安徽省淮北市树人高级中学2020_2021学年高一物理下学期第四次阶段考试试题PDF2021063001173.pdf

1高一物理试题高一物理试题时间时间 90 分钟分钟总分总分 100 分分一一 选择题（每题选择题（每题 4 分，共计分，共计 48 分，分，18 题为单选题，题为单选题，912 题为多选题）题为多选题）1. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A. 伽利略发现了行星运动的规律B. 牛顿通过实验测出了引力常量C. 库仑发现了点电荷的相互作用规律D. 安培通过油滴实验测定了元电荷的数值2. 如图所示，在水平放置的木棒上的 M、N 两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属环.现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对 M、N 两点的拉力 F1、F2 的变化情况，下列判断正确的是（）A .F1 和 F2 都变大B. F1 变大，F2 变小C. F1 和 F2 都变小D. F1 变小，F2 变大3. 如图所示，悬线一端固定在天花板上的 O 点，另一端穿过一张 CD 光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球， 橡胶球静止时， 竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿.现将 CD 光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度 v 匀速移动，移动过程中，CD 光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为时，小球上升的速度大小为A.vsinB.vcosC.vtanD.v/tan 4. 某科技比赛中，参赛者设计了一个轨道模型，如图 9 所示.模型放到0.8 m 高的水平桌子上，最高点距离水平地面 2 m，右端出口水平.现让小球由最高点静止释放，忽略阻力作用，为使小球飞得最远，右端出口距离桌面的高度应设计为A.0B.0.1 mC.0.2 mD.0.3 m5. 肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力 F，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是（）A.B.C.D.6.有 a、b、c、d 四颗卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b 在地面附近近地轨道上正常运行，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，设地球自转周期为 24 h， 所有卫星的运动均视为匀