辽宁省实验中学等2017-2018学年高一下学期期末考试物理---精校解析Word版.doc

辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题一、选择题：本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分1. 下列关于物理学史的描述，正确的是A. 牛顿发现万有引力定律，而万有引力常量是由卡文迪许测出的B. 库仑利用库仑扭秤得出库仑定律，同时测出静电力常量C. 密立根提出在电荷的周围存在着由它产生的电场，并测出元电荷的电荷量D. 富兰克林命名了正负电荷【答案】ABD【解析】牛顿发现万有引力定律，而万有引力常量是由卡文迪许测出的，选项A正确；库仑利用库仑扭秤得出库仑定律，同时测出静电力常量，选项B正确；法拉第提出在电荷的周围存在着由它产生的电场，密立根测出元电荷的电荷量，选项C错误；富兰克林命名了正负电荷，选项D正确；故选ABD.2. 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若距地面某高度处的重力加速度为，则该处距地面的高度为A. B. C. D. 5R【答案】B【解析】设地球的质量为M，物体质量为m，物体距地面的高度为h。根据万有引力近似等于重力，在地球表面有：mg=G；在高度为h处有： ；联立解得：h=（-1）R，故B正确，ACD错误。故选B。点睛：本题关键要知道重力与万有引力的关系，明确在不考虑地球自转的情况下万有引力近似等于重力，知道重力加速度与高度的关系，并能用来分析实际问题3. 下列四个电场中，a、b两点电场强度不同但电势相同的是A. 以正电荷为圆心的圆周上的两点B. 负点电荷电场中同一电场线上的两点C. 与匀强电场电磁线垂直的直线上的两点D. 等量异种点电荷中垂线上的两点【答案】AD【解析】试题分析：A图中场强大小相等，方向不同，电势相等，B图中两点处场强大小不同，电势不同，C图中两点处场强和电势都相等，D图中两点电势相同，场强大小不同，C正确。考点：本题考查静电场。4. 用比值定义物理量是物理学中一种常见的方法，下面是物理量都是用比值定义的，其中定义式正确的是A. 电容 B. C. 电场强度 D. 电场强度【答案】AC【解析】电容C由本身的性质决定，与所带的电荷量及两端间的电势差无关。所以C=Q/U属于比值定义法，故A正确。公式是平行板电容器的电容的决定式，不是比值定义法。故B错误。电场强度与放入电场中的电荷无关，所以E=F/q属于比值定义法，选项C正确；但EU/d是匀强电场的场强与电势差的关系式，不是比值定义。故D错误。故选AC。点睛：解决本题的关键理解比值定义法的特点：被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变5. 如图所示，在平面直角坐标系中有一等边三角形OPC，O点位于坐标原点，OC与x轴重合，P点坐标为，A、B分别为OP、PC的中点，坐标系处于匀强电场中，且电场方向与坐标平面平行，已知O点的电势为6V，A点的电势为3V，B点的电势为0V，则由此可判定A. C点的电势为3VB. 场强方向一定与PC边垂直C. 电场强度大小为300（V/m）D. 电场强度大小为【答案】BD6. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个相邻等势面，并满足，a、b间的距离小于b、c间的距离，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下从M点运动到P点的运动轨迹，下列说法正确的是A. 三个等势面中，c的电势一定最高B. 粒子在M点的动能一定比在P点时的动能小C. 粒子在M点的电势能一定比在P点时的电势能小D. 粒子从M点到N点电场力做的功小于从N点到P点电场力做的功【答案】AB【解析】带电粒子所受的电场力指向轨迹内侧，由于粒子带负电，因此电场垂直于等势线向上，c的电势一定最高，故A正确。从M到P过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，因此，粒子在M点的电势能一定比在P点时的电势能大，粒子在M点时的动能一定比在P点时的动能小。故B正确，C错误。MN间的电势差等于NP间的电势差，根据W=qU知，粒子从M点到N点电场力做的功等于粒子从N点到P点电场力做的功，故D错误。故选AB.点睛：掌握带电粒子的运动轨迹与力的方向的关系是解题的前提，灵活应用场强方向与等势面垂直，以及电场力做功与动能、电势能变化的关系是解题的关键7. 如图所示，固定的绝缘斜面处于沿水平向右的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑道底端，其运动轨迹和匀强电场均在纸面内，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，则以下判断不正确的是A. 金属块一定带正电荷B. 金属块克服电场力做功0.2JC. 金属块的机械能减少1.2JD. 金属块的重力势能和电势能之和减少1.0J【答案】C【解析】在金属块滑下的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，根据动能定理得：W总=WG+W电+Wf=EK，解得：W电=-0.2J，所以电场力做功-0.2J，金属块的电势能增加0.2J由于金属块下滑，电场力做负功，电场力应该水平向右，所以金属块带正电荷。故AB正确；金属块的重力势能和电势能之和减少1.2J-0.2J=1.0J，选项D正确；在金属块滑下的过程中重力做功1.2J，重力势能减小1.2J，动能增加了0.7J，所以金属块的机械能减少0.5J，故C错误。此题选项错误的选项，故选C。点睛：解这类问题的关键要熟悉功能关系，也就是什么力做功量度什么能的变化，并能建立定量关系：重力做功等于重力势能的变化；合力的功等于动能的变化；电场力做功等于电势能的变化；除重力外的其它力的功等于机械能的变化8. 为了研究影响平行板电容器电容的因素，实验中使电容器的两个极板A、B分别带上等量异种电荷，并将A极板和静电计的外壳分别接地，如图所示，若保持极板所带电荷量不变，为使静电计的指针由实线位置转到虚线位置，下列可行的方法是A. 