2020-2021学年湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学高一下学期期末检测物理试题

华中师大一附中2020—2021学年度下学期期末检测

高一年级物理试题

一、选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题的4个选项中，仅有一个选项符合题目要求。选对的得4分，选错或不答的得0分）

1、下列关于物理结论或研究方法的说法中，符合事实的是

A．迄今为止，实验发现的最小电荷量是电子电量的1/3

B．场强E、电势和电势能都是通过物理量之比定义的

C．两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变

D．类比是一种严格的推理，不需要实践检验

2、一只青蛙从荷叶上跳入水中，若不考虑水和空气的阻力。下列表述中正确的是

A．青蛙与荷叶组成的系统动量守恒

B．起跳时，荷叶对青蛙做正功，青蛙的动能增加

C．全过程中青蛙与荷叶组成的系统机械能可能守恒

D．全过程中青蛙与荷叶组成的系统机械能一定不守恒

3、一个质量为m、带电量为、直径为d的实心钢球，以初速度进入绝缘水平光滑直轨道，正好撞上该轨道上另一个完全相同但不带电的钢球，在整个运动过程中

A．两球的总动量和机械能都保持不变

B．两球速度相同时，两球静电力小于

C．由于存在静电力作用，系统的动量和机械能都不守恒

D．因为两球完全相同，碰撞后入射球将保持静止

4、根据大气电测量表明：在晴朗天气下，地表附近的场强大小约，方向向下。假设地球为一个半径R大约为的正球体，可认为是一个理想导体。已知球体体积，表面积，静电力常量。由此推知

A．无论是水平面还是倾斜的山坡表面，电场方向都指向地心

B．地核带负电，总电荷量约为

C．地球表面带负电，面电荷密度约

D．身高为1.70m的人，人体内头与脚之间的电势差为170V

5、在核反应堆中，U235需要慢中子的激发才能发生裂变从而释放核能，同时释放出若干个快中子。为了使核裂变持续发生下去，需要对快中子减速，常用的快中子慢化剂为石墨和重水。假设在一个重水反应堆中，某快中子（质量为m）以初速度与一个静止的氘核（质量为2m）发生弹性正碰，从而实现减速

A．碰撞后，中子的速度为 B．碰撞后氘核相对中子的速度等于

C．碰撞后中子的动能减少 D．碰撞后中子的动能减少

6、如图所示，在竖直圆上过顶点A到与圆周上的C、D两点建两条光滑的直轨道，是该圆的直径。让一个小球由静止开始，从A点出发，分别沿、滑行到C、D两点。设、与的夹角分别为和，下列结论正确的是

A．两次运动过程中，支持力的冲量之比为1∶1

B．两次运动过程中，重力做功之比为

C．到达C、D两点的动能之比为

D．在C、D两点处重力功率之比为

7、一半径为R的金属薄球壳内壁接地，其球心处安置有一个点电荷+Q，如图所示。P为金属球外距离球心2R的一点，下列表述中正确的是

A．金属球壳的外表面带正电

B．金属球壳的内表面不带电

C．在P处引入正点电荷q，受斥力大小为

D．金属球壳感应电荷在P处形成的场强大小为

二、选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题的4个选项中，至少两个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对不全的得2分，有选错或不答的得0分）

8、右图为某山地等差等高线地形图，图中A为一山顶处的平地，B为附近另一山峰，C为一条山谷，图中数字表示该处的海拔高度，单位为m。若此图表示一电场分布情况，数字表示电势的值，下列理解正确的有

A．A处附近的电场强度为零

B．一带电粒子由A经C到B，电势能一定先减小后增大

C．沿a方向的电场强度小于沿b方向的电场强度

D．电子在C处的电势能为

9、一块很大的不带电的钢板表面敷有一层光滑的绝缘膜，搭成一个倾角为30°的斜面。在钢板上沿斜面取相距L的A、B两点，在与A等高的C处固定一个点电荷+Q，距离为L/3，如图所示。将一个质量为m、带电量为+q的小滑块（可视为质点）从A处由静止释放，若电荷量保持不变，滑块由A滑到B的过程中

A．滑块的加速度可能大于g/2

B．滑块的电势能先增大后减小

C．滑到B处时重力的功率为

D．滑块受重力的冲量大小为

10、一对金属板相距为d水平放置，两板保持电压U不变，如图所示。一颗质量为m、带电量为+q的尘埃恰能水平匀速穿过金属板之间。若让这对金属板都绕过它们的中点O、的水平轴逆时针转过一个小角度，如图中虚线所示。忽略极板边缘效应，由此可知

A．极板转动前，尘埃的电势能为

B．两板间的电压

C．极板转动后，上述尘埃在板间运动时可能向上偏转

D．极板转动后，上述尘埃在板间运动时不会向上偏转

11、图中为一光滑的水平固定直杆，杆上有一个固定钉子C，杆上套一个轻质小环，一个质量为m的小球通过一根长L的结实细绳与环连接。现将轻环拉至C左边L/5处并让绳与平行伸直，然后由静止同时释放轻环和小球。则下列描述正确的是

