2020-2021学年山东省烟台市高一下学期期末学业水平诊断物理（等级考）试题

这是一份2020-2021学年山东省烟台市高一下学期期末学业水平诊断物理（等级考）试题，共12页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、座号等填写在答题卡的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。考试结束只交答题卡。
一、单项选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．某质点做匀速圆周运动，则下列关于该质点的说法中正确的是
A．角速度不变 B．线速度不变
C．加速度不变 D．合力不变
2．下列说法中正确的是
A．库仑总结了点电荷之间相互作用的规律，并指出电荷之间是通过电场发生作用的
B．电场中某点的电场强度方向与试探电荷在该点所受的静电力的方向相同
C．将电荷从无穷远移到电场中某点，若电荷克服电场力做功越多，则电荷在该点电势能越大
D．电容器的电容在数值上等于使电容器所带的电荷量为1C时两极板间的电势差
3．关于电流、电源和电阻，下列说法正确的是
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大
B．干电池在电路中所起的作用是把电子在其内部从负极搬运到正极
C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长为原来的10倍，其电阻变为原来的10倍 QUOTE
D．在串、并联组合的电路中，任意一个电阻增大而其余电阻不变时，电路的总电阻增大
4．我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功发射后，首先进入地球逃逸轨道绕太阳运行，被火星捕获后进入环火轨道绕火星运行，而后通过四次近火变轨，顺利抵达近火轨道。已知“天问一号”在环火轨道和近火轨道绕火星做匀速圆周运动的半径之比为3:2 QUOTE ， QUOTE 下列说法正确的是
A．“天问一号”在环火轨道和近火轨道运动的角速度之比为2:3
B．“天问一号”在环火轨道和近火轨道运动的速度大小之比为:
C．“天问一号”探测器在四次近火变轨过程中机械能保持不变 QUOTE
D．“天问一号”探测器的发射速度一定大于地球第一宇宙速度，小于地球第二宇宙速度
集尘板
电极
高压电源
A
B
C
5．如图所示为某静电除尘器的示意图，球形电极和集尘板分别连接到几千伏的高压电源的正负极，在两电极之间形成很强的电场，电场线如图中实线所示，使粉尘微粒带负电，则带电的粉尘在电场的作用下被吸附到集尘板上。已知A、B是某粉尘微粒运动轨迹上的两个点，C点与B点的连线平行于集尘板，不计粉尘微粒的重力及与空气的相互作用，下列说法正确的是
A．B、C两点的电势相等
B．粉尘微粒在靠近集尘板的过程中加速度逐渐减小
C．粉尘微粒可能沿如图虚线所示的轨迹飞向集尘板
D．若粉尘微粒在某条电场线上由静止开始运动，则一定沿该电场线到达集尘板
A
B
θ
S
绝缘底座
水平桌面
6．如图所示，竖直放置的平行板电容器与电源相连，在两极板A、B之间用轻质绝缘细线悬挂一带电小球，闭合开关S，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是
A．小球带正电
B．保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小
C．断开开关S，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小
D．断开开关S，仅将两极板间的正对面积适当减小，θ角将减小
7．跳台滑雪是一项很富刺激性的运动，运动员在助滑路段获得高速后从起跳区水平飞出。不计运动员所受的空气阻力，选运动员落地点所在的水平面为参考平面，用EP、E、Ek和P分别表示运动员在空中运动的重力势能、机械能、动能、重力的瞬时功率，用t表示运动员在空中的运动时间，则下列图像中可能正确的是
A
O
EP
t
B
O
E
t
C
O
Ek
t
D
O
P
t
8．如图所示，在直角三角形ABC所在平面内存在一个与该平面平行的匀强电场，∠C=90°，∠A=30°，AC=2cm。将电荷量q=﹣8×10-6C的粒子从A点移到B点，静电力做功﹣4.8×10-5J；将该粒子从B点移到C点，其电势能减少2.4×10-5J。规定A点的电势为零，则下列说法正确的是
A
B
C
A．C点的电势为3V
B．B点的电场方向由A指向B
C．匀强电场的电场强度为300V/m
D．将该粒子从B点移到AC中点，静电力做功为3.2×10-5J
9．嫦娥五号探测器完成月球表面采样后，进入环月等待阶段，在该阶段进行若干次变轨，每次变轨后在半径更大的轨道上绕月球做匀速圆周运动，其加速度a与轨道半径r的关系图像如图所示，其中b为纵坐标的最大值，图线的斜率为k，引力常量为G，下列说法正确的是
O
a
b
A．月球的半径为 QUOTE
B．月球的质量为
QUOTE C．月球的第一宇宙速度为
D．嫦娥五号环绕月球运行的最小周期为
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