将金属板插入两板之间B. 将A板稍微上移C. 将玻璃板插入两板之间D. 将A板向右移少许【答案】B【解析】为使静电计的指针由实线位置转到虚线位置，即电容器两板电势差变大；若将金属板插入两板之间，则相当两板间距减小，根据可知，C变大，由Q=CU可知，U减小，选项A错误；将A板稍微上移，则S减小，根据可知，C变小，由Q=CU可知，U变大，选项B正确；将玻璃板插入两板之间，则变大，根据可知，C变大，由Q=CU可知，U减小，选项C错误；将A板向右移少许，则d减小，根据可知，C变大，由Q=CU可知，U减小，选项D错误；故选B.点睛：解决本题的关键知道静电计是测量电势差大小的仪器，搞清电容器是电量一定还是电势差一定；并掌握电容器的决定式和定义式.9. 绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行，如果某绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球做匀速圆周运动时（绳长不可忽略），下列说法正确的是A. 绳系卫星在航天器的正上方B. 绳系卫星在航天器的后上方C. 绳索无弹力D. 绳索有弹力【答案】AD10. 如图所示，质量M=2kg的滑块在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，滑块可以在光滑的水平轨道上自由运动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度大小为，则下列说法正确的是A. 当小球通过最高点时滑块的位移大小是B. 当小球通过最高点时滑块的位移大小是C. 当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离D. 当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离【答案】BD【解析】滑块和小球系统在水平方向动量守恒，设当小球通过最高点时滑块的位移大小为x，则，解得，选项A错误，B正确；当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离为y，则：，解得，选项C错误，D正确；故选BD. 点睛：此题实质上是“人船模型”，对球和滑块水平方向平均动量守恒，注意球和滑块的位移都是相对地面的位移.11. 如图所示，足够长的绝缘粗糙水平面放置一带正电的小滑块，小滑块与水平面间的动摩擦因数与小滑块的位移x满足-x图像关系，图像与横轴的交点为4m，与纵轴的交点为0.5，空间存在水平向右的足够大的匀强电场（图中未画出）。已知带电体的质量m=0.2kg，带有的电荷量，匀强电场的场强，若使小滑块由静止释放则当其运动的位移x=4m时，若，下列说法正确的是A. 带电体的电势能减少了5.6JB. 带电体的电势能增加了5.6JC. 在这个过程中合外力做功为1.6JD. 在这个过程中合外力的冲量大小是【答案】AD【解析】若使小滑块由静止释放，则电场力做正功，电势能减小，则当其运动的位移x=4m时电势能减小量为，选项A正确，B错误；此过程中摩擦力的功： ，由图像可知 ，则，则合力做功为，选项C错误； 由动能定理可知：；由动量定理可知：，解得 I=1.2Ns，选项D正确；故选AD.12. 如图所示，质量相同的两个小球A、B，其中小球A带负电，小球B带正电，但电荷量不等量，二者电荷量的值满足：，通过绝缘轻弹簧连接，置于绝缘光滑的水平面上，当突然加以水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在轻弹簧第一次伸到最长的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统（整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度），以下说法正确的是A. 因为小球A、B的质量相等，故系统总动量始终为零B. 虽然小球A、B的质量相等，但是系统总动量仍然不断增加C. 小球B的动能先增加后减小，弹簧的弹性势能不断增大D. 当小球B所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，小球A的动能最大【答案】B【解析】由题意，因qAqB可知EqAEqB，系统所受的合力向左，则系统总动量不断增加，选项A错误，B正确；开始时小球B受向右的电场力大于弹力，则动能增加，当弹力与B所受的电场力相等时速度最大，动能最大；以后弹力大于电场力，B做减速运动，动能减小直至为零，然后反向运动，动能再增加，当B的速度等于A的速度时弹簧的长度最长，弹性势能最大，选项C错误；当小球B所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，此时小球A所受的电场力大于弹簧的弹力，小球A继续向左加速，动能不是最大，选项D错误；故选B.点睛：此题的物理过程比较复杂；关键是通过分析球所受的弹力和电场力的大小关系来确定球的运动情况；注意速度相等是弹簧最长的临界条件.二、实验题13. 在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于重物动能的增加量，实验装置如图所示，则：（1）以下步骤仅是实验操作的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按合理的顺序排列_（填代号）；A把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电电源连接起来B用天平称出重物的质量C把纸带的一段固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定的高度D用秒表测出重物下落的时间E释放纸带F重复几次，得到35条符合要求的纸带G接通电源（2）在选纸带时，若打第一点的速度为零，需要满足所打的第1、2点的距离大约为_；A1mm B2mm C1cm D2cm【答案】 (1). (1)ACGEF (2). (2)B【解析】（1）根据实验过程，则实验的合理顺序排列：ACGEF；（2）若打第一点的速度为零，根据自由落体运动的规律可知所打的第1、2点的距离大约为，故选B. 14. 