山东省泰安市2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含解析
高一年级考试物理试题
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球应该（ ）
A. 带负电 B. 带正电 C. 不带电 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】在磁体外部磁感线总是从N极出发指向S极，由此可知地磁场由南至北，由右手螺定则可知电流方向自东向西，由于地球自转为自西向东，由此可知地球带负电，A对；
2. 如图所示，匀强磁场区域宽度为L，一长为d（d
16V/m
C. W=2.4×10-5J、E>12V/m D. W=2.4×10-5J、E≤12V/m
【答案】B
【解析】
【详解】
因为是匀强电场中，由于D为AB的中点，则D 点的电势
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电荷从D点移到C点电场力所做的功为
设AB连线延长线上的M点电势为4V ，因此连线CM是等势线，过B点做CM的垂线 NB，则NB是电场线，如图所示
所以电场强度的方向并不是沿着AB方向，则AB两点沿电场方向的距离
根据
故选B。
7. 如图所示，某滑草场有两个坡度不同的斜草面AB和AB'（均可看作斜面）。质量不同的甲、乙两名游客先后乘坐同一滑草板从A点由静止开始分别沿AB和AB'滑下，最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因数处处相同，下列说法正确的是（ ）
A. 甲沿斜面下滑的时间比乙沿斜面下滑的时间长
B. 甲、乙经过斜面底端时的速率相等
C. 甲、乙最终停在水平草面上的同一位置
D. 甲沿斜面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙的大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设滑道的倾角为θ，动摩擦因数为μ
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，滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理
由于AB′与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角，所以得知甲在B点的速率大于乙在B′点的速率。对滑沙者受力分析，由牛顿第二定律得
故滑沙者在斜面上下滑的加速度
可知，倾角大的下滑时的加速度大，再根据速度关系v = at知，乙下滑时间较长，故AB错误；
C．再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知
得
即
水平位移为为定值，与斜面的倾角无关，所以他们将停在离出发点水平位移相同的位置，故C正确；
D．由AB分析知，甲到达地面时的速率大于乙到达地面时的速率，而质量的不同，因此无法比较克服摩擦力做功的多少，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，重力不计甲，乙、两三个点电荷，电荷量相等，质量分别为m、2m、3m，由静止经同一电场加速后，又经同匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（ ）
A. 经过加速电场过程，电场力对丙电荷做的功最多
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B. 三个电荷打在屏上时的速度一样大
C. 三个电荷打在屏上的同一位置上，且所用时间相等
D. 三个电荷经过加速和偏转电场打在荧光屏上，电场力对三个电荷做的功一样多
【答案】D
【解析】
【详解】A．电荷通过加速电场，电场力做功，甲、乙、两三个点电荷电荷量相等，可知电场力做功相等，故A错误；
BD． 经过加速电场，由动能定理可得
在偏转电场中电荷做类平抛运动，水平方向做匀速运动，设板长为l，则有
竖直方向做匀加速直线运动，设间距为d，则有
联立以上三式可得
说明三个电荷侧移量相同，设在偏转电场中电场力做功为，则有
联立可得
整个过程电场力做功
通过比较可知电场力对三个电荷做的功一样多，因三个电荷质量不同，由动能定理可知三个电荷获得速度大小不同，故D正确，B错误；
C．由前面分析可知电荷在偏转电场中做类平抛运动，则有
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设射出偏转电场时速度与水平方向夹角为，则有
联立可得
说明三个电荷射出偏转电场时侧移量、方向相同，三个电荷打在屏上的同一位置上，因射出加速电场时速度大小不同，质量大的电荷，速度小，打在荧光屏用时较长，故C错误。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点点火加速改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。地球半径为R，地面重力加速度为g，地球自转周期为T，同步卫星距地面高度为h，则（ ）
A. 同步卫星在轨道Ⅱ的线速度大小为
B. 在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
C. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行周期大于T
D. 卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上，机械能相等
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据
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且在地球表面
可得
选项A正确；
B．在轨道Ⅰ上，由P点向Q点运动，万有引力做负功，动能减小，所以P点的速度大于Q点的速度，故B正确；
C．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行周期等于地球自转的周期T，选项C错误；
D．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以卫星要点火加速，才能由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，则卫星在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，是一个由电池、电阻R、电键S与平行板电容器组成的串联电路，电键S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是（ ）
A. 带电液滴可能带正电
B. 增大两极板距离的过程中，电容器的电容C减小
C. 增大两极板距离的过程中，电阻R中有从a到b的电流
D. 若断开S，减小两极板距离，带电液滴静止不动
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．带电量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，则知电场力向上，而场强向下，所以微粒带的是负电．故A错误；
BC．增大电容器两极板间距离，根据电容的决定式
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可知电容C减小，U不变，由
分析可知Q减小，电容器放电，则R中有从a流向b的电流，故BC正确；
D．断开S，极板上电量不变；减小两极板距离，根据电容的决定式
电容的定义式
以及由公式
E=
分析可知
E=
与d无关，即E保持不变，所以液滴静止仍然不动，故D正确。
故选BCD。
11. 电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2、L3是相同规格的小灯泡。闭合开关S，当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1，和ΔU2，下列说法中正确的是（ ）
A. 小灯泡L3变亮，L1、L2变暗
B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C. ΔU1<ΔU2
D. ΔU1>ΔU2
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．当滑动变阻器的触片P
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从左端滑到右端时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，则L2变暗，路端电压变大，L2两端电压变小，则并联部分电压增大，则L3变亮，由于总电流变小，流过L3的电流变大，则流过L1的电流变小，所以L1变暗，故A正确，B错误；