a
R1
b
c
R2
10．如图所示，用内阻为100Ω、满偏电流为300mA的表头改装成量程为0~0.6A和0~3A的双量程电流表，下列说法中正确的有
A．用a、b两个接线柱时量程为0~3A
B．用a、b两个接线柱时量程为0~0.6A
C．R1=20Ω
D．R2=90Ω
11．铁路弯道处外轨略高于内轨，内外轨道平面与水平面间的夹角为θ，转弯处的弯道半径为R，如图所示。若质量为m的火车转弯时的速度大于，重力加速度为g，则
A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
外轨
内轨
车轮
θ
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．铁轨对火车垂直于轨道平面的支持力等于
D．铁轨对火车垂直于轨道平面的支持力大于
屏
+
+
-
-
S
12．如图所示，一价氢离子、一价氦离子、二价氦离子从小孔S无初速度地飘入电压为U1、极板距离为d1的水平加速电容器中，之后又垂直电场线进入电压为U2、极板距离为d2的竖直偏转电容器中，最后打在荧光屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，则下列说法中正确的有
A．三种粒子一定打到屏上的同一位置
B．偏转电场对三种粒子做功一样多
C．保持U1不变，增大d1，三种粒子打到屏上时速度均增大
D．保持U1不变，增大d1，三种粒子从进入S至打到屏上所用时间均增大
13．如图所示，滑块A套在竖直光滑杆上，滑块B放在光滑水平面上，A、B通过细绳绕过光滑滑轮O连接。起初用手托住A，使绳刚好伸直，OA段绳长为l=0.3m且呈水平状态，OB段绳与地面夹角为53°，mA=1kg，mB=4kg，滑轮距地面的竖直高度H=0.8m。现将A由静止释放， A、B和滑轮大小均不计，绳不可伸长，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。下列说法中正确的是
A．B从出发至到达O点正下方的过程，细绳拉力对B先做正功后做负功
A
B
H
O
l
B．B到达O点正下方时，A的速度大小为零
C．B的最大速度为v=m/s
D．当B的速度达到最大时，A下降的高度为0.4m
A
B
C
R
14．如图所示，半径为R的圆轨道固定在竖直面内，与水平轨道相切于B点，并在B处开有小孔。可视为质点的小球质量为m，电荷量为+q，整个空间存在大小为、方向水平向右的匀强电场，重力加速度为g，现将小球从A点由静止释放，AB=2R，圆轨道上的C点与圆心等高，不计一切摩擦，在小球运动过程中，以下说法正确的是
A．小球对圆弧轨道C点压力大小为4mg
B．小球机械能增量的最大值为3mgR
C．小球的最大动能为(+1)mgR
D．当释放点A到B的距离为时，小球恰好不脱离圆轨道
三、非选择题：本题共8小题，共58分。
E
R
1
2
S
C
甲
2
I/mA
4
6
0
乙
2
4
6
t/s
15．(4分)某同学用图甲所示的电路研究电容器的充放电过程，当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带______电（选填“正”或“负”）；当开关S接到“2”瞬间，流过R的电流方向向______（选填“左”或“右”）；S接“2”后，用计算机描绘出流过R的电流I随时间t变化的I-t图像如图乙所示，已知电源电压为2V，则电容器的电容C=_____F（结果保留两位有效数字）。
16．(4分) 图甲为利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，实验时先调节气垫导轨水平，用天平测量砝码与砝码盘的总质量m、滑块（含遮光片）的质量M，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，已知光电门A、B之间的距离L。实验时释放砝码和砝码盘，滑块在细线的拉动下从左边开始运动，测量出遮光片经过光电门A、B的遮光时间分别为t1、t2，重力加速度为g。
= 1 \* GB2 ⑴游标卡尺读数如图乙所示，则遮光片的宽度d=___________cm。
0
10
20
游标尺
2
4
主尺
cm
3
乙
砝码盘
砝码
滑块
气垫导轨
A
B
遮光片
光电门
甲
= 2 \* GB2 ⑵在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，验证砝码和砝码盘、滑块（含遮光片）组成的系统机械能守恒的表达式为________________________________________。（用题中给出的物理量的字母表示）
17．(4分)某同学想通过测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律，小灯泡上标有“5V 2.5W”，实验室可供选择的器材有：
A．电压表V1(量程0~3V，内阻5kΩ)
B．电压表V2(量程0~15V，内阻25kΩ)
甲
学生电源E
S
R
C．电流表A (量程0~600mA，内阻约6Ω)
O
I/mA
U/V
乙
D．定值电阻R0(阻值5kΩ)
E．滑动变阻器R(阻值0~10Ω)
F．学生电源E(提供恒定电压12V)
G．开关S一个、导线若干。
