天津市耀华中学期末物理试题(解析版).doc

天津市耀华中学2019-2020学年度第二学期期末考试
高一年级物理学科试卷
一、选择题（1-6题为单选题，7-12题为多选题，每题4分，共计48分，少选2分，错选0分）
1. 图（a）是用来“显示桌（或支持）面的微小形变”的演示装置；图（b）是用来“测量万有引力常量”的扭秤。由图可知，两个实验装置共同的物理思想方法是（　　）

A. 极限的思想方法 B. 放大的思想方法
C. 控制变量的方法 D. 猜想的思想方法
【答案】B
【解析】
【详解】两个实验都是通过将微小的变化放大，利于观察测量，都使用了放大的思想方法，故B正确，ACD错误。
故选B。
2. 如图所示，跳台滑雪的跳台可以看作顶端的平台和足够长的斜面组成，运动员若以水平速度v0飞出，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为t1；若以2v0的水平速度飞出，落到斜面上所用时间为t2，则t1与t2之比为（　　）

A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4
【答案】B
【解析】
【详解】平抛的位移倾角为θ，根据平抛运动规律有

解得，落到斜面上所用的时间为

可见，运动员做平抛运动的时间与初速度为正比，所以t1与t2之比为

故B正确，ACD错误。
故选B。
3. 在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（　　）

A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，重力与支持力的合力等于向心力
mgtanθ=m

联立解得汽车转弯时的车速

故选B。
4. 如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是(　　)

A M＝，ρ＝
B. M＝，ρ＝
C. M＝，ρ＝
D. M＝，ρ＝
【答案】D
【解析】
【详解】　设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M，“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，G＝m(R＋h) ，其中T＝，解得M＝.又土星体积V＝πR3，所以ρ＝＝.
5. 如图所示，滑草场由两段宽度相同但坡度不同的斜面AB和BC连接而成，一名滑草的游客与两段斜面间的动摩擦因数相同。从A滑到B然后到C，在沿两段斜面下滑过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则（　　）

A. WA>WB B. WA=WB C. WA电荷电性相同
【答案】B
【解析】
【详解】BD．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”的结论，B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷，故B正确，D错误；
A．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内部电场强度处处为零，故验电器的金箔不张开，故A错误；
C．用导线连接金属罩B和验电器C的金属球，金属罩内的场强仍为零，即验电器金箔不会张开，选项C错误。
故选B。
7. 蜜蜂可以通过“舞蹈”轨迹向同伴传递信息，如图所示，一个可视为质点的蜜蜂沿轨迹ABCD运动，图中画出了蜜蜂在各处的速度v和所受合力F的方向，其中可能正确的是（　　

A. A位置 B. B位置 C. C位置 D. D位置
【答案】BD
【解析】
【详解】做曲线运动的物体，速度方向为曲线的切线方向，合外力指向曲线的凹侧，故AC错误，BD正确。
故选BD。
8. 如图所示，飞车表演场地可以看成一个圆台的侧面，侧壁是光滑的，飞车表演者可以看作质点，在A和B不同高度的水平面内做匀速圆周运动。以下关于表演者在A、B两个轨道时的线速度大小（vA、vB）、角速度（ωA、ωB）、向心力大小（FnA、FnB）和对侧壁的压力大小（FNA、FNB）的说法正确的是（　　）

A. vA>vB B. ωA>ωB C. FnA>FnB D. FNA=FNB
答案】AD
【解析】
【详解】以飞车为研究对象，作出力图，如图。设侧壁与竖直方向的夹角为θ，

则根据牛顿第二定律，得
Fn=mgcotθ=mω2r

得到

θ相同，则
FnA=FnB
FNA=FNB
r越大，则ω越小，v越大，即
vA>vB
ωA<ωB
故AD正确，BC错误。
故选AD。
9. 地球有许多同步卫星，下面说法正确的是（　　）
A. 它们的质量可能不同 B. 它们的速度大小可能不同
C. 它们距地面的高度可能不同 D. 它们的向心力大小可能不同
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由地球引力提供向心力，得

解得

由以上分析可知，卫星的质量可能不同；它们的速度大小相同，A正确，B错误；
C．因为同步卫星的周期

都相同，所以同步卫星的运动半径都相同，则它们距地面的高度都相同，C错误；
D．由向心加速度公式

它们的向心加速度大小相同，方向不同，由于它们的质量可能不同，所以它们的向心力大小可能不同，D正确。
故选AD。
10. 如图，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其上方A位置有一小球，小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。不计空气阻力，则（　　）

