2020-2021学年黑龙江双鸭山市第一中学高一下学期期末考试物理试题

这是一份2020-2021学年黑龙江双鸭山市第一中学高一下学期期末考试物理试题，共9页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )
A．重力做功2mgR
B．机械能减少mgR
C．合外力做功mgR
D．克服摩擦力做功
2.如图所示，真空中静止点电荷产生的电场中，A、B为同一条电场线上的两点。取无穷远处为零势能位置。电荷量为+q的试探电荷，在A点的电势能为EpA，在B点的电势能为EpB。则A、B两点间的电势差UAB等于 ( )
A. B. C.D.
3．如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b、a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（ ）（不计一切阻力）
A．hB．2h
C．1.5hD．2.5h
4．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )
A．速率的变化量不同
B．机械能的变化量不同
C．重力势能的变化量相同
D．重力做功的平均功率相同
5．第一个比较精确测量出引力常量和元电荷e数值的科学家分别是( )
A.伽利略、安培 B.开普勒、库仑
C.牛顿、法拉第 D.卡文迪许、密立根
6．取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（ ）
A． B． C． D．
7．如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则( )
A．aa>ab>ac，va>vc>vb
B．aa>ab>ac，vb> vc> va
C．ab> ac> aa，vb> vc> va
D．ab> ac> aa，va>vc>vb
8．等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是（ ）
A．a点的电势低于 b点的电势
B．a点的场强大于b点的场强，方向相同
C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功
D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
9．空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A．a点的场强比b点的大
B．d点的电势比c点的低
C．质子在d点的电势能比在c点的小
D．将电子从a点移动到b点，电场力做正功
10．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、.下列说法正确的是( )
A．电子一定从A向B运动
B．若>，则Q靠近M端且为正电荷
C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有<
D．B点电势可能高于A点电势
11．如图所示，真空中有两个等量正电荷，OO'为两电荷连线的垂直平分线，P点在垂直平分线上，四边形ONPM为菱形，下列说法中正确的是 ( )
A.P点和O点的电势相等
B.N点和M点场强相同
C.电子在N点和M点具有相同的电势能
D.电子由P到O的过程中静电力做正功
12．如图所示，可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来，将细线水平拉直后从静止释放小球，小球运动到最低点时的动能为Ek、重力的功率为、绳子拉力为，向心加速度为；若改变小球质量或悬线长度，仍将细线水平拉直后从静止释放小球，下列说法正确的是
A．若仅将小球质量变为原来的2倍，则最低点的动能Ek变为原来的2倍
B．若仅将小球质量变为原来的2倍，则最低点的重力功率变为原来的2倍
C．若仅增加悬线长度，则最低点时绳子拉力不变
D．若仅增加悬线长度，则最低点时向心加速度增大
第II卷（非选择题）
二、实验题（10分，每空2分）
13．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg.甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误．
(1)哪位学生操作有误？错误操作是____________________．
(2)若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s)，那么(结果均保留两位有效数字)
①纸带的________（填“左”或“右”）端与重物相连．
②在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是ΔEp＝________，此过程中重物动能的增加量是ΔEk＝________.
③通过计算，ΔEp与ΔEk在数值上并不完全相等，这是因为__________________．
三、解答题
14.（8分） 如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长。若将电荷量均为的三点电荷分别固定在A、B、C点。已知静电力常量，求：
（1）A、B两点电荷间的静电力大小；
（2）A、B两点电荷在C点产生的电场强度。（结果保留根号）
（12分）一长为l且不可伸长的绝缘细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于匀强电场中，开始时，将线在水平位置拉直，小球静止在A点，如图所示．释放小球，小球由静止开始向下摆动，当小球摆到B点时速度恰好为零．
（1）判断小球所带电荷的性质；
（2）求匀强电场的场强大小；
（3）求小球速度最大时的位置及最大速度的大小．
16．（14分）一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾角为30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了ΔEk=18J，机械能减少了ΔE=3J，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）物体向上运动时加速度的大小；
（2）物体返回斜坡底端时的动能．
17．（18分）如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直面内．质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g．（取，）
（1）求P第一次运动到B点时速度的大小．
（2）求P运动到Ｅ点时弹簧的弹性势能．
（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放．已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点．G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量．
期末物理考试答案
D 2．D 3．C 4．D 5．D 6.B 7．D 8．C 9．AD 10．BC 11．CD 12．AC
（1）丙错误，错误操作是：先放开纸带后接通电源
（2）①左 ②0.49 J 0.48 J ③实验中存在着阻力
14．(1)；(2)，方向沿OC向上
(1)根据库伦定律得
(2)一个点电荷在C点产生的电场强度为
A、B两点电荷在C点产生的电场强度为
方向沿OC向上。
15．小球带正电；
匀强电场的场强大小为；
小球速度最大时的位置为细线与水平方向夹角恰为，最大速度的大小为。
解：根据平衡条件可知小球带正电；
根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为，
根据三角函数关系可得：，
化简可得：，
则有：
小球到达B点时速度为零，根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为，小球的速度最大，受力分析如图：
该过程中重力与电场力做功，由动能定理得：
解得： 。
答：16．（1）6m/s2 （2）80J
解：（1）物体从开始到经过斜面上某一点时，受重力、支持力和摩擦力，
根据动能定理，有
﹣mg•lsinθ﹣f•l=EK﹣EK0=﹣18J ①
机械能的减小量等于克服摩擦力做的功：
f•l=△E=3J ②
由①②可解得l=5m，f=0.6N
因为物体的初速度为v0=20m/s，初动能=120J
滑上某一位置时动能减少了△Ek=18J，则此时动能Ek=102J=，可得v2=340m2/s2
物体在斜坡底端向上运动时受重力、支持力和摩擦力作用，物体做匀减速运动，根据匀变速直线运动的速度位移关系有：
==﹣6m/s2（负号表示方向与初速度方向相反）
（2）当该物体经过斜面上某一点时，动能减少了18J，机械能减少了3J，所以当物体到达最高点时动能减少了120J，机械能减少了20J，
所以物体上升过程中克服摩擦力做功是20J，全过程摩擦力做功W=﹣40J
从出发到返回底端，重力不做功，设回到出发点的动能为EK′，由动能定理可得
W=EK′﹣EK0
得EK′=80J
答：（1）物体向上运动时的加速度大小为6m/s2
（2）物体返回斜坡底端时的动能80J．
17．（1）（2）（3），
试题分析：（1）根据题意知，B、C之间的距离l为
l=7R–2R①
设P到达B点时的速度为vB，由动能定理得
②
式中θ=37°，联立①②式并由题给条件得
③
（2）设BE=x．P到达E点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为Ep．P由B点运动到E点的过程中，由动能定理有
④
E、F之间的距离l1为
l1=4R–2R+x⑤
P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理有
Ep–mgl1sin θ–μmgl1cs θ=0⑥
联立③④⑤⑥式并由题给条件得
x=R⑦
⑧
（3）设改变后P的质量为m1．D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为⑨
⑩
式中，已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实．
设P在D点的速度为vD，由D点运动到G点的时间为t．由平抛运动公式有
⑪
x1=vDt⑫
联立⑨⑩⑪⑫式得
⑬
设P在C点速度的大小为vC．在P由C运动到D的过程中机械能守恒，有
⑭
P由E点运动到C点的过程中，同理，由动能定理有
⑮
联立⑦⑧⑬⑭⑮式得
⑯