河北省正定中学2020-2021学年高一下学期期末考试物理试题-Word版含答案.docx

高一其次学期期末考试
物理试题
满分110分；时间90分钟
一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。其中1-8为单选题，9-12为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1.清代学者郑复光在他的著作《费隐与知录》中，提出了极具新意的地脉说，用以解释地磁现象，明确赐予了地脉以精确     的物理的力学性能：“针为地脉牵型”，地脉是能够对磁针施予力作用的，将地脉抽象为很多曲线组成的曲线族，这些曲线就是现在我们通常所说的力线，而在西方学者中，最先提出力线概念的科学家是（ ）
A.牛顿 B.法拉第 C.库仑 D.第谷
2.如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f，等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E。现转变a处点电荷的位置，使O点的电场强度转变，下列叙述正确的是（　 ）
A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe
B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Od
C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc
D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe
3.“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向全都，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是( )
A．“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的挽救
B．站在赤道上的人观看到“轨道康复者”向西运动
C．“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5 倍
D．“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍

4.如图所示，平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，分别表示电势-4V、-2V、0、2V、4V的等势线，若AB=BC=CD=DE=2cm，且与直线MN成30°角，则（　 　）
A. 该电场是匀强电场，场强方向垂直于AA′，且指向右下
B. 该电场是匀强电场，场强大小为E=2V/m
C. 该电场是匀强电场，距C点距离为2cm的全部点中，最高电势为2V，最低电势为-2V
D. 该电场是匀强电场，距C点距离为2cm的全部点中，最高电势为4V，最低电势为-4V
5.在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化状况如图所示。图中－x1～x1 之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是( )
A．x轴上各点的场强大小相等
B．从-x1到x1场强的大小先减小后增大
C．一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能
D．一个带正电的粒子在－x1点的电势能大于在-x2点的电势能
6.如图所示，无限大均匀带正电薄板竖直放置，其四周空间的电场可认为是匀强电场。光滑绝缘细管垂直于板穿过中间小孔，一个视为质点的带负电小球在细管内运动。以小孔为原点建立x轴，规定x轴正方向为加速度a、速度v的正方向，下图分别表示x轴上各点的电势φ，小球的加速度a、速度v和动能Ek随x的变化图象，其中正确的是（ ）

x
E
E
O
O
x
φ
A
O
x
v
C
O
x
Ek
D
O
x
a
B

7. 如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R，等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于圆周最低点，CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷，带电荷量分别为＋q、-q。现把质量为m带电荷量为＋Q的小球由圆弧的最高点M处静止释放，到最低点C时速度为v0 。不计＋Q对原电场的影响，取无穷远处为电势零点，静电力常量为k，则（ ）
A.小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒
B. C点电势比D点电势高
C. M点电势为
D.小球对轨道最低点C处的压力大小为
8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正摸索电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离 l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是（ ）

9.某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图1中虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开头沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图2所示，则（不考虑空气阻力）( )
A.电场强度大小恒定，方向沿x轴正方向
B.从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大
C．从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越多
D.到达x1位置时，小球速度的大小为
10. 如图所示。氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1 ，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最终打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么( )
A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上的速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用的时间相同
D．三种粒子确定打到屏上的同一位置
11.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )
A．环到达B处时，重物上升的高度
B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等
C．环从A到B，环削减的机械能等于重物增加的机械能
D．环能下降的最大高度为d
12.如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在时间内运动的描述，正确的是( )

A.末速度大小为 B.末速度沿水平方向
C.重力势能削减了 D.克服电场力做功为

第Ⅱ卷 非选择题（共62分）
二、填空题：本题2个小题，其中第13题7分，第14题7分
13.某试验小组利用力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将力传感器固定在小车上，用不行伸长的细线通过一个定滑轮与重物G相连，力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上A、B两点各固定一个光电门传感器，用于测量小车的速度v1和v2，如图所示。在小车上放置砝码来转变小车质量，用不同的重物G来转变拉力的大小，摩擦力不计。
（1）试验主要步骤如下：
①测量小车和拉力传感器的总质量M1，把细线的一端固定在力传感器上，另一端通过定滑轮与重物G相连，正确连接所需电路；
②将小车停在点C（点C在光电门B的右侧），由静止开头释放小车，小车在细线拉动下运动，除了光电门传感器测量速度和力传感器测量拉力的数据以外，还应当记录的物理量为_________；
③转变小车的质量或重物的质量，重复②的操作。
次数
M/kg
|v22－v12|/m2s-2
△E/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
△E3
1.22
W3
4
1.00
2.40
1.20
2.42
1.21
5
1.00
2.84
1.42
2.86
1.43

