【物理】北京市顺义区2018-2019学年高一下学期期末考试试题 （解析版）
顺义区2018-2019学年度高一下学期期末质量监测试卷
一、单选题
1.下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 电势 B. 电场强度 C. 功 D. 电势能
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．电势、功和电势能，都是只有大小没有方向的标量，故ACD不符合题意；
B．电场强度，是既有大小又有方向的矢量，故B符合题意。
故选B。
2.物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量发生变化的是（ ）
A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 频率
【答案】A
【解析】
【详解】物体做匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻变化；而角速度、周期和频率都保持不变，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3.如图所示的电路中，电阻，电源的内电阻，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数，则电源的电动势E等于（ ）
A. 1.5V B. 3.0V C. 4.5V D. 6.0V
【答案】B
【解析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律得E=I（R+r）=1.0×（2.0+1.0）V=3.0V,故B正确，ACD错误。故选B。
4. 如图所示．脚盘在水平面内匀速转动，放在盘面上的一小物块随圆盘一起运动，关于小物块的受力情况，下列说法中正确的是（ ）
A. 只受重力和支持力
B. 受重力、支持力和压力
C. 受重力、支持力和摩擦力
D. 受重力、支持力，摩擦力和向心力
【答案】C
【解析】
解：小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示，重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．选项C正确，选项ABD错误．
故选C．
5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。若保持这两个点电荷之间的距离不变，将它们的电荷量都变成原来的一半，则改变电荷量后这两个点电荷之间静电力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】电量改变之前，根据库仑定律有,当电荷量都变为原来的一半时，则有
,故D正确，ABC错误。
6.下列说法正确的是（ ）
A. 计算天体质量必须用到引力常量G
B. 引力常量G是牛顿首先测量的
C. 地球对物体的引力与地球对月球的引力不是同一性质的力
D. 月球绕地球运动，其向心力来源是月球对地球的引力
【答案】A
【解析】
【详解】A．若不考虑它的自转时，天体表面上质量为m的物体所受的重力mg等于天体对它的万有引力，即，解得由于绕行天体或卫星匀速圆周运动的向心力来源于万有引力，则有，解得综上分析可知，计算天体质量必须用到引力常量G，故A正确；
B．引力常量G的数值是由卡文迪许测量出来的，故B错误；
C．地球对物体的引力与地球对月球的引力是同一性质的力，都是万有引力，故C错误；
D．月球绕地球运动，其向心力的来源是地球对月球的引力，故D错误。
故选A。
7.如图所示的电场中，一个点电荷从P点由静止释放后，只在电场力的作用下向Q点运动，该点电荷（ ）
A. 一定做加速度增大的变加速运动 B. 在Q点的加速度比在P点的大
C. 在P、Q两点的加速度相同 D. 一定带正电
【答案】D
【解析】
【详解】由图象知点电荷从P点由静止释放后，只在电场力作用下向Q点运动，该点电荷带正电，电场线疏密表示场强大小，P点电场线更密，故P点的电场强度更大，所以P点加速度较大，故该点电荷做加速度减小的变加速运动，故D正确，ABC错误。
8.如图，一个物体在与水平面的夹角为的斜向上的拉力F的作用下，沿光滑水平面做匀加速直线运动，在物体通过距离的过程中（ ）
A. 力F对物体做的功为 B. 力F对物体做的功为
C. 物体动能的变化量为 D. 物体动能的变化量为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题意及功的公式可得力对物体所做的功，故A错误，B正确；
CD．由动能定理可得，物体动能的变化量等于合外力的功，则有动能的变化量为，故C错误，D正确；故选BD
9.如图所示，有一场质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的桥，汽车到达桥顶时速度为5m/s，g取10m/s2，桥受小汽车的压力F，下列说法正确的是（ ）
A. F>G B. F=G C. F＜G D. 不能确定
【答案】C
【解析】
【详解】在桥顶，根据牛顿第二定律得，解得
，根据牛顿第三定律可得桥受小汽车的压力为，故C正确，A、B、D 错误；
10.如图所示，有一场质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的桥，汽车到达桥顶时速度为5m/s，g取10m/s2，桥受小汽车的压力F，关于小汽车的状态，下列说法正确的是（ ）
