2018-2019学年山东省德州市高二下学期期末考试物理试题 解析版

2018-2019学年山东省德州市高二下学期期末考试物理试题 解析版

高一物理试题 一、选择题 ‎1.伽利略斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，小球必将准确地回到同它开始时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是 A. 重力 B. 速度 C. 加速度 D. 机械能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在伽利略斜面实验中，小球所受重力不变；在有阻力的情况下，小球不能回到原来的高度；无阻力情况下，小球能回到原来高度；这说明伽利略斜面实验中寻求的不变量不是重力．故A项错误．‎ BC．在伽利略斜面实验中，小球从一个斜面到另一个斜面，小球运动的速度先增大后减小，小球在倾角不同的斜面上加速度不同；所以不变的“东西”不是速度也不是加速度．故BC项错误．‎ D．伽利略斜面实验中，如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，在小球运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒；所以不变的“东西”是机械能．故D项正确．‎ ‎2.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O，规定无穷远处电势 为零。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是 A. O点的电场强度为零，电势为零 B. O点的电场强度最大，电势最高 C. 从O点沿x轴正方向，电场强度先增加后减小，电势降低 D. 从O点沿x轴正方向，电场强度先增加后减小，电势先减小后增加 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】B．圆环上均匀分布着正电荷，据对称性可知，圆环上电荷在O点产生的场强相互抵消，合场强为零．故B项错误．‎ ACD．圆环上任一小段电荷在x轴正半轴上各点产生的场强均有沿x轴正方向的分量，据对称性和叠加原理可知，x轴正半轴上各点的场强方向向右；顺着电场线电势降低，可知从O点沿x轴正方向，电势降低，O点的电势最高；O点处场强为零，无穷远处场强也为零，则从O点沿x轴正方向，电场强度先增加后减小．故AD项错误，C项正确．‎ ‎3.如图所示，一质量为m的小圆环，套在一竖直固定的光滑轻杆上，用一跨过光滑定滑轮的细绳拉住，在力F作用下，让小圆环由位置A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点，已知此时细绳BO段长为l，与轻杆的夹角为θ，重力加速度为g，则此过程中力F所做的功为 A. -mglcosθ B. -Fl（1-sinθ）‎ C. -Flcos2θ D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小圆环由A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点过程中，应用动能定理可得：，解得：此过程中力F所做的功．‎ A．与计算结果相符，故A项正确．‎ B．与计算结果不符，故B项错误．‎ C．与计算结果不符，故C项错误．‎ D．可以进行计算，故D项错误．‎ ‎4.如图所示，O、A为某电场中一条平直电场线上的两个点，将负点电荷从O点静止释放，仅在电场力作用下运动到A点，其电势能随位移x的变化关系如下图所示。则电荷从O到A过程中，下列说法正确的是 A. 电场力做负功 B. O点电势比A点电势高 C. 从O到A，电场强度先减小后增大 D. 从O到A的过程中，电场强度一直增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图知负电荷从O到A过程中，电势能减小，电场力做正功．故A项错误．‎ B．由图知负电荷从O到A过程中，电势能减小；据知，电势增大，则O点电势比A点电势低．故B项错误．‎ CD．据可知，图象切线斜率大小反映场强的强弱，则从O到A，电场强度先减小后增大．故C项正确，D项错误．‎ ‎5.如图所示，电源的电动势恒定，内阻不计，R1、R2、R4均为定值电阻，R3是一紫外线传感器，其电阻率随紫外线强度的增大而减小。当R3所在处紫外线强度增大，R1的电流I和R3两端的电压U的变化情况是 A. I变大，U变大 B. I变大，U变小 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】R3是一紫外线传感器，其电阻率随紫外线强度的增大而减小；当R3所在处紫外线强度增大，R3的阻值减小，电路总电阻减小，电路总电流增大，流过R1的电流I增大；据知，R2两端的电压减小；据知，流过R2的电流I2减小；据知，流过R4的电流I4增大，则R4两端的电压U4增大；据知，R3两端的电压U减小．