山东省烟台市2019-2020学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2020-08-28 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、物体做圆周运动，它所受的合力方向一定指向圆心 B、物体做匀速圆周运动所需的向心力大小必定与线速度的平方成正比 C、物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动 D、物体做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动

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2. 下列说法正确的是（）

A、打雷时，人呆在木屋里要比呆在汽车里安全 B、处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度不为零 C、燃气灶点火器的放电电极做成针形是为了利用尖端放电现象 D、超高压带电作业的工人穿绝缘服比穿含金属丝的工作服安全

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3. 下列说法正确的是（）

A、沿电场线方向，电场强度一定越来越小 B、只在电场力作用下，负电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动 C、电场中某点的电场强度方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同 D、由电场强度的定义式 $E = \frac{F}{q}$ 可知，电场中某点的电场强度大小与试探电荷的电荷量成反比

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4. 质量为m的汽车，启动后沿平直的路面行驶。如果整个过程中汽车发动机的输出功率恒定，且行驶过程中受到的阻力大小也一定，汽车能够达到的最大速度为v。已知当汽车的速度为 $\frac{v}{2}$ 时，汽车的加速度大小为a，则该汽车发动机的输出功率为（）

A、mav B、2mav C、3mav D、4mav

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5. 如图所示，在匀强电场中有M、N、P三点，恰好可以连成一个直角三角形， $α = 37^{\circ}$ ， $M P = 10 cm$ 。把一个电荷量为2×10^-6C的正电荷从M点沿MN移到N点过程中，克服电场力做功9.6×10^-7J，从N点沿NP移到P点的过程中，电场力做功为0，已知该匀强电场电场强度方向与直角三角形所在平面平行， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ ，则该匀强电场的电场强度大小和方向为（）

A、6N/C，方向由N指向P B、6N/C，方向由P指向N C、8N/C，方向由N指向M D、8N/C，方向由M指向N

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6. 如图所示，把直流电源、电容器、电流表、电压表、开关组装成实验电路。闭合开关S，电路稳定后，在电容器两板之间有一带负电的油滴恰好处于静止状态。已知所用电表均为理想电表，则下列说法正确的是（）

A、断开开关S时，电压表示数为零 B、断开开关S时，带电油滴立即向上运动 C、保持开关S闭合，适当增加两极板之间的距离，带电油滴仍处于静止状态 D、保持开关S闭合，适当减小两极板正对面积的过程中，有自右向左的电流流过电流表

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7. 如图所示是有两个量程的电流表。已知表头的内阻 $R_{g} = 1000 Ω$ ，满偏电流 $I_{g} = 2 mA$ ，电阻 $R_{1} = 50 Ω$ ， $R_{2} = 200 Ω$ ，则使用A、B两个端点时，电流表的量程为（）

A、0~8mA B、0~10mA C、0~48mA D、0~50mA

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8. 嫦娥四号探测器在2019年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星。某阶段嫦娥四号绕月球做匀速圆周运动时，离月球中心的距离为r，运行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，根据以上信息可以求得月球的第一宇宙速度为（）

A、 $\sqrt{\frac{2 π^{2} r}{R T^{2}}}$ B、 $\sqrt{\frac{4 π^{2} r^{3}}{R T^{2}}}$ C、 $\sqrt{\frac{2 π^{2} r^{3}}{T^{2}}}$ D、 $\sqrt{\frac{4 π^{2} r^{3}}{R^{2} T^{2}}}$

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9. 一质量为2kg的物块静止放在粗糙水平地面上。从 $t = 0$ 时刻开始，物块受到水平推力的作用并开始运动， $t = 2 s$ 时撤去水平推力， $t = 6 s$ 时物块停止运动，此过程中物块的运动速度v与时间t变化的关系图像如图所示，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。则（）

A、水平推力大小为10N B、 $t = 1 s$ 时刻水平推力的瞬时功率为50W C、整个过程中物块克服摩擦力做功为150J D、物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.5

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二、多选题

10. 如图所示，在真空中固定放置两个等量异号点电荷 $+ Q$ 、 $- Q$ ，其连线的中垂线上有a、b两点，且a、b两点关于中点O对称。将一个带正电的试探电荷q从点a沿此中垂线移到点b，下列说法正确的是（）

A、a、b两点的电场强度相同 B、a点电势高于b点电势 C、由a到b的过程中，试探电荷q具有的电势能不变 D、由a到b的过程中，试探电荷q受到的静电力先减小后增大

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11. 如图所示，两条弹性轻绳1、2一端系在天花板上的O点，另一端分别系着质量均为m的小球a和b，现使两个小球都以 $O^{'}$ 为圆心在同一水平面内做匀速圆周运动。已知两弹性绳的弹力都与其伸长量成正比，且原长恰好都等于 $O O^{'}$ ，则（）

A、两小球的线速度大小相同 B、两小球的运动周期相同 C、两小球的向心力大小相同 D、弹性绳1的劲度系数小于弹性绳2的劲度系数

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12. 如图所示，A是地球的同步卫星，B和C是位于赤道平面内同一圆形轨道上的另外两颗卫星。已知卫星B和卫星C绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（地心O、B、A在同一直线上），地球自转周期为T₀ ，卫星B运转周期为T，则（）

A、卫星B运转周期T小于地球自转周期T₀ B、卫星B和卫星C所受的向心力大小相等 C、要实现卫星B和卫星C对接，只要卫星B加速即可 D、经过时间 $t = \frac{T T_{0}}{T_{0} - T}$ ，A、B两卫星再次相距最近