A. 超重状态 B. 失重状态 C. 平衡状态 D. 不确定
【答案】B
【解析】
【详解】根据竖直平面内的圆周运动可知，在最高点，合力提供向心力，为
，又，则可得汽车到达桥顶时对桥的压力为，由于，所以汽车处于失重状态，故B正确，ACD错误。
故选B。
11.如图所示，有一场质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的桥，汽车到达桥顶时速度为5m/s，g取10m/s2，桥受小汽车的压力F，关于桥所受压力下列说法正确的是（ ）
A. 向下7600N B. 向上7600N
C. 向上8400N D. 向下8400N
【答案】A
【解析】
【详解】根据竖直平面内的圆周运动可知，在最高点，合力提供向心力，为
又，则可得汽车到达桥顶时对桥的压力为，方向向下，故A正确，BCD错误。
故选A。
12.如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc，关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法中正确的是 ( )
A. Ea>Eb>Ec B. Ea
Ec
【答案】A
【解析】
【详解】由于电场线的疏密可知，a点处电场线密，则a点的电场强度最强；c点处电场线疏，则c点的电场强度最弱，所以有：Ea＞Eb＞Ec；
A．Ea>Eb>Ec，与结论相符，选项A正确；
B．EaEc，与结论不相符，选项D错误；
13.如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、；关于、、的比较，下列说法中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在静电场中，根据电场线的疏密可以判断电场强度的大小，电势的高低可以根据电场线的走势判断。沿着电场线，电势降低，所以，故A正确，BCD错误。
故选A。
14.如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc，把正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化，下列说法中正确的是 ( )
A. 电场力做正功，电势能增加 B. 电场力做正功，电势能减少
C. 电场力做负功，电势能增加 D. 电场力做负功，电势能减少
【答案】B
【解析】
【详解】电场线水平向右，正电荷在电场中的受力方向沿电场线的方向，故由a点沿电场线移到b点的过程中，电场力做正功；则电势能减小；
A．电场力做正功，电势能增加，与结论不相符，选项A错误；
B．电场力做正功，电势能减少，与结论相符，选项B正确；
C．电场力做负功，电势能增加，与结论不相符，选项C错误；
D．电场力做负功，电势能减少，与结论不相符，选项D错误；
15.长为L的轻绳的一端固定在O点，另一端栓一个质量为m的小球，先令小球以O为圆心，L为半径的竖直平面内做圆周运动，小球能通过最高点，如图所示，g为重力加速度，则（ ）
A. 小球通过最高点时速度可能为零
B. 小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零
C. 小球通过最低点时的速度大小可能等于
D. 小球通过最低点时所受轻绳的拉力可能等于
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点，则可得小球在最高点的速度满足，所以小球通过最高点时的速度不可能为零，所以A错误；
B．由A选项分析可得，当重力全部用来提供向心力时，此时轻绳的拉力为零，所以B正确；
C．根据机械能守恒定律，从最高点到最低点，可得，小球在最低点时的速度满足。所以小球通过最低点时的速度大小不可能等于，所以C错误；
D．小球通过最低点时，由牛顿第二定律可得，则，所以小球通过最低点时所受轻绳的拉力不可能等于，所以D错误。
故选B。
16.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为（ ）
A. 6.8A B. 0.15A C. 4.4A D. 0.23A
【答案】C
【解析】
由P＝UI，可知该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：I＝＝A≈6.8 A，故选项A正确．
17.如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出从y轴上沿x轴正向抛出三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（ ）
A. b的飞行时间比c的长 B. a的飞行时间比b的长
C. b的水平初速度比 c的大 D. a的水平速度比b的小
【答案】C
【解析】
【详解】A、B、根据，得．b、c下落的高度相同，大于a的高度，可知a的飞行时间比b的短，b、c的运动时间相同，故A、B错误；
C、b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，根据x=v0t知，b的初速度大于c的初速度；故C正确.
D、a、b相比较，因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平初速度大于b的水平初速度；故D错误.
故选C.
