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2020-2021学年吉林省长春市实验中学高一下学期期末考试物理试卷
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这是一份2020-2021学年吉林省长春市实验中学高一下学期期末考试物理试卷，共7页。
一、本题共14小题，每小题4分，共计56分。1～8题只有一项符合题目要求，9～14题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.
1．在电场中，下列说法正确的是( )
A．某点的电场强度大，该点的电势一定高
B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大
C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零
D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零
2.正电荷q在静电力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,则它所在的电场可能是下图中的( )
3．一物体在互相垂直的两个恒力F1、F2作用下由静止开始运动一段位移，F1对物体做功3 J，F2对物体做功4 J，则F1与F2的合力对物体做功为( )
A．5 J B．6 J C．7 J D．8 J
4．有一质量为的木块，从半径为的圆弧曲面上的点滑向点，如图所示，如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（ ）
A．木块所受的合力为零
B．因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零
C．重力和摩擦力的合力做的功为零
D．重力和摩擦力的合力为零
5．有一条长为2 m的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30°，另一半长度竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条沿斜面向上滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为(g取10 m/s2)( )
A．2.5 m/s B.eq \f(5\r(2),2) m/s C.eq \r(5) m/s D.eq \f(\r(35),2) m/s
6． 在匀强电场中，将一质量为m、电荷量为q的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。则匀强电场的场强大小为( )
A．最大值是eq \f(mgtanθ,q) B．最小值为eq \f(mgsinθ,q) C．唯一值是eq \f(mgtanθ,q) D．以上都不对
7．如图所示，在圆心为O、半径为R的圆周上等间距分布着三个电荷量均为q的点电荷a、b、c，其中a、b带正电，c带负电，O点为圆心，静电力常量为k。下列说法正确的是（ ）
A．a、b间的库仑力大小为
B．b、c间的库仑力大小为
C．a、b在O点产生的场强，方向O→c
D．a、b、c在O点产生的场强，方向O→c
8.空间有一沿x轴分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示,设电场强度沿x轴正方向时为正.x1和x2为x轴上的两点.一正电荷(重力不计)沿x轴正方向由x1运动到x2过程中,下列说法正确的是( )
A.该电荷所受的静电力先减小后增大
B.电场强度先向x轴负方向后向x轴正方向
C.该电荷的动能逐渐增大
D.静电力先做正功后做负功
9. 两个半径相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（ ）
A. B. C. D.
10．如图所示，在O点处放置一点电荷＋Q，a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点，aecf平面与bedf平面垂直，则下列说法中正确的是 ( )
A．b、d两点的电场强度相同
B．a、f两点的电势相等
C．点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，电场力不做功
D．图中Oa两点之间的电势差与Ob两点之间的电势差不同
11．质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，第一秒内受到3N的水平外力作用，第二秒内受到同方向的2N的水平外力作用。下列判断正确的是（ ）
A．2s内外力的平均功率是6.25W
B．第2秒内外力所做的功是12.5J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．第1秒内与第2秒内物体动能增加量的比值是9：25
12．如图所示，一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从位置甲处移动到乙处。θ＝60°，重力加速度为g，则力F所做的功为( )
A.若F为恒力，则F所做的功为 eq \f(1,2)mgL
B．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙， 则F所做的功为 eq \f(1,2)mgL
C. 若F为恒力，则F所做的功为eq \f(\r(3),2)FL
D．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙，则F所做的功为eq \f(\r(3),2)FL
13．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是( )
A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B．匀强电场的电场强度大小为10 V/m
C．匀强电场的电场强度方向为由C指向A
D．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1．6×10－19 J
14． 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则( )
A．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小
D．电容器的电容减小，极板所带电荷量将减小
第Ⅱ卷（非选择题 共44分）
二．实验题（10分）
15.(10分)如图是用“自由落体法”验证机械能守恒定律的实验装置(g取9.80 m/s2)。
选一条清晰的纸带,如图甲所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,对打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA=12.41 cm,OB=18.90 cm,OC=27.06 cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为1.00 kg。（1）观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在甲图纸带的_____________(填“左”或“右”)端．
甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了____________J（结果保留三位有效数字）;在实验中发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是____________________.(只需说明一种即可)
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴、以 QUOTE v2为纵轴作出了如图乙所示的图线,图线的斜率近似等于_______________。
A.19.6 B.9.8
图线未过原点O的原因是_____________________________________________。
三．计算题（本题共34分，其中16题12分，17题10分，18题12分，解答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。）
16.(12分)如图所示,质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角,已知AO的水平距离为d,不计重力。求:
(1)从A点到B点所用的时间。
(2)粒子在B点的速度大小。
(3)匀强电场的电场强度大小。
17.(10分)如图所示，物块A、B、C的质量分别为m、2m、m,并均可视为质点，三个物块用轻绳通过轻质滑轮连接，在外力作用下现处于静止状态，此时物块A置于地面，物块B与C、C到地面的距离均是L,现将三个物块由静止释放。若C与地面、B与C相碰后速度立即减为零，A距离滑轮足够远且不计一切阻力，重力加速度为g.求：
(1)物块C刚要落地时的速度大小；
(2)物块A由最初位置上升的最大高度；
18．(12分)如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2 m，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接。一带正电、质量为的物块（可视为质点），置于水平轨道上的A点。已知A、B两点间的距离为L=1.0 m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度为g=10 m/s2。
（1）若物块在A点以初速度向左运动，恰好能到达圆周的最高点D，则物块的初速度应为多大？
（2）若整个装置处于方向水平向左、场强大小为的匀强电场中（图中未画出），现将物块从A点由静止释放，求物块在以后运动过程中的最大动能；
（3）在（2）问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程。
长春市实验中学2020-2021学年下学期期末考试
高一物理试卷
参考答案：
1 D 2 D 3 C 4 C 5 B 6 B 7 D 8.B
9.CD 10BC 11AC 12 BC 13ACD 14BD
15【解析】(1)左；ΔEp=mg·OB=1.00×9.80×18.90×10-2 J≈1.85 J;
受空气阻力影响或纸带与限位孔摩擦影响 (其他合理答案均给分)
(2)B 先释放了纸带,再合上打点计时器的开关
16、解析(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场,水平方向做匀速直线运动,则有:t=。
(2)由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角,则粒子在B点的速度大小v=v0。
(3)根据牛顿第二定律得:a=
将粒子射出电场的速度v进行分解,则有vy=at=又vy=v0 tan 45°
联立解得E=。
答案(1) (2)v0 (3)
17.(10分)
(1)3mgL-mgL=4mv12 v1=
2mgL-mgL= 3mv22-3mv12 v2=
mgh= mv22 h=5l/6
H`=h+2L=17L/6
18.(1)
（2）对物块，假设物块能滑到C点，从A至C过程，由动能定理得：
qE(L+R)–mgR–μmgL=mvC2–0
可得vC=0，故物块始终没有脱离轨道
对物块受力分析，可知故物块在以后运动过程中速度最大时位于B点左侧圆弧上，其与圆心的连线与OB的夹角为θ，
F(L+Rsinθ)-μmgL-mgR(1-csθ)=Ek
Ek=）J=4.32J
（3）对物块，由释放至B点速度为0的过程中，由动能定理得：qEL–μmgs=0
解得总路程为：
一、本题共14小题，每小题4分，共计56分。1～8题只有一项符合题目要求，9～14题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.
1．在电场中，下列说法正确的是( )
A．某点的电场强度大，该点的电势一定高
B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大
C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零
D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零
2.正电荷q在静电力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,则它所在的电场可能是下图中的( )
3．一物体在互相垂直的两个恒力F1、F2作用下由静止开始运动一段位移，F1对物体做功3 J，F2对物体做功4 J，则F1与F2的合力对物体做功为( )
A．5 J B．6 J C．7 J D．8 J
4．有一质量为的木块，从半径为的圆弧曲面上的点滑向点，如图所示，如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（ ）
A．木块所受的合力为零
B．因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零
C．重力和摩擦力的合力做的功为零
D．重力和摩擦力的合力为零
5．有一条长为2 m的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30°，另一半长度竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条沿斜面向上滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为(g取10 m/s2)( )
A．2.5 m/s B.eq \f(5\r(2),2) m/s C.eq \r(5) m/s D.eq \f(\r(35),2) m/s
6． 在匀强电场中，将一质量为m、电荷量为q的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。则匀强电场的场强大小为( )
A．最大值是eq \f(mgtanθ,q) B．最小值为eq \f(mgsinθ,q) C．唯一值是eq \f(mgtanθ,q) D．以上都不对
7．如图所示，在圆心为O、半径为R的圆周上等间距分布着三个电荷量均为q的点电荷a、b、c，其中a、b带正电，c带负电，O点为圆心，静电力常量为k。下列说法正确的是（ ）
A．a、b间的库仑力大小为
B．b、c间的库仑力大小为
C．a、b在O点产生的场强，方向O→c
D．a、b、c在O点产生的场强，方向O→c
8.空间有一沿x轴分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示,设电场强度沿x轴正方向时为正.x1和x2为x轴上的两点.一正电荷(重力不计)沿x轴正方向由x1运动到x2过程中,下列说法正确的是( )