CD．由于总电流变小，L2两端电压变小，路端电压变大，则并联部分电压增大值比L2两端电压的减小值更大，则有
ΔU1>ΔU2
故C错误，D正确。
故选AD。
12. 如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定于O点。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等，已知OA长度小于OB长度。在小球由A到B的过程中（ ）
A. 小球在A点机械能大于在B点机械能
B. 小球加速度等于重力加速度g的位置有两个
C. 小球机械能先减小，后增大，再减小
D. 在B点的速度可能为零
【答案】BC
【解析】
【详解】AD．在小球运动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，故小球和弹簧组成的系统机械能守恒；因A、B两点弹簧的弹性势能相等，小球减小的重力势能转化为小球的动能，小球在A点机械能等于在B点机械能，在B点的速度不为零，故AD错误；
B．在运动过程中A点为压缩状态，B点为伸长状态，由A到B有一状态弹簧弹力为0，且此时弹簧与杆不垂直，小球的加速度为g；当弹簧与杆垂直时小球加速度也为g，则小球加速度等于重力加速度g的位置有两个，故B正确；
C
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．弹簧的弹力对小球先做负功后做正功再做负功，则小球的机械能先减小，后增大，再减小，故C正确。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、实验题：本题共2小题，共14分。
13. 用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2在高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，请计算：（当地重力加速度取10m/s2，计算结果均保留两位有效数字）
(1)打计数点5时的瞬时速度v5=__m/s；
(2)在计数点0到5的过程中，系统重力势能的减少量ΔEp=__J，系统动能的增量ΔEk=___J。
【答案】 (1). 2.4 (2). 0.60 (3). 0.58
【解析】
【详解】(1)[1]利用匀变速直线运动的推论，打计数点5时的瞬时速度
(2)[2] )在计数点0到5的过程中，系统重力势能的减少量
[3] 在计数点0到5的过程中，系统动能的增量
14. 在测定金属丝的电阻率的实验中。
(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是_______mm；
(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为20Ω，画出实验电路图_______，并标明器材代号；
电源E（电动势3V，内阻约为5Ω）
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电流表A1（量程0~250mA，内阻R1=5Ω）
电流表A2（量程0~300mA，内阻约为5Ω）
滑动变阻器R（最大阻值5Ω，额定电流1A）
开关S及导线若干
(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx=________（用题中给出的物理量字母表示）。不考虑读数误差，从设计原理看，其测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】 (1). 0.398（0.397~0.399均可） (2). (3). (4). 相等
【解析】
【详解】(1)[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+39.8×0.01mm=0.398mm，由于读数误差（0.397~0.399均可）
(2)[2]由题意可知，没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1测电压，另一个电流表A2测电流，由题意可知，待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示
(3)[3]由图示电路图可知，待测金属丝电阻
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[4]由图示电路图可知，电压与电流的测量值等于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值等于真实值
四、计算题：本题共4小题，共46分。
15.
如图所示，在水平方向的匀强电场中，有一质量为m的带电小球，用长为L的细线悬于O 点，当小球平衡时，细线和竖直方向的夹角为θ=37°。把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放，求小球经过最低点时细线对小球的拉力的大小。（sin37°=0.6 ，重力加速度为g）。
【答案】
【解析】
【分析】
由题意，首先分析物体的平衡位置，根据物体的平衡条件，可求得电场力；接着由动能定理求出小球在最低点的速度，再根据牛顿第二定律结合向心力公式即可求出绳子的拉力大小。
【详解】小球平衡时，其受力如图
小球从水平位置到最低点过程中，由动能定理得
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小球在最低点细绳拉力为F，在竖直方向上由牛顿第二定律得
解得
16. 如图所示电路中，电源电动势为18V，内阻为0.25Ω，R1=0.5Ω，R2=4Ω，电动机线圈电阻为0.2Ω，闭合开关电源内阻消耗的功率为16W，求这时电动机输出的机械功率。
【答案】55W
【解析】
【详解】
电源内阻消耗功率
由闭合电路欧姆定律得
通过R2的电流
通过电动机的电流
电动机输出的机械功率
解得
P出=55W
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17. 2018年12月8日，“嫦娥四号”从西昌卫星发射中心成功发射，2019年1月3日成功完成世界首次在月球背面软着陆。“嫦娥四号”着陆前首先进入环月圆轨道，成为月球的近月卫星，可近似认为，“嫦娥四号”在月球的引力作用下，绕月球做匀速圆周运动。假设月球与地球的质量分布均匀且均为球形，已知月球的半径为地球半径的，月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的。若地球近地卫星的周期为T0，万有引力常量为G，求：
(1)“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的周期；
(2)月球的密度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)近地卫星绕地球做匀速圆周运动，重力提供向心力
近月卫星绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
联立解得
(2)月球的平均密度
联立解得
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18. 如图甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m=0.4kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点。现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，，将弹簧压缩至A点，压缩量为x=0.1m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，设小物块与桌面的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小物块离开水平面做平抛运动，下落高度h=0.8m时恰好垂直击中倾角θ为37°的斜面上的C点，sin37°=0.6，g取10m/s2。求：
（1）小物块到达桌边B点时速度的大小；
（2）在压缩弹簧的过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；
（3）O点至桌边B点的距离L。
【答案】（1）3.0m/s；（2）2.3J；（3）0.4m
【解析】
【详解】
（1）物块由B到C做平抛运动
物块在C点垂直击中斜面有
=3.0m/s
（2）由图知滑动摩擦力
f=1.0N
推力做的功
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压缩过程中由功能关系得
（3）物块从到的过程中，由功能关系得
L=0.4m
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