18.如图所示，将一物体从地球表面的A处移到B处，万有引力做功为W1；将该物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2．取无穷远处引力势能为零，则该物体在A处具有的引力势能可表示为
A. W1-W2 B. W2-W1 C. W1+W2 D. -W1-W2
【答案】C
【解析】
【详解】物体A处移到B处，万有引力做功为W1；物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2，所以从A移到无穷远处万有引力功做功为W1+W2，万有引力做功引起了重力势能的变化，且万有引力做正功引力势能减小，万有引力做负功，引力势能增大，即 取无穷远处引力势能为零，所以A点的引力势能为W1+W2，故C对；ABD错；
19.2018年12月8日凌晨2点23分，“嫦娥四号”月球探测器在我国西昌卫星发射中心成功发射．探测器奔月飞行过程中，在月球上空的某次变轨是由椭圆轨道a变为近月圆形轨道b，不计变轨时探测器质量的变化，如图所示，a、b两轨道相切于P点，下列说法正确的是
A. 探测器在a轨道上P点的速率与在b轨道上P点的速率相同
B. 探测器在a轨道上P点所受月球引力与在b轨道上P点所受月球引力相同
C. 探测器在a轨道上P点的加速度大于在b轨道上P点的加速度
D. 探测器在a轨道上P点的动能小于在b轨道上P点的动能
【答案】B
【解析】
【详解】A、探测器在P点变轨，则从低轨向高轨变化时，必要做离心运动，须加速，所以探测器在高轨的速度大于低轨在P的速度，所以选项A错误；
B、探测器在两个轨道上P点的引力均是由月球对它的万有引力提供，所以引力相等，选项B正确；
C、由于引力相等，据牛顿第二定律，两个轨道在P点的加速度也相等，所以选项C错误；
D、由选项A的分析知道，在P点，，所以动能．
故选B．
20.2018年5月21日，中国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空．6月14日，“鹊桥”号中继星进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，以解决月球背面的通讯问题．如图所示，地月拉格朗日L2点在地球与月球的连线上．若卫星在地月拉格朗日L2点上，受地球、月球两大天体的引力作用，能保持相对静止．已知地球质量和地月距离，若要计算地月拉格朗日L2点与地球间的距离，只需要知道的物理量是
A. 月球的质量 B. “鹊桥”号中继星的质量
C. 月球绕地球运行的周期 D. 引力常量
【答案】A
【解析】
【详解】“鹊桥”号中继星绕地球做圆周运动，其向心力是地球和月球的引力的合力题共的，有万有引力定律可得：，此方程中“鹊桥”号中继星的质量可以消去，中继星的周期等于月球的周期，所以只要知道月球的质量，就可此计算出地月拉格朗日L2点与地球间的距离．故A正确，BCD错误．
二、填空题
21.如图所示，一带正电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上．当小球N静止时，丝线与竖直方向成θ角，由此推断小球N带____电荷（选填“正”或“负”）．现用另一与M完全相同的不带电导体球与M接触后移开，则丝线与竖直方向的夹角θ将___（选填“变大”或“变小”）．
【答案】 (1). 正 (2). 变小
【解析】
【详解】（1）．小球M与N相互排斥，M、N带同种电荷，M带正电，N也带正电；
（2）．小球N受重力mg，绳的拉力，库仑力F，绳与竖直方向夹角为：；
库仑力为：
由于另一与M完全相同的不带电导体球与M接触后移开，因电量被平分，导致M的带电量减小，则库仑力小，偏角小，即角θ变小.