A.该电荷所受的静电力先减小后增大
B.电场强度先向x轴负方向后向x轴正方向
C.该电荷的动能逐渐增大
D.静电力先做正功后做负功
9. 两个半径相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（ ）
A. B. C. D.
10．如图所示，在O点处放置一点电荷＋Q，a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点，aecf平面与bedf平面垂直，则下列说法中正确的是 ( )
A．b、d两点的电场强度相同
B．a、f两点的电势相等
C．点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，电场力不做功
D．图中Oa两点之间的电势差与Ob两点之间的电势差不同
11．质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，第一秒内受到3N的水平外力作用，第二秒内受到同方向的2N的水平外力作用。下列判断正确的是（ ）
A．2s内外力的平均功率是6.25W
B．第2秒内外力所做的功是12.5J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．第1秒内与第2秒内物体动能增加量的比值是9：25
12．如图所示，一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从位置甲处移动到乙处。θ＝60°，重力加速度为g，则力F所做的功为( )
A.若F为恒力，则F所做的功为 eq \f(1,2)mgL
B．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙， 则F所做的功为 eq \f(1,2)mgL
C. 若F为恒力，则F所做的功为eq \f(\r(3),2)FL
D．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙，则F所做的功为eq \f(\r(3),2)FL
13．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是( )
A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B．匀强电场的电场强度大小为10 V/m
C．匀强电场的电场强度方向为由C指向A
D．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1．6×10－19 J
14． 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则( )
A．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小
D．电容器的电容减小，极板所带电荷量将减小
第Ⅱ卷（非选择题 共44分）
二．实验题（10分）
15.(10分)如图是用“自由落体法”验证机械能守恒定律的实验装置(g取9.80 m/s2)。
选一条清晰的纸带,如图甲所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,对打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA=12.41 cm,OB=18.90 cm,OC=27.06 cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为1.00 kg。（1）观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在甲图纸带的_____________(填“左”或“右”)端．
甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了____________J（结果保留三位有效数字）;在实验中发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是____________________.(只需说明一种即可)
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴、以 QUOTE v2为纵轴作出了如图乙所示的图线,图线的斜率近似等于_______________。
A.19.6 B.9.8
图线未过原点O的原因是_____________________________________________。
三．计算题（本题共34分，其中16题12分，17题10分，18题12分，解答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。）
16.(12分)如图所示,质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角,已知AO的水平距离为d,不计重力。求:
(1)从A点到B点所用的时间。
(2)粒子在B点的速度大小。
(3)匀强电场的电场强度大小。
17.(10分)如图所示，物块A、B、C的质量分别为m、2m、m,并均可视为质点，三个物块用轻绳通过轻质滑轮连接，在外力作用下现处于静止状态，此时物块A置于地面，物块B与C、C到地面的距离均是L,现将三个物块由静止释放。若C与地面、B与C相碰后速度立即减为零，A距离滑轮足够远且不计一切阻力，重力加速度为g.求：
(1)物块C刚要落地时的速度大小；
(2)物块A由最初位置上升的最大高度；
18．(12分)如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2 m，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接。一带正电、质量为的物块（可视为质点），置于水平轨道上的A点。已知A、B两点间的距离为L=1.0 m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度为g=10 m/s2。
（1）若物块在A点以初速度向左运动，恰好能到达圆周的最高点D，则物块的初速度应为多大？
（2）若整个装置处于方向水平向左、场强大小为的匀强电场中（图中未画出），现将物块从A点由静止释放，求物块在以后运动过程中的最大动能；
（3）在（2）问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程。
长春市实验中学2020-2021学年下学期期末考试
高一物理试卷
参考答案：
1 D 2 D 3 C 4 C 5 B 6 B 7 D 8.B
9.CD 10BC 11AC 12 BC 13ACD 14BD
15【解析】(1)左；ΔEp=mg·OB=1.00×9.80×18.90×10-2 J≈1.85 J;
受空气阻力影响或纸带与限位孔摩擦影响 (其他合理答案均给分)
(2)B 先释放了纸带,再合上打点计时器的开关
16、解析(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场,水平方向做匀速直线运动,则有:t=。
(2)由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角,则粒子在B点的速度大小v=v0。
(3)根据牛顿第二定律得:a=
将粒子射出电场的速度v进行分解,则有vy=at=又vy=v0 tan 45°
联立解得E=。
答案(1) (2)v0 (3)
17.(10分)
(1)3mgL-mgL=4mv12 v1=
2mgL-mgL= 3mv22-3mv12 v2=
mgh= mv22 h=5l/6
H`=h+2L=17L/6
18.(1)
（2）对物块，假设物块能滑到C点，从A至C过程，由动能定理得：
qE(L+R)–mgR–μmgL=mvC2–0
可得vC=0，故物块始终没有脱离轨道
对物块受力分析，可知故物块在以后运动过程中速度最大时位于B点左侧圆弧上，其与圆心的连线与OB的夹角为θ，
F(L+Rsinθ)-μmgL-mgR(1-csθ)=Ek
Ek=）J=4.32J
（3）对物块，由释放至B点速度为0的过程中，由动能定理得：qEL–μmgs=0
解得总路程为：
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