A．整个运动过程中，系统的机械能守恒

B．环对C的总冲量小于

C．小球在最低点时绳的拉力为

D．小球摆到最低点后将做匀速运动

三、实验题：（本题2小题，共15分。）

12、（6分）在探究机械能守恒定律实验中，将气垫导轨倾斜放置。具体步骤如下：

①测得带有遮光片的滑块质量m、测得遮光片的宽度d，测出气垫导轨的倾角；

②将劲度较大弹簧放在挡板P和滑块之间，滑块与弹簧不粘连，当弹簧为自由时，遮光片中心对准气轨上的A点；

③光电门固定在B点，连接好数字计时器；

④压缩弹簧，然后固定滑块，此时遮光片中心对准气轨上的O点；

⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L；

⑥由静止释放滑块，记录遮光片经过光电门时的遮光时间；

⑦改变光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。

取当地的重力加速度为g，根据实验数据做出的图象为如图所示的一条直线，并测得亲图象斜率为k、纵轴截距为b。

（1）根据图象可求得滑块经过A位置时的速度________；

（2）当表达式________（用k、d、g、表示）成立时，说明滑块与弹簧分离后，在下滑过程中机械能守恒。

13、（9分）用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹P。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰，二撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到O的距离分别为、和，并知A、B两球的质量分别为、且。

（1）若动量守恒，则应成立的表达式为________________；

（2）若碰撞是弹性的，则________（填“＞”、“＝”或“＜”）；

（3）考虑到A、B两球有一定大小，导致碰撞前后球A需要再滑行一段才能从水平槽前端飞出，如图所示。A、B两球碰撞且飞出后，落地前水平方向的总动量应该________球A单独滚下落地前水平方向的动量（填“＞”、“＝”或“＜”）。

四、解答题：（本题3小题，共41分。）

14、（12分）一颗质量m的带电量粒子，在一对都带电荷+Q的点电荷的连线的中垂线上运动，如图所示。已知两正电荷相距为2R，O为两点电荷连线的中点，P为该连线中垂线上的一点，。当粒子速度为时，正好以大小等于的加速度减速通过P点，假定粒子仅受静电力作用，试求：

（1）粒子的电性和带电量q；

（2）若带电粒子在运动过程中的最大速度为，则间的电势差多大？

15、（14分）两块金属平板A、B水平放置，其初始距离为d，此时金属平板A、B构成电容器的电容为C，金属平板A、B分别接到输出电压恒为U的电源两极，如图所示。将一个质量为m、不带电的金属小球从A板正中的小孔S处由静止释放，金属小球落到金属平板B上与平板碰撞后，以与碰撞前等大的速度反弹，同时获得金属板B带电量的倍，由于很小，可以认为金属球带走电荷后，对两板间的电场的影响可以忽略，金属小球运动过程中静电感应的影响也可以忽略不计，重力加速度为g。

（1）试计算金属球上升的最高点到A板的距离h；

（2）在金属小球再次返回，尚未进入小孔S之前，将金属板B下拉一段距离x，金属小球再次与水平金属板B碰撞时依旧以与碰撞前等大的速度反弹，电量变为金属板B带电量的倍，小球再次上穿S到达最高点距离A板为h/2。试求x多大？

16、（15分）一颗质量为m的“智能”小球A，以某一初速度与另一个静止的完全相同的“智能”小球B发生对心碰撞。碰撞过程中，它们的动能只能“损失”一个特定值E。

（1）如果“智能”小球A以速度入射，与“智能”小球B发生正碰不足以发生动能损失，列式计算求出B球碰撞后的速度；

（2）若小球A的入射速度增加到，A、B两球碰撞时恰好发生动能“损失”，碰后两球速度相同，但不粘连，试求；

（3）当小球A的入射速度为，A、B两球碰撞时系统也“损失”动能E，且该“损失”的动能E全部被小球B存储为其他形式。接着B立即发射一个质量极小、动量大小为p的粒子，且p小于B发射粒子前的动量。试求小球B最终速度大小的范围。

华中师大一附中2020—2021学年度下学期高一期末检测

物理参考答案

选择题：（本题11小题，共44分。）

三、实验题：（本题2小题，共15分。）

12、（6分）（1）； （2）

13、（9分）（1）；        （2）＝ （3）＜

四、解答题：（本题3小题，共41分。）

14、（12分）

（1）由于粒子减速通过P点，即粒子受电场力指向O点，表明粒子带负电。

由几何关系可知，粒子距离任一点电荷的距离

由库仑定律，一个点电荷对粒子的电场力大小

F与轴线夹角θ满足

根据牛顿第二定律

联立解得

（2）带电粒子速度最大时，加速度为0，此时粒子位于O点

由动能定理

得

15、（14分）

（1）接上电源后，金属板B的带电量

根据动能定理，金属小球从S处到最高点的过程中

得

（2）金属板B下拉一段距离x后，两金属板间的电容变为

此时，金属板B的带电量变为

由动能定理，金属小球从前次最高点到后次最高点的过程中

解得

16、（15分）

（1）依题意，两球间发生的是弹性碰撞，于是

解得

（2）要使上述两球的碰撞恰好“损失”E，它们之间应该发生完全非弹性碰撞

联立解得

（3）当小球A的入射速度为，两球的碰撞动能恰好“损失”E，则

联立求解并舍去增根得

由于p小于B发射前的动量，由动量守恒定律

B的最小速度满足

B的最大速度满足

故小球B的最终速度值的范围为