22.随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额。如图所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知该电池的电动势为_________，待机状态下的平均工作电流_________。
【答案】 3.7V 7.29mA
【解析】
【详解】由题图可知，该电池的电动势为3.7V；
有题图可知，该电池的容量为
待机为96h，则可得手机待机状态下的平均工作电流为
23.如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置：（g取9.80m/s2）
(1)条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电。用分度值为1mm的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_____J；打点计时器打到B点时重锤的速度，此时重锤的动能比开始下落时增加了____J（结果均保留三位有效数字）；
(2)两值不等的原因________。
【答案】 1.85 . 1.67 (2). 重锤在下落过程中，要克服阻力做功消耗重力势能
【解析】
【详解】(1)根据题意，可得打点计时器打到B点时重锤的重力势能的减少量为
打点计时器打到B点时动能的增加量为
(2)两值不等的原因是：重锤在下落过程中，要克服阻力做功消耗重力势能。所以结果中，重力势能的减少量大于动能的增加量。
三、计算论证题
24.如图所示的光滑水平面上，质量为m的小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球运动n圈所用时间为t，圆周的半径为r。求：
(1)小球做圆周运动的周期T；
(2)小球线速度的大小；
(3)小球所受拉力的大小。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)小球运动的周期
(2)线速度的大小
(3)根据牛顿第二定律
根据向心加速度公式
绳的拉力提供向心力，则绳的拉力大小
25.如图所示，在电场强度的匀强电场中，同一条电场线上A、B两点之间的距离。将电荷量的点电荷放在电场中的A点：
(1)在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向；
(2)A、B两点之间的电势差；
(3)若将该点电荷从A点移到B点，求在此过程中点电荷所受电场力做功W。
【答案】(1)；(2) ；(3)
【解析】
【详解】(1)正电荷在电场中所受电场力的方向沿着电场线的方向，所以该点电荷在A点所受电场力F的方向为
(2) A、B两点之间的电势差为
(3)将该点电荷从A点移到B点，电场力做的功为
26.2010年10月1日，我国“嫦娥二号”探月卫星成功发射。“嫦娥二号”卫星开始绕地球做椭圆运动，经过若干次变轨、制动后，最终使它绕月球在一个圆轨道上运行。设“嫦娥二号”距月球表面为h，绕月圆周运动的周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G。求：
(1)月球的质量M；
(2)月球表面的重力加速度g。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)设卫星质量为m，根据万有引力定律提供向心力有
解得
(2)质量为m的物体在月球表面所受的重力应等于他所受月球的万有引力，故有
解得
将代入上式，可得
27.如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为5R．已知重力加速度为g．求：
（1）小滑块到达C点时对圆轨道压力N的大小；
（2）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
（3）现使小滑块在D点获得一初动能Ek，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能Ek．
【答案】（1）3mg （2）0.2 （3）3.5mgR
【解析】
【详解】（1）小滑块在光滑半圆轨道上运动只有重力做功，故机械能守恒，设小滑块到达C点时的速度为，根据机械能守恒定律得：
在C点，由牛顿第二定律得：
联立解得：
根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小
（2）小滑块从B到D的过程中只有重力、摩擦力做功根据动能定理得：
解得：
（3）根据题意，小滑块恰好能通过圆轨道的最高点A，设小滑块到达A点时的速度为
此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
小滑块从D到A的过程中只有重力、摩擦力做功根据动能定理
解得：
28.物理方法就是运用现有的物理知识找到解决物理问题的基本思路与方法。常见的物理方法有类比法、对称法、图像法、归纳演绎法、构建理想化模型法等等：
(1)场是物理学中的重要概念，仿照电场的定义，写出引力场强度的定义式，在此基础上，推导出与质量为M的质点距离r的点的引力场强度；
(2)在研究平行板电容器的相关问题时，我们是从研究理想化模型——无限大带电平面开始的。真空中无限大带电平面的电场是匀强电场，电场强度为，其中k是静电力常量，σ为电荷分布在平面上的面密度，单位为C/m2。如图1所示，无限大平面带正电，电场指向两侧。若带负电则电场指向中央（图中未画出）。在实际问题中，当两块相同的带等量异种电荷的较大金属板相距很近时，其中间区域，可以看作是两个无限大带电平面所产生的匀强电场叠加；如果再忽略边缘效应，平行板电容器两板间的电场就可以看作是匀强电场，如图2所示。已知平行板电容器所带电量为Q，极板面积为S，板间距为d，求：
a．两极板间电场强度的大小E；
b．请根据电容定义式，求出在真空中，该平行板电容器的电容C；
c．求解图2中左极板所受电场力的大小F。
【答案】(1)；(2)a．，b．，c．
【解析】
【详解】(1)电场强度的定义式为
所以仿照这样的定义，可得引力场强的定义式为
又m和M之间的万有引力为
则
即
(2)a．两极板间的电场强度为
其中面密度为
则两极板间电场强度为
b．根据电容的定义式
又匀强电场中
则
c．左极板所受电场力的大小F为
又，
则