= 1 \* GB2 ⑴为了能在0~5V的范围内对小灯泡的电压测量多组数据，且保证测量尽量准确，实验中应选用的电压表是______；（选填对应器材前的字母序号）
= 2 \* GB2 ⑵在图甲所示的虚线框内将实验电路图补充完整（要求在图中标明所选器材的符号）；
= 3 \* GB2 ⑶若实验测得该小灯泡的I-U图像如图乙所示，由图可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
1
2
5
3
7
5
25
20
15
甲
18．(6分）某兴趣小组同学欲测量一段均匀金属电阻丝的电阻率。
= 1 \* GB2 ⑴用螺旋测微器测量电阻丝直径D，如图甲所示，则D=________mm；
= 2 \* GB2 ⑵用多用电表的欧姆挡粗测金属丝的电阻R，当选择开关置于“×10 QUOTE ”位置时指针如图乙a所示，则测量前需要做的实验步骤是：①将选择开关置于________位置，②进行________；
= 3 \* GB2 ⑶若按照正确的操作进行测量，多用电表指针如图乙b所示，则该段电阻丝的电阻为_____Ω；
= 4 \* GB2 ⑷该组同学按图丙连好电路，测出金属丝接入电路的长度为L，将滑片滑至某合适位置时电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率 ρ= QUOTE ________（用题中字母表示）；该组同学的测量结果比真实值________（选填“偏大”、“准确”或“偏小”）。
S
E
R
Rx
丙
A
V
乙
a
b
a
b

.
9．(8分)汽车发动机的额定功率为60kW，质量为5t，当汽车在水平路面上行驶时，阻力始终是车重的0.1倍，g=10m/s2。
⑴若汽车从静止开始，以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
⑵汽车所能达到的最大速度是多大？
中子星1
O
中子星2
20．(10分) 科学家于2017年首次直接探测到来自双中子星合并的引力波。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，在它们合并前的一段时间内，它们球心之间的距离为L，两中子星在相互引力的作用下，围绕二者连线上的某点O做匀速圆周运动，它们每秒钟绕O点转动n圈，已知引力常量为G。求
⑴两颗中子星做匀速圆周运动的速率之和v；
⑵两颗中子星的质量之和M。
21．(10分)如图甲所示，OA为光滑的水平轨道，其末端与倾角θ可调节的粗糙倾斜轨道AB平滑连接，OA长度为0.32m，AB足够长。以O点为坐标原点沿OA方向建立x轴，开始时，质量为2kg可视为质点的滑块静止在坐标原点O。现对滑块施加一个水平向右的力F，力F的大小随位置坐标x变化的关系如图乙所示，滑块在力F作用下开始运动。当滑块冲上AB后，两轨道连接端A点会立即弹起一弹性挡板，滑块每次与挡板碰撞后均会以碰前的速度大小反弹，小球与倾斜轨道AB间的动摩擦因数为0.8，重力加速度g=10m/s2。求
⑴滑块从O运动到A过程中外力对滑块所做的功，以及滑块第一次冲上倾斜轨道AB时的初速度大小；
⑵当θ=60°时，滑块在倾斜轨道AB上运动的总路程；
= 3 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑶当θ=37°时，滑块在倾斜轨道AB上克服摩擦力所做的功(已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，结果保留两位有效数字)。
x
O
A
B
弹性挡板
θ
甲
F/N
x/m
0
0.32
100
乙
22．(12分)如图甲所示，某装置由左侧的直线加速器和右侧的偏转电场两部分组成。直线加速器由8个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为U0；在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成，A、B的长度均为L，相距为d，极板间的电压为U，把两板间的电场看作匀强电场，电子从直线加速器射出后，沿平行于板面的方向自M点射入偏转电场中，最后从两极板之间的N点射出偏转电场。求
⑴电子在第2个、第5个金属圆筒中的动能之比；
⑵第1个金属圆筒与第8个金属圆筒的长度之比；
= 3 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑶电子射出偏转电场时，偏转角度的正切值tanθ；
甲
N
M
A
B
1
2
3
4
8
0
交变
电压
L
d
= 4 \* GB2 ⑷M、 N两点间的电势差UMN。
乙
t
u
-U0
U0
0
T
2T
3T
烟台市2020—2021学年度第二学期期末学业水平诊断
高一物理（等级考）参考答案及评分意见
一、本题共14小题，每小题3分，共42分。1~9小题每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；10~14小题每小题给出的选项中有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
二、本题共4小题，共18分.