A. 小球下落至C处速度最大
B. 小球由A至D下落过程中机械能守恒
C. 小球由B至D的过程中，动能减小
D. 对A和D两个状态，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
【答案】AD
【解析】
【详解】AC．小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速，小球从C至D过程，重力小于弹力，合力向上，小球减速，所以速度先增大后减小，在C点速度最大，小球由B至D的过程中，动能先增加后减小，故A正确，C错误；
B．由A至B下落过程中小球只受重力做正功，其机械能守恒，从B→D过程，小球重力势能和动能都减小转化为弹性势能，其小球的机械能不守恒；故B错误；
D．在D位置小球速度减小到零，小球的动能为零，则从A→D位置过程中，根据系统的机械能守恒得知，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确；
故选AD
11. 低空跳伞是一种刺激的极限运动，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为g，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 运动员的重力势能减少了mgh
B. 运动员的动能增加了mgh
C. 运动员克服阻力所做的功为mgh
D. 运动员的机械能减少了mgh
【答案】AB
【解析】
【详解】A．重力势能减少量等于重力做功即mgh，故A正确；
B．下落过程中

合力做功为

故动能增加了mgh，故B正确；
C．克服阻力做功为

故C错误；
D．机械能的减小量等于阻力做功，故机械能减少了，故D错误。
故选AB。
12. 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（　　）

A. a、b一定带异种电荷
B. a的速度将减小，b的速度将增大
C. a的加速度将减小，b的加速度将增大
D. 两个粒子的动能，一个增大一个减小
【答案】AC
【解析】
详解】A．物体做曲线运动，受力指向曲线内侧，所以a、b受力方向相反，一定带异种电荷，故A正确；
BD．a、b受力方向与速度方向均是锐角，电场力做正功，动能增大，速度增大，故BD错误；
C．电场线疏密表示电场强度大小，所以a的受力减小加速度减小，b的受力增大加速度增大，故C正确。
故选AC。
二、实验题（每空3分，共计24分）
13. 在“探究平抛运动的特点”的实验中：
(1)为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的___________。
A．实心小铁球 B.空心小铁球 C.实心小木球 D.以上三种球都可以
(2)小强同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用“平抛运动实验器”确定了小球在空中的多处位置。如图所示为小球做平抛运动的一部分位置图，图中背景方格的实际边长为8mm，如果取g=10m/s2，那么：①小球从A到B的时间和从B到C的时间分别为TAB和TBC，TAB___________TBC（填“>”、“<”、“=”）；TAB=___________s；②小球做平抛运动的水平初速度大小是___________m/s。

【答案】 (1). A (2). = (3). 0.04 (4). 0.6
【解析】
【详解】(1)[1]为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故A正确，BCD错误；
故选A
(2)①[2]平抛运动的水平方向做匀速运动，因为小球从A到B的水平位移和从B到C的水平位移相等，所以小球从A到B的时间和从B到C的时间相等。即

[3]在竖直方向上，根据

解得

②[4]小球平抛运动的初速度大小为

14. 在利用如图1所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中，

(1)下列操作正确是________.
A.打点计时器应接到直流电源上
B.先释放重物，后接通电源
C.释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器
(2)实验中，某实验小组得到如图2所示的一条理想纸带，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hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=________，动能变化量ΔEk=________.
(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是________.
A.利用公式v=gt计算重物速度
B.利用公式v=计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】 (1). C (2). (3). (4). C
【解析】
【详解】(1)[1]A．打点计时器应该接在交流电源上，故A错误；
B．开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止，先接通电源，再释放纸带，故B错误；
C．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器，从而使得纸带充分得以利用，故C正确。
故选C
(2)[2]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量

[3]打B点的速度为

动能变化量

(3)[4]实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故ABD错误，C正确。
故选C
三、计算题（每题14分，共计28分，要求：公式完整、过程规范）
15. 在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。求：
(1)A点和B点的电场强度的大小和方向；
(2)点电荷Q的电性和所在位置的坐标是多少？

【答案】(1)40N/C，x轴正方向，2.5N/C，x轴正方向；(2)正电荷，0.2m
【解析】
【详解】(1)由题图可得A点电场强度的大小

B点电场强度的大小

AB两点场强的方向均沿x轴的正方向。
(2)由以上分析可知，点电荷Q带正电，设点电荷Q的坐标为x，则

解得
x=0.2 m
16. 如图所示，竖直平面内有一半径R=0.5m的光滑圆弧槽BCD，一水平面与圆弧槽相接于B点，质量m=0.5kg的小球（可视为质点）从A点水平抛出，在B点沿圆弧切线进入圆弧BCD。AB间的水平距离x=1.2m，小球抛出时距地面高度h=0.8m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
(1)小球抛出的水平速度v0；
(2)经过圆弧槽最低点C时轨道对小球的支持力大小FN。

【答案】(1)3m/s；(2)24N
【解析】
【详解】(1)由平抛运动规律

解得

(2)小球在B点竖直方向的速度

速度与水平方向的夹角为

则

由机械能守恒定律得

由牛顿第二定律得

解得