R未知，求：‎ ‎（1）月球表面的重力加速度大小；‎ ‎（2）月球的平均密度。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在月球表面，万有引力等于重力，重力加速度等于向心加速度 以上各式联立得 ‎（2）“嫦娥四号”卫星绕月球表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 ‎ ‎ 由密度公式： ‎ 球体的体积公式为 联立以上各式得 ‎16.如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则 ‎（1）求小球A与B之间库仑力的大小；‎ ‎（2）当时，求细线上拉力和斜面对小球A的支持力。‎ ‎【答案】(1) (2) ,‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由库仑定律得库仑力大小为 ‎（2）以小球为研究对象，对其进行受力分析如图所示：‎ 沿斜面和垂直斜面两个方向进行力的正交分解.‎ 沿斜面方向：‎ 沿垂直斜面方向：‎ 由题设条件： ‎ 联立以上三式得：，.‎ ‎17.如图，ACB是一条足够长的绝缘水平轨道，轨道CB处在方向水平向右、大小的匀强电场中，一质量m＝‎0.25kg、电荷量的可视为质点的小物块，在距离C点L0＝‎5.5m的A点处，以初速度v0＝‎12m/s开始向右运动.已知小物块与轨道间的动摩擦因数，取g＝‎10m/s2，求：‎ ‎（1）小物块到达C点时的速度大小；‎ ‎（2）小物块在电场中运动离C点的最远距离；‎ ‎（3）小物块在电场中运动的时间.（结果可以用根式表示）‎ ‎【答案】（1） (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据牛顿第二定律，小物块的加速度:‎ ‎ ‎ 小物块到达C点的速度大小： ‎ 解得：‎ ‎（2）根据牛顿第二定律，小物块向右减速的加速度 ‎ ‎ 小物块向右运动的时间 ‎ 小物块向右运动的位移 ‎ ‎（3）由于，所以小物块匀减速后反向向左加速，直到滑出电场.‎ 根据牛顿第二定律，小物块向左加速的加速度 小物块在电场中向左运动的时间 小物块在电场中运动的总时间 ‎18.如图是弹簧枪发射钢珠前，测量弹簧的弹性势能的装置，M为半径R＝‎1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为钢珠接收罩，它是一个与轨道的最低点A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的弹簧枪（枪的水平长度远小于M的半径），可向M轨道发射速度不同的质量均为m＝‎0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。取g＝‎10m/s2。‎ ‎（1）某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上；求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能；‎ ‎（2）另一次发射的小钢珠沿轨道从B点水平飞出后落到N上的位置与A点水平距离为s＝‎4.8m，求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在B处对小钢珠进行受力分析，由牛顿第二定律 得:‎ 从发射钢珠到上升至B点过程，由机械能守恒定律:‎ ‎ ‎ 得: ‎ ‎（2）钢珠做平拋运动，有 联立解得 ‎ 由机械能守恒定律 ‎ 得