山东省日照市2020-2021学年高一下学期物理期末校级联合考试试卷

试卷更新日期：2021-08-12 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图所示， $A$ 为点电荷，电荷量为 $+ q$ ； $B$ 为一个固定的金属带电球壳，半径为 $R$ ，电荷量为 $- Q$ ，点电荷 $A$ 在 $P$ 点时所受库仑力为 $F_{1}$ ，若将点电荷 $A$ 移到带电球壳 $B$ 的球心 $O$ 点，点电荷 $A$ 所受库仑力为 $F_{2}$ 。 $P$ 点与 $O$ 点的距离为 $r$ ，且 $R < r < 2 R$ ，则（　　）

A、 $F_{1} = k \frac{q Q}{r^{2}}$ B、 $F_{1} < k \frac{q Q}{r^{2}}$ C、 $F_{2} \to \infty$ D、 $F_{2} = 0$

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2. 如图所示，一横截面积为 $S$ 的铜导线，接入电路，导体中就会产生恒定电场，产生的恒定电流为 $I$ ，设单位体积的导线中有 $n$ 个自由电子，电子的电荷量为 $e$ ，此时电子的定向移动速率为 $v$ ，在 $t$ 时间内（　　）

A、通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为 $n v S t$ B、通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为 $\frac{I t}{S e}$ C、导线内部的电场就是电源所形成的电场 D、导线处于静电平衡状态

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3. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用木板平托一物块，保持这样的姿势在竖直平面内以速率 $v$ 按顺时针方向做半径为 $R$ 的匀速圆周运动。假设 $t = 0$ 时刻物块在最低点 $a$ 且重力势能为零，关于物块从最低点 $a$ 运动到最高点 $c$ 的过程，下列说法正确的是（　　）

A、物块在最高点 $c$ 受到木板的支持力为 $F_{N} = m g + m \frac{v^{2}}{R}$ B、物块的重力势能随时间的变化关系为 $E_{p} = m g R [1 - \cos (\frac{v}{R} t)]$ C、物块在最左侧 $b$ 点时，木板对物块的作用力方向竖直向上 D、物块在运动过程中的加速度不变

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4. 用如图所示实验装置可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为 $d$ ，静电计指针偏角为 $θ$ 。实验中，极板所带电荷量不变，下列判断正确的是（　　）

A、若保持 $d$ 不变，增大S，则 $θ$ 变大 B、若保持S不变，增大 $d$ ，则 $θ$ 变大 C、若保持 $S 、 d$ 不变，在两极板间插入一薄玻璃板，则 $θ$ 变大 D、该实验采用的是等效替代法

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5. 据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为 $12m$ 处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了 $2s$ 后落地，若药品质量为 $0.5 kg$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则药品从释放到刚接触地面的过程中（　　）

A、做自由落体运动 B、机械能守恒 C、动能增加了 $60J$ D、机械能减少了 $24 J$

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6. 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中 $O 、 O^{'}$ 分别为两轮盘的轴心。已知两个轮盘的半径比 $r_{甲} ： r_{乙} = 3 ： 1$ ，且在正常工作时两轮盘不打滑，今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块 $A 、 B$ ，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心 $O 、 O^{'}$ 的间距 $R_{A} = 2 R_{B}$ ，若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述不正确的是（　　）

A、滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为 $ω_{甲} ： ω_{乙} = 1 ： 3$ B、滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度之比为 $a_{A} ： a_{B} = 2 ： 9$ C、转速增加后，滑块B先发生滑动 D、转速增加后，两滑块一起发生滑动

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7. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计 $G$ 和两个电阻 $R$ 组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论正确的是（　　）

A、甲表是电流表，R₁减小时量程会变大 B、甲表是电流表，R₁减小时对量程无影响 C、乙表是电压表，R₂减小时量程会变小 D、乙表是电压表，R₂减小时对量程无影响