在做“验证动量守恒定律”实验中，装置如图所示（1）需要的测量仪器或工具有_；A秒表 B天平 C刻度尺 D重锤线 E打点计时器 F圆规（2）必须要求的条件是_A两小球碰撞时，球心必须在同一高度上B斜槽轨道末端的切线必须水平C入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下（3）某次实验中得出的落点情况如下图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为_（4）在做“验证动量守恒定律”实验中，对产生误差的主要原因表述正确的是_A碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上B倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用C没有测量高度，算出具体的平抛时间D测量长度的误差【答案】 (1). (1)BCDF (2). (2)ABD (3). (3)19：5 (4). (4)AD【解析】（1）本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，需要中垂线调节轨道末端水平，需要圆规找物体的平均落点，故选：BCDF（2）要保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，故A正确；要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故B正确；入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹，故C错误；为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正确；故选ABD（3）根据动量守恒定律，有： 代入数据，有：m10.2550=m10.1550+m20.3800解得：m1：m2=19：5（4）要保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动；若碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上会产生较大的误差，故A正确；倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用，但只要入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，即可保证碰撞的初速度相同，故B错误；小球做平抛运动的时间由高度差决定，由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：，就一定有m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，故C错误；测量长度的误差对最终动量是否守恒的验证会有影响，故D正确；故选AD点睛：实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹三、计算或论述题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位15. 如图，一束电子从静止开始经加速电场加速后进入偏转电场，已知电子的电荷量为e，质量为m，加速电场的电压为，偏转电场两极板间的距离为d，极板长度为L，忽略电子受到的重力及空气阻力作用，试求：（1）电子进入偏转电场时的速度大小？（2）若要使得电子飞出偏转电场时的侧向位移恰好为，则在偏转电场两极板间所加电压应为何值？【答案】(1) (2) 【解析】（1）由动能定理可得，解得；（2）电子进入偏转电场后，做类平抛运动，竖直方向，水平方向；电子的加速度，而，解得16. 在粗糙的水平面上有两个完全相同的正方体物块A、B，物块A沿A、B几何中心所在直线向静止的物块B运动，物块A、B在极短时间内发生弹性碰撞后，碰撞后，物块A经过t=1s刚好停止运动，试求：在物块A运动的时间内物块B的位移大小是多少？已知：物块A的质量为，物块B的质量为，两个物块与水平地面间的动摩擦因数均为=0.2，重力加速度大小。【答案】3m【解析】取碰撞前一瞬间物块A的速度的方向为正方向，则碰撞过程中：碰后，对物块A：，当物块A停下来时，解得，分析可得方向与碰撞前一瞬间物块A的速度的方向相反，分析可得方向与碰撞前一瞬间物块A的速度的方向相同当物块B：，当物块B停下来需要时间，则解得，故在物块A运动的时间内物块B没有停下来，由解得x=3m17. 如图所示，体积可忽略的带电导体球A，用绝缘不可伸长的长度为L=0.15m轻质细绳悬于空中O点，此时小球A刚好与光滑绝缘水平面接触，但无弹力作用，空间有无限大的水平向右的匀强电场，场强E=10N/C，已知小球A的质量，带有的电荷量，忽略空气阻力，匀强电场和带电体的运动轨道面均在同一竖直面内，在轻质细绳伸直并处于竖直位置，由静止释放导体球A。（，重力加速度大小），试求：（1）当轻绳偏离竖直方向的摆球最大时，轻绳对带电导体球A的拉力大小是多少？（2）当带电导体球A再次摆回到初始位置时，有一个体积可忽略质量为的不带电的小球B与带电导体A发生对心正碰，碰后瞬间粘在一起，同时无限大的匀强电场瞬间变为竖直向上，电场强度大小不变，不计由于电场瞬间变好对带电体的影响，若在以后的运动过程中，轻绳始终处于伸直状态，则碰撞前小球B的速度大小需要满足什么条件？【答案】(1)N (2)【解析】（1）设轻绳偏离竖直方向的摆角最大为，则，解得对小球：，此时v=0，故；（2）当带电导体球A再次摆回到初始位置时速度刚好为零，取碰撞前小球B的速度的方向为正方向，对小球A、B有，若轻绳始终处于伸直状态需要满足：最高点，解得；最高点，；，解得点睛：此题是动能定理、动量守恒定律以及牛顿第二定律的综合应用问题；搞清物理过程是解答问题的关键；并且要注意挖掘隐含条件，理解“轻绳始终处于伸直状态”需要满足的关系. 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