‎ A．与分析结果不符，故A项错误．‎ B．与分析结果相符，故B项正确．‎ C．与分析结果不符，故C项错误．‎ D．与分析结果不符，故D项错误．‎ ‎6.如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L=‎4cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、C、D的电势分别为-4V、0、8V、12V。则下列说法正确的是 A. E点的电势 B. A、F间的电势差UAF=0‎ C. 该匀强电场的场强大小E= 100 V/m D. 该匀强电场的电场线垂直于BF连线，且指向A ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由几何知识知，与平行且；因电场是匀强电场，则，即，代入数据可得：．故A项错误．‎ B．由几何知识知，与平行且相等；因电场是匀强电场，则．故B项错误．‎ CD．、，电场是匀强电场，又电场线由电势高处指向电势低处，则电场线垂直于如图；由几何知识可得，电场线垂直于BF连线，且指向A；据可得，．故C项错误，D项正确．‎ ‎7.如图所示，质量均为m的物块P、Q，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物块P下面，用竖直向上的推力推物块Q ‎，使轻绳的拉力刚好为零，保持两物块静止不动。现撤去推力F，则在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，（轻绳不会被拉断）‎ A. 物块Q的机械能一直增加 B. 初末两状态，物块Q的机械能相等 C. 物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能 D. Q重力势能的减少量大于Q动能的增加量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】轻绳的拉力刚好为零时，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力等于，弹簧的压缩量；物块Q向下运动到速度最大时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量．‎ AB．在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，弹簧由压缩变为伸长，且初始压缩量等于最终伸长量；弹簧对物块Q先做正功后做负功，物块Q的机械能先增加再减小，且初末两状态，物块Q的机械能相等．故A项错误，B项正确．‎ C．物块Q的机械能先增加再减小，弹簧的弹性势能先减小后增大．故C项错误．‎ D．初末两状态，物块Q机械能相等，则此过程中Q重力势能的减少量等于Q动能的增加量．故D项错误．‎ ‎8.如图甲所示电路，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的最大值为20Ω。当只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电压表和电流表示数关系如图乙所示；当只闭合开关S、S2，移动滑动变阻器的滑片P，得到小灯泡L的伏安特性曲线如图丙所示。则下列正确的是 A. E= 6 V B. R2=0.1Ω C. 当小灯泡L两端的电压为2.0 V时，小灯泡的电阻为10Ω D. 只闭合开关S、S1时，滑动变阻器的滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．只闭合开关S、S1时，由闭合电路欧姆定律可得，电压表和电流表示数关系对应的表表达式为，与图乙对比可得：、；解得：、．故AB两项错误．‎ C．由图丙得，当小灯泡L两端的电压为2.0 V时，流过灯泡的电流为‎0.4A，小灯泡的电阻．故C项错误．‎ D．只闭合开关S、S1时，滑动变阻器消耗的功率；滑动变阻器的最大值为20Ω，滑动变阻器的滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小．故D项正确．‎ ‎9.以下说法正确的是 A. 在导体中有电流通过时，电子定向移动速率即是电场传导速率 B. 铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过‎1 C的电荷，电源把2 J 的化学能转化为电能 C. 根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 D. 根据电势差可知，带电荷量为‎1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．导体中有电流通过时，电子定向移动速率的数量级为，电场传导速率为光速．故A项错误．‎ B．据知，铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过‎1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电能．