湖北省部分省级示范高中2020-2021学年高一下学期物理期末测试试卷

试卷更新日期：2022-06-23 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列描述中符合物理学史的是（）

A、牛顿得出万有引力定律并测得了引力常量 $G$ B、第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，并总结出了关于行星运动的三条规律 C、库仑通过扭秤实验得到了库仑定律，并测定了元电荷的数值 D、法拉第首先提出在电荷周围存在着由它产生的电场

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2. 下列关于电场强度的两个表达式 $E = \frac{F}{q}$ 和 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 的叙述，错误的是（）

A、 $E = \frac{F}{q}$ 是电场强度的定义式，E的大小和F、q没有必然联系 B、 $E = \frac{F}{q}$ 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷的电量，它适用于任何电场 C、 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 是点电荷场强的计算公式，Q是产生电场的电荷电量，它不适用于匀强电场 D、从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式 $F = k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ ，式中 $k \frac{q_{2}}{r^{2}}$ 是点电荷q₂产生的电场在点电荷q₁处的场强大小，而 $k \frac{q_{1}}{r^{2}}$ 是点电荷q₁产生的电场在点电荷q₂处的场强大小

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3. 如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为-Q和+2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一半径为r（2r＜L）空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点的场强大小为（）

A、 $\frac{12 k Q}{L^{2}}$ 水平向右 B、 $\frac{12 k Q}{L^{2}}$ 水平向左 C、 $\frac{3 k Q}{L^{2}}$ 水平向右 D、 $\frac{3 k Q}{L^{2}}$ 水平向左

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4. 如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两个相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中，下列说法正确的是（）

A、M球的机械能守恒 B、M球的机械能增大 C、M和N组成的系统机械能守恒 D、绳的拉力对N做负功

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5. 如图所示，直角△ABC中，∠C=90°，∠A=37°，两个电荷量为 $Q_{A} 、 Q_{B}$ 的正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则 $Q_{A} ： Q_{B}$ 为（）

A、3：4 B、4：3 C、16：9 D、9：16

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6. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止开始自由下落80cm后，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s² ，不计空气阻力下列说法正确的是（）

A、足球与头部碰撞过程前后，动量守恒，机械能守恒 B、足球与头部作用过程中动量变化量的大小为3.2kg·m/s C、足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N·s D、头部对足球的平均作用力为足球重力的10倍

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7. 如图所示，半径为R的细圆管（管径可忽略）内壁光滑，竖直放置，一质量为m、直径略小于管径的小球可在管内自由滑动，测得小球在管顶部时与管壁的作用力大小为mg，g为当地重力加速度，则（）

A、小球在管顶部时速度大小可能为 $\sqrt{g R}$ B、小球运动到管底部时速度大小可能为 $\sqrt{5 g R}$ C、小球运动到管底部时对管壁的压力可能为5mg D、小球运动到管底部时对管壁的压力可能为6mg

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二、多选题

8. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的3倍，下列应用公式进行的推论正确的有（）

A、由 $v = \sqrt{g R}$ 可知，甲的速度是乙的 $\sqrt{3}$ 倍 B、由 $a = ω^{2} r$ 可知，甲的向心加速度是乙的3倍 C、由 $F = G \frac{M m}{r^{2}}$ 可知，甲的向心力是乙的 $\frac{1}{9}$ D、由 $\frac{r^{3}}{T^{2}} = k$ 可知，甲的周期是乙的 $3 \sqrt{3}$ 倍

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9. 如图所示，A、B为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负电荷q(不计重力)由静止释放后，下列说法中正确的是（）

A、负电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度可能越来越大，速度越来越大 B、负电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度可能越来越小，速度越来越大 C、负电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 D、负电荷越过O点后，速度越来越小，加速度一定越来越大，直到速度为零

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10. 2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，地球半径为R，探测器环绕火星速度为v。则下列选项正确的是（）

A、火星表面的重力加速度为0.4g B、火星和地球的第一宇宙速度之比为 $\sqrt{5} ： 1$ C、火星和地球的平均密度之比为5：4 D、探测器环绕火星运行周期为 $\frac{π g R^{2}}{5 v^{3}}$