15．（4分）正（1分）；左（1分）；8.7×10-3（8.0×10-3~9.0×10-3均正确）（2分）
V1
A
L
R0
学生电源E
S
R
16．（4分） = 1 \* GB2 ⑴2.250（2分） = 2 \* GB2 ⑵（2分）
17．（4分） = 1 \* GB2 ⑴A（1分）； = 2 \* GB2 ⑵如图所示（2分）； = 3 \* GB2 ⑶增大（1分）
18．（6分） = 1 \* GB2 ⑴1.700 （1分）
= 2 \* GB2 ⑵①×1 （1分） ②欧姆调零 （1分）
= 3 \* GB2 ⑶11 （1分） = 4 \* GB2 ⑷（1分） 偏小（1分）
三、本题共4小题，共 40分。解答应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，答案必须明确写出数值和单位。
19．(8分)解： ⑴由牛顿第二定律得
F－f=ma ………………………………①（1分）
由题意得 f=kmg …………………………………②
由功率公式得 P=Fv …………………………………③（1分）
由速度公式得 v=at …………………………………④（1分）
解得 t=16s …………………………………⑤（1分）
⑵汽车所能达到的最大速度时 F= f …………………⑥（1分）
vm= …………………………………⑦（1分）
解得 vm=12m/s ……………………………⑧（2分）
20．(10分)解：⑴设恒星和行星的速率分别为v1、v2，轨道半径分别为r1、r2
由v=rω可知 v1=ωr1 ………………………………①（1分）
v2=ωr2 …………………………………②（1分）
r1+r2=L …………………………………③（1分）
角速度 ω=2πn …………………………………④（1分）
解得 v=v1+v2=2πnL ……………………………⑤（2分）
⑵设两颗中子星的质量分别为m1、m2，由万有引力提供向心力可得
= m1ω2r1 ……………………………⑥（1分）
= m2ω2r2 ……………………………⑦（1分）
解得 M= m1+m2= …………………………⑧（2分）
21．（10分）解： ⑴设x=0时外力大小用F0表示，OA的长度用x0表示，滑块第一次冲上斜面时的初速度用v0表示，则滑块从O运动到A过程中外力对滑块所做的功可以表示为
……………………………………………①（1分）
根据动能定理，有 …………………………………………②（1分）
代入数据，可解得 W=16J v0=4m/s ………………………………③（2分）
⑵根据μ=0.8可得mgsin60°>μmgcs60° ……………………………………④（1分）
可知滑块运动到最高点后不能停留在轨道上，将沿轨道下滑，并与挡板发生碰撞，碰撞后以原速率反弹，继续上滑，经若干次往复运动后最终静止于挡板处，设滑块在倾斜轨道上运动的总路程为s，对滑块运动全过程应用动能定理可得
…………………………………⑤（1分）
代入数据，可得 s=2m ………………………………………………………⑥（1分）
= 3 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑶根据μ=0.8可得 mgsin37°<μmgcs37° …………………………………⑦（1分）
可知小滑块运动到最高点处时将停留在最高点，设小滑块在AB上运动的最大距离为s＇，则由动能定理可得 ……………………………⑧（1分）
滑块在AB上克服摩擦力所做的功为
………………………………………………… = 9 \* GB3 ⑨
代入数据可得 Wf =8.3J …………………………………………………⑩（1分）
22．（12分）解：⑴设电子的质量为m，电子所带电荷量的绝对值为e。
电子进入第n个圆筒后的动能为Ekn，根据动能定理有
neU0=Ekn ………………………………………………………①（1分）
电子在第2个和第5个金属圆筒中的动能之比 ………………②（1分）
⑵设电子进入第n个圆筒后的速度为vn，根据动能定理有
neU0=mvn2 ………………………………………………………③（1分）
vn= ………………………………………………………④
第n个金属圆筒的长度 ln= vnt==……………………………⑤（1分）
第1个金属圆筒与第8个金属圆筒的长度之比 ……………⑥（1分）
= 3 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑶电子在偏转电场中运动的加速度为 a= ……………………⑦（1分）
电子在偏转电场中的运动时间为 t= …………………………………⑧（1分）
由④式得 v8= …………………………………………………… = 9 \* GB3 ⑨
电子射出偏转电场时，垂直于板面的分速度 vy=at= ……………………⑩（1分）
电子射出偏转电场时，偏转角度的正切值 tanθ= …………………⑪（1分）
= 4 \* GB2 ⑷电子射出电场时，在垂直于板面方向偏移的距离为 y=at2 ………………⑫（1分）
由⑦⑧式得 y= …………………………………………………⑬（1分）
M、 N两点间的电势差 UMN=﹣Ey=﹣=﹣ …………………⑭（1分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
A
C
D
A
B
B
D
C
C
AC
BD
AD
BCD
BC