故B项正确．‎ C．是电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量无关．故C项错误．‎ D．带电荷量为1 C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差．故D项正确．‎ ‎10.如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保 持静止后悬线与竖直方向的夹角均为θ= 45°，重力加速度为g，静电力常量为k．则 A. 带电小球A在B处产生的电场强度大小 B. 带电小球A在B处产生的电场强度大小 C. 细绳的长度 D. 细绳的长度 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设右侧小球所受电场力为F，对右侧小球受力分析，由平衡条件可得：、，解得：；据可得，带电小球A在B处产生的电场强度大小．故A项正确，B项错误．‎ CD．设绳长为L，据库仑定律可得：，解得：．故C项正确，D项错误．‎ ‎11.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷 风或热风。已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为100 W，吹热风时的功率为1200 W。关于该电吹风，下列说法正确的是 A. 当开关S1、S2均闭合时，电吹风吹出冷风 B. 电动机的内电阻为484Ω C. 电热丝的电阻为44Ω D. 电动机正常工作时，电动机每分钟消耗的电能为6000J ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当开关S1、S2均闭合时，电动机工作，电热丝发热，电吹风吹出热风．故A项错误．‎ B．吹冷风时的功率为100 W，吹冷风时只有电动机工作时，则，因电动机工作时是非纯电阻元件，则．故B项错误．‎ C．吹冷风时的功率为100 W，吹热风时的功率为1200 W，则电热丝的发热功率为1100 W，所以电热丝的电阻．故C项正确．‎ D. 电动机正常工作时，功率为100 W，电动机每分钟消耗的电能．故D项正确．‎ ‎12.某工地上，工人将放在地面上一重10 N的箱子吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中0〜‎5 m过程的图线为曲线，‎5 m〜‎15 m过程的图线为直线。根据图象可知 A. 0〜‎5 m过程中箱子所受的拉力逐渐减小 B. 0〜‎15 m过程中箱子的动能一直增加 C. 在位移为‎15m时，拉力F = 20 N D. 在位移为‎15m时，拉力F = 10 N ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．据功能关系，物体机械能的变化等于重力以外其它力做的功；据可知，机械能E与其位移x的关系图象切线斜率表示箱子所受拉力；由图象得，0〜‎5 m过程中箱子所受的拉力逐渐减小．故A项正确．‎ BCD．由图象得，0〜‎5 m过程中箱子所受的拉力逐渐减小，5〜‎15 m过程中箱子所受拉力；0〜‎5 m过程中箱子所受的拉力大于重力，箱子的动能增加；5〜‎15 m过程中箱子所受的拉力等于重力，箱子的动能不变．故BC两项错误，D项正确．‎ 二、实验题 ‎13.某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。PQ为一块倾斜放置的玻璃板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画，记录小车通过时的遮光时间t）。实验时将一小车（其上固定有宽度为d的遮光条）从高度h处由静止释放，重力加速度为g。‎ ‎（1）用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d=__________mm；若某次数字计时器记录的遮光时间为t=0. 005s，则小车的速度v=__________m/s。‎ ‎（2）该小组验证机械能守恒定律的原理表达式为__________（用题干所给的字母符号表示）。‎ ‎【答案】 (1). 2 25 (2). 0.45 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．遮光条宽度d如乙图所示，则．‎ 第二空．遮光条过光电门时，小车的速度．‎ 第三空．小车从静止释放到过光电门，重力势能的减少量为，动能的增加量为，若机械能守恒，则：，整理得：，即验证机械能守恒定律的原理表达式为．‎ ‎14.