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8. 如图所示， $A$ 为地球表面赤道上的物体， $B$ 为轨道在赤道平面内的气象卫星， $C$ 为在赤道上空的地球同步卫星，已知卫星 $C$ 和卫星 $B$ 的轨道半径之比为 $4 ： 1$ ，且两卫星的环绕方向相同，下列说法正确的是（　　）

A、卫星 $B 、 C$ 运行线速度之比为 $4 ： 1$ B、卫星 $B$ 的向心加速度小于物体 $A$ 的向心加速度 C、同一物体在卫星 $B$ 中对支持物的压力比在卫星 $C$ 中大 D、在卫星 $B$ 中一天内可看到8次日出

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二、多选题

9. 一带电粒子从 $A$ 点射入电场，从 $B$ 点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有（　　）

A、粒子的运动轨迹与电场线重合 B、粒子的加速度先不变，后变大 C、粒子的速度不断减小 D、粒子的电势能一直增大

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10. 带电粒子以初速度 $v_{0}$ 垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中（只受电场力的作用），它离开时偏离原来方向的距离为 $y$ ，偏转角为 $α$ 。平行金属板的板间距离为 $d$ ，板长为 $L$ 。下列说法正确的是（　　）

A、粒子在电场中做类平抛运动 B、粒子飞过电场的时间，取决于板间距离和板间的电场强度 C、偏转角与粒子的电荷量和质量无关 D、粒子偏移距离 $y$ ，可用加在两极板上的电压控制

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11. 如图所示，四个电阻分别为 $R_{1} 、 R_{2} 、 R_{3} 、 R_{4}$ ，三个电流表的内阻均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　）

A、四个电阻为并联关系 B、 $R_{1}$ 与 $R_{2}$ 为并联关系 C、 $A_{1}$ 的示数为通过 $R_{2}$ 和 $R_{3}$ 的电流之和 D、 $A_{2}$ 的示数与 $A_{1}$ 的示数之和等于 $A_{3}$ 的示数

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12. 质量为m的物块放置在倾角为θ的斜面上，通过跨过定滑轮上的细绳与质量为M、体积很小的小球相连，小球置于半径为R的半圆状环形管的左侧开口端，小球直径略小于半圆状环形管的管径，连接小球的细绳处于竖直，整个装置如图所示。静止释放小球和木块，小球将沿着环形圆管运动，木块沿着斜面运动，不计一切摩擦阻力，下列说法中正确的是（　　）

A、小球和木块的质量满足 $M < m \sin θ$ B、小球的速度达最大时，小球和圆心的连线与竖直方向夹角的正弦值为 $\frac{m}{M} \sin θ$ C、若小球运动到圆环的最低点，整个过程中拉力对小球做功数值上等于木块机械能的增加量 D、若小球运动到圆环的最低点，整个过程中，木块动能的增加量为 $(M g R - \frac{1}{2} m g π R \sin θ)$

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三、实验题

13. 在利用重物自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中：

(1)、纸带将被释放瞬间的四种情景如下图所示，其中操作最规范的是_______。

A、 B、 C、 D、

(2)、实验室提供了交流电源、铁架台、夹子、重物、导线、纸带等器材。为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是___________。

A、 B、 C、 D、

(3)、实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 $A 、 B 、 C$ ，测得它们到起始点 $O$ 的距离分别为 $h_{A} 、 h_{B} 、 h_{C}$ 。已知当地重力加速度为 $g$ ，打点计时器打点的周期为 $T$ 。设重物的质量为 $m$ ，从打 $O$ 点到打 $B$ 点的过程中，动能的变化量 $Δ E_{k} =$ 。

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14. 小明找到一段粗细均匀的圆柱体导电材料，欲测量这种材料的电阻率 $ρ$ ，先用多用电表粗测其电阻约为 $2000 Ω$ ，为进一步精确测得电阻率，实验室提供以下实验器材：
A.20分度的游标卡尺

B．螺旋测微器

C．电流表 $A_{1}$ （量程： $0 ~ 5 mA$ ，内阻 $r_{1} = 500 Ω$ ）

D．电流表 $A_{2}$ （量程： $0 ~ 20 mA$ ，内阻 $r_{2}$ 约为 $200 Ω$ ）

E．电压表 $V_{1}$ （量程： $0 ~ 10 V$ ，内阻约为 $10 kΩ$ ）

F．电压表 $V_{2}$ （量程： $0 ~ 3 V$ ，内阻约为 $2kΩ$ ）

G．滑动变阻器 $R_{1}$ （ $0 ~ 200 Ω$ ，额定电流为 $0.3 A$ ）

H．滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 ~ 20 Ω$ ，额定电流为 $0.5 A$ ）

I．定值电阻 $R = 200 Ω$

J．直流电源 $E$ （提供恒压 $12 V$ ）

K．开关一只，导线若干

小明设计的一部分电路如图丙所示，请回答下列问题：

(1)、用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数 $L =$ $cm$ ，用螺旋测微器测得该样品的外直径如图乙所示，其示数 $D =$ $mm$ 。

(2)、定值电阻最合理的位置应该是（填“1”或“2”），应选的滑动变阻器是（填“G”或“H”）。

(3)、用实线代替导线在答题卡中将电路图补充完整（需连好电压表和滑动变阻器）。

(4)、实验中电表测量数据分别为 $U 、 I$ ，则这种材料的电阻率 $ρ =$ （用题中所给物理量字母表示）。

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四、解答题

15. 一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角 $θ = 30^{\circ}$ ，已知带电微粒的质量 $m = 1.0 \times 10^{- 7} kg$ ，电荷量 $q = 1.0 \times 10^{- 10} C$ ，A、B相距 $L = 20 cm$ 。（取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，结果保留两位有效数字）

(1)、说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由；

(2)、求电场强度的大小和方向；

(3)、要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？

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16. “天问一号”于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道，2021年6月11日，中国国家航天局举行了“天问一号”探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图，标志着中国首次火星探测任务取得圆满成功。“天问一号”环绕器继续环绕火星运行在中继通信轨道上。“天问一号”环绕器运行轨道对应的周期为 $T$ ，离火星表面高度为 $h$ ，线速度为 $v$ ，万有引力常量为 $G$ 。

(1)、求火星的质量 $M$ ；

(2)、求火星表面的重力加速度大小 $g$ 。

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17. 某种型号的轿车连同驾驶员总质量为 $m = 1600 kg$ ，若该轿车行驶过程中所受阻力大小恒为车和驾驶员总重的 $\frac{1}{8}$ ，额定功率为 $P_{0} = 120 kW$ ； $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、若轿车在水平直线路面上以最高车速匀速行驶时，发动机功率是额定功率，此时轿车速度是多大？

(2)、在某次官方测试中，驾驶员驾驶该轿车，在水平直线路面上以额定功率将车速由零提高到 $108 km/h$ ，此时轿车的加速度为多大？

(3)、在（2）问中轿车以额定功率将车速由零提高到 $108 km/h$ ，行驶的距离为 $180 m$ ，则行驶的时间是多少？

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18. 如图所示，一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道（在最低点 $E$ 分别与水平轨道 $E O$ 和 $E A$ 相连）、斜轨道 $A B$ 组成，各部分平滑连接。游戏时，滑块从斜轨道 $A B$ 端点 $B$ 由静止释放，沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧，然后被弹出，再次经过圆轨道并滑上斜轨道，循环往复。已知圆轨道半径 $r = 0.1 m$ ，滑块质量 $m = 20 g$ 且可视为质点， $C A$ 长 $L_{1} = 0.4 m$ ， $E O$ 长 $L_{2} = 0.3 m$ ，滑块与 $A B 、 E O$ 之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，滑块与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计， $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ 。若某次游戏时释放点 $B$ 距地面高度为 $h = 0.55 m$ 。

(1)、求滑块第一次通过最高点 $F$ 时对轨道的压力；

(2)、求弹簧获得的最大弹性势能 $E_{P}$ ；

(3)、通过计算分析滑块是否会脱离轨道，若脱离轨道，请求出脱离轨道时距离地面的高度，若不脱离轨道，请确定出滑块最终停止的位置。

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