（2）下面表格中M是M1与小车中砝码质量之和，（△E为动能变化量，F是拉力传感器的拉力，W是F在A、B间所做的功。表中的△E3＝________，W3＝_______（数据保留三位有效数字）。
（3）依据表中的数据，请在坐标上作出△E—W图线。
14.理论分析可得出弹簧的弹性势能公式 (式中k为弹簧的劲度系数， x为弹簧长度的变化量)。为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的试验：
①两位同学首先都进行了如图甲所示的试验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧的伸长量为d。
②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的试验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后再竖直套上一根带有插销孔的长透亮     塑料管，利用插销压缩弹簧。拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H。
③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的试验：将弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直的墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L。
⑴A、B两位同学进行图甲所示的试验目的是为了确定什么物理量，这个物理量是 ；请用m、d、g表示所示的物理量 。
⑵假如成立，那么：
A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x＝ ；
B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x＝ ；

三、计算题（本题4个小题，共48分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。）
15.邯郸大剧院是目前河北省内投资最大、设施最完备、科技含量最高的一家专业高端剧院。2022年元旦前后，邯郸大剧院举办了几场盛大的新年音乐会。在一场演出前工作人员用绳索把一架钢琴从高台吊运到地面。已知钢琴的质量为175kg，绳索能承受的最大拉力为1820N，吊运过程中钢琴以0.6m/s的速度在竖直方向向下做匀速直线运动。降落至底部距地面的高度为h时，马上以恒定加速度减速，最终钢琴落地时刚好速度为零（g取10m/s2），求：
（1）h的最小值是多少；
（2）为了保证绳索和钢琴的平安，此次以0.6m/s的初速度匀减速到零，用时3s，求此
次减速过程中钢琴机械能削减了多少。

16.月球与地球质量之比约为1：80，一般状况下，我们认为月球绕地球运动，其轨道可近似认为是圆周轨道，但有争辩者提出，地球的质量并非远远大于月球质量，故可认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动。在月地距离确定的状况下，试计算这种双星系统所计算出的周期T1与一般状况所计算出的周期T2之比（结果可用根号表示）。

17.如图，绝缘的水平面上，相隔的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线上的三点，且O为中点，。一质量为m、电量为的点电荷以初速度从a点动身沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，当它第一次运动到O点时速度为，连续运动到b点时速度刚好为零，然后返回，最终恰停在O点。已知静电力恒量为k。求：
（1）a点的场强大小。
（2）aO两点间的电势差。
（3）电荷在电场中运动的总路程。

18.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。
（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能。
（2）若粒子从bc边离开电场时动能为，求电场强度的大小。

高一下学期物理试题答案
1.B 2.C 3.D 4.D 5.B 6.D 7.C 8.C 9.BD 10.AD 11.ACD 12.BC
13.（1）② 两光电门间的距离（或AB间距离）（1分）
（2） 0.600（2分） 0.610（2分）
（3）答案如图（2分）
14.⑴确定弹簧的劲度系数k(1分)；k＝（1分） ⑵A： （2分） B： L（2分）
15.（10分）（1）当拉力最大时，h有最小值
对钢琴：         ①
        ②
         ③
       ④
（2）当减速时间为3s时：
     ⑤
     ⑥
        ⑦
16.（14分）解:设地球和月球的质量分别为M、m，其间距为L，在双星系统中地球与月球的轨道半径分别为R、r,则
在双星系统中，对地球： ① …………2分
对月球： ② …………2分
其中 ③ …………2分
由①②③得： ④ …………2分
在一般状况下，对月球： ⑤ …………2分
则 ⑥ …………2分
由④⑥得： ………………………2分
17.（12分）解析：（1）由库仑定律及场强的定义式可得：
解得：   （3分）
（2）从a到b点过程中，依据对称性，Ua=Ub
依据动能定理：
解得：
从a到o点过程中，依据动能定理

解得： （5分）
(3) 最终停在o点，整个过程由动能定理得
解得： （4分）

18.（12分）⑴ 粒子做类平抛运动，则有：     
       (2分)
所以：      (1分)
依据动能定理 ：    (2分)       
所以：     (1分)
⑵若粒子由bc边离开电场，则：    
             (2分)
 (2分)
所以：       (2分)