为了测量某待测电阻Rx的阻值，某实验小组先用多用电表进行粗测，后用伏安法精确测量，实验室提供的器材如下：‎ 待测电阻：Rx 电压表：V1（量程3 V，内阻约为3kΩ）‎ 电压表：V2（量程15 V，内阻约为15 kΩ） ‎ 电流表：A1（量程‎0.6 A，内阻约为5Ω）‎ 电流表：A2（量程200 mA，内阻约为30Ω） ‎ 滑动变阻器：R（最大阻值10Ω，额定电流‎1 A） ‎ 直流电源：E（电动势3 V，内阻可忽略）‎ 单刀单掷开关一个，导线若干 ‎（1）当用多用电表的欧姆×10挡粗测Rx的阻值时，发现指针偏转角度太大了，应使选择开关拨到________（填“×100或×‎1”‎）倍率挡，重新欧姆调零后再测，此时多用电表指针位置如图（a）所示。‎ ‎（2）在用伏安法测量Rx时，为使测量尽量精确，要求电表指针均达到半偏以上，电压表应选_________，电流表应选______________。（均填器材符号）‎ ‎（3）图为该实验小组设计测量电阻Rx电路图的一部分，请在虚线框内将电路图补充完整____。‎ ‎【答案】 (1). ×1 (2). V1 (3). A2 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．欧姆×10挡粗测Rx的阻值时，发现指针偏转角度太大了，说明Rx的阻值较小，应换用×1挡。‎ 第二空．电源电动势为3 V，为使电表指针均达到半偏以上，电压表选择V1．‎ 第三空．据图（a）知，待测电阻，则流过待测电阻的最大电流 ‎，为使电表指针均达到半偏以上，电流表选择A2．‎ 第四空．电压表选择V1，电流表选择A2，则：；待测电阻，所以测量电路选用电流表的外接法，电路如图：‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻的两等势面间的电势差相等，且。一带电量为q=-2.0×10‎-8 C的点电荷，由A点仅在电场力作用下，沿垂直于等势面的方向，以初动能Ek= 6. 0×10-7J恰能到达D点。‎ 求：（1）B、D两点的电势；‎ ‎（2）将一带电量=+2.0×10‎-8 C的点电荷由A点移到C点，电场力做的功WAC。‎ ‎【答案】（1） （2）WAC=4.0×10-7 J ‎【解析】‎ 详解】（1）由动能定理，有：‎ 求得：‎ 由题意知，相邻等势面间的电势差为10 V，因为电场力做负功，可断定电场线由A指向D 据、，‎ 可求得：、‎ ‎（2）相邻的等势面间的电势差为10 V，电场线由A指向D，则：‎ 代入数据可得：‎ ‎16.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化为电能并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率匀速行驶 ‎700 m后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1 ‎000 kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。求：‎ ‎（1）汽车所受地面阻力f；‎ ‎（2）汽车的额定功率P；‎ ‎（3）汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E．‎ ‎【答案】（1）f= 2×103N （2）P= 8×104W （3）E=5×105J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）关闭发动机且关闭储能装置后，汽车在地面阻力的作用下减速至静止，由动能定理得：‎ 由图象得： ‎ 解得f= 2×103N ‎ ‎（2）汽车匀速运动的动能 ‎ 解得：v= ‎40m/s 汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力，则汽车的额定功率P=Fv=fv 解得：P= 8×104W ‎（3）由功能关系，汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能 由图象得：‎ 解得：E=5×105J ‎17.如图甲所示，边界MN将空间分成上下两个区域I、II，在区域II中有竖直向下的匀强电场，在电场中某一点B静止释放一个质量为m= 1×10‎-2 kg、带电量大小为q= 4×10‎-4 C的小球，它恰能到达区域I中的A点，已知小球运动的v—t图象如图乙所示，g=‎10m/s2，不计空气阻力。求：‎ ‎（1）小球的带点性质，以及匀强电场的电场强度大小；‎ ‎（2）A、B两点间的高度差h；‎ ‎（3）若将电场反向且强度减为原来的三分之一，要让小球仍恰好到达A点，在B点需以多大的初速度竖直向上拋出。‎ ‎【答案】（1）小球带负电；E= 750 V/m （2）h=‎0.30 m （3）v=2m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在电场中对小球受力分析知小球带负电 v—t图象的斜率等于加速度，则：‎ 小球离开电场前的加速度大小 小球离开电场后的加速度大小 由牛顿第二定律得：‎ ‎ ‎ 联立求得：、‎ ‎（2）由v—t图象的面积，有 解得：‎ ‎（3）由动能定理，有：‎ 由小球离开电场前的v—t图象的面积，有：‎ 解得：‎ ‎ ‎