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13. 如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环竖直固定放置，甲、乙为套在圆环上的可视为点电荷的空心带电小球，其中小球甲固定在圆环的最低点a处，小球乙可以自由滑动。平衡时，小球乙静止在圆环上的b点。a、b连线与竖直方向成 $30^{\circ}$ 角。已知小球乙带正电，电荷量为 $\sqrt{3} q$ ，质量为m，重力加速度为g。则（）

A、小球甲一定带正电 B、小球甲在b点处产生的电场强度大小为 $\frac{m g}{q}$ C、小球甲所带电荷量的绝对值为 $\frac{m g R^{2}}{k q}$ D、小球甲所带电荷量的绝对值为 $\frac{3 m g R^{2}}{k q}$

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14. 如图所示，水平粗糙滑道AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B处平滑相接，导轨半径为R。一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧（不拴接）到某一位置P处，此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块，小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC，且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，小物块可视为质点，则（）

A、小物块在C点处的速度刚好为零 B、当弹簧的压缩量为 $\frac{μ m g}{k}$ 时，小物块速度达到最大 C、刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为 $2 m g R + μ m g (L + d)$ D、小物块刚离开弹簧时的速度大小为 $\sqrt{5 g R + 2 μ g L}$

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三、实验题

15. 在下图中，游标卡尺的读数为cm；螺旋测微器的读数是mm。

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16. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。
在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置，将皮带处于塔轮的某一层上。匀速转动手柄时，左边标尺露出1个分格，右边标尺露出9个分格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为，此次实验说明。

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17. 某同学在实验室中利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

实验中操作规范，得到如图乙所示的一条比较理想的纸带。在纸带上点迹间隔较大部分从A点开始每两个点选取一个计数点得到点B、C，测得它们到起始位置点O的距离分别为x₁、x₂、x₃。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重锤的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重锤的重力势能减少量为，动能的增加量为（均用题目中给定的物理量字母表示）。若两者近似相等，则说明在误差允许的范围内，做自由下落的重锤机械能守恒。

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18. 某实验小组在实验室中测量待测电阻R_x的阻值。

(1)、先用多用电表粗略测量待测电阻R_x的阻值。调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。将选择开关旋到欧姆挡“×10”位置，把红表笔和黑表笔直接接触，调整，使指针指在“0Ω”处。之后将待测电阻接在两表笔之间，多用电表的读数如图甲所示，则待测电阻的阻值为Ω；

(2)、利用“伏安法”进一步测量待测电阻R_x的阻值。在实验室中选择合适量程的电压表和电流表，已知所选用的电压表内阻约为1kΩ，电流表内阻约为2Ω。为尽量减小实验误差，该实验小组设计了如图乙所示的电路图进行实验，请你在图乙中补全实验电路图；

(3)、按照图乙中设计好的电路图连接好实验器材。开关S闭合前，应把滑片置于滑动变阻器的（选填“最左端”、“最右端”或“正中间”）。某次实验时，小组同学闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移到合适位置，测得电压表的示数为U，电流表的示数为I，则待测电阻R_x的真实值 $\frac{U}{I}$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）。

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四、解答题

19. 如图所示，一质量为 $m = 0.3 kg$ 的小球，用长为 $l = 1 m$ 的轻质细绳悬挂于O点的正下方P点。现对小球施加一个沿水平方向、大小 $F = 5 N$ 的恒力作用，使小球从P点由静止开始运动，当小球运动到Q点时撤去力F，小球恰好能够运动到与O点同一高度的M点（图中未画出），已知重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不考虑空气阻力。求

(1)、小球运动到Q点时的速度大小；

(2)、小球再次返回到最低点时，细绳对小球的拉力大小。

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20. 黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大、体积极小的天体。黑洞的引力很大，连光都无法逃脱，因此它无法用天文望远镜直接观察。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3天体系统，该系统只观测到一颗可见星球。如果该系统是这颗可见星球与一黑洞组成的双星系统，如图所示，可见星球与黑洞在引力作用下绕二者之间连线上的某一点O做匀速圆周运动，可见星球、黑洞和O三点始终共线，已知该可见星球绕O点做速率为v、运行周期为T的匀速圆周运动，可见星球和黑洞的质量分别为m和M，求可见星球与黑洞之间的距离。

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21. 如图所示，倾角为 $37^{\circ}$ 、长度 $L = 1 m$ 的斜面固定在水平地面上，斜面末端固定一垂直于斜面的弹性挡板P，斜面上铺了一层特殊物质，该物质在滑块上滑时对滑块不产生摩擦力，下滑时对滑块有摩擦且动摩擦因数处处相同。现有一质量为 $m = 0.5 kg$ 、大小可忽略的滑块以初速度 $v_{0} = 2 m/s$ 从斜面顶端Q点开始滑下，与弹性挡板第一次发生碰撞后恰好反弹回到Q点。已知滑块每一次和弹性挡板碰撞前后瞬间速率不变，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ 。求：

(1)、下滑时，滑块和斜面间的动摩擦因数；

(2)、滑块第二次与挡板P发生碰撞后沿斜面上滑的最大距离；

(3)、系统最终产生的总内能。

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22. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中的第一、二象限内存在电场强度大小均为E但方向不同的匀强电场，其中第一象限内的电场方向沿y轴负方向，第二象限内的电场方向沿x轴正方向。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从第二象限内的M点由静止开始释放，经过y轴上的N点进入第一象限，最后从x轴上的P点离开第一象限，已知M点和N点之间的距离为l， $∠ N P O = θ$ ，且 $\tan θ = \frac{1}{2}$ ，粒子受到的重力忽略不计。求：

(1)、粒子运动到N点时的速度大小；

(2)、粒子运动到P点时的速度大小；

(3)、粒子从M点运动到P点的过程中电势能的变化量；

(4)、P点的横坐标。

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