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11. 光滑水平面上质量为3kg的物块A，水平向右以4m/s的速度与质量为5kg的静止物块B发生正碰，碰撞后物块A的速度大小和方向可能为（）

A、0.5m/s，水平向左 B、0 C、1m/s，水平向右 D、3m/s，水平向右

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三、实验题

12. 利用如图甲所示气垫导轨装置验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

(1)、实验前需要调节气垫导轨水平，操作过程是：
①（选填“挂上”、“不挂”）钩码，接通气源；
②调节导轨底座旋钮，使得滑块能在导轨上处于状态。

(2)、实验中，接通气源，滑块静止释放后，测得数字计时器的读数为t和滑块释放位置B与光电门A之间的距离为L。改变距离L，重复上述实验多次，已知钩码质量m，滑块质量M，遮光条宽度d。若在实验误差允许范围内始终满足等量关系mgL=（用上述物理量符号表示），则系统机械能守恒。

(3)、某实验小组分析实验数据时发现，系统增加的动能总是明显大于钩码减小的重力势能，其原因是。

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13. 利用如图所示的实验装置，可探究碰撞中的不变量，由于小球的下落高度是定值，所以，小球落在地面上的水平位移就代表了平抛运动时水平初速度的大小，这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示了。

(1)、为了尽量准确找到碰撞中的不变量，以下要求正确的是____（填选项前的字母）；

A、入射球的半径应该大于被碰球的半径 B、入射球的半径应该等于被碰球的半径 C、入射球每次应该从斜槽的同一位置由静止滚下 D、斜槽末端必须是水平的

(2)、关于小球的落点，下列说法正确的是____（填选项前的字）；

A、如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，重复几次的落点一定是完全重合的 B、由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较密集 C、测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P₁、P₂、…、P_n ，则落点的平均位置满足 $O P = \frac{O P_{1} + O P_{2} + ⋯ + O P_{n}}{n}$ D、测定落点的位置时，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置

(3)、若已知入射小球与被碰小球的质量之比为m₁：m₂=8：3，OP=20cm，PN=16cm，则OM的值大约应该等于cm，本实验才算达到实验目的。

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四、解答题

14. 泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流。泥石流流动的全过程虽然只有很短时间，但由于其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究，他们设计了如图甲所示的模型：在水平地面上放置一个质量为m＝4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移变化如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g＝10 m/s^2.则：

(1)、物体在运动过程中的最大加速度为多少？

(2)、在距出发点多远处，物体的速度达到最大？

(3)、物体在水平面上运动的最大位移是多少？

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15. 如图所示，质量分别为 $M_{1} = 200 g$ 、 $M_{2} = 100 g$ 的物块1、2静止在水平地面上，间距 $d = 0.2 m$ ，物块与地面间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ 。一长 $L = 0.45 m$ 的细线一端固定在悬点，另一端连接一质量 $m = 100 g$ 的小球。将细线拉至水平并由静止释放，当小球运动到悬点正下方时与物体1发生弹性正撞，此后物块1与物块2发生碰撞后迅速合为一体。重力加速度g取 ${10m/s}^{2}$ ，求：（结果均保留两位小数）

(1)、小球与物块1碰撞后瞬间细线上的拉力大小；

(2)、物块1与物块2碰撞过程中损失的动能；

(3)、整个运动过程中物块1移动的距离。

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16. 如图所示，在光滑的水平面上放置了一个质量M＝3kg的长木板AB，长木板的上表面AC段是粗糙的、BC段是光滑的，长木板的左端放置了一个质量m＝1kg的小物块（视为质点），物块与粗糙段的动摩擦因数 $μ = 0.15$ ，木板右端B连着一段轻质弹簧，弹簧处于自然状态时，左端点正好在C点。在系统静止的情况下如果给小物块一个向右的初速度 $v_{0} = 2 m / s$ ，小物块正好滑到C处；在系统静止的情况下如果给长木板一个水平向左的恒力F作用（图中未画出），作用t=1s时间后撤去此力时，小物块正好到达C点。求：

(1)、长木板粗糙段的长度；

(2)、恒力F的大小；

(3)、撤去恒力后，弹簧的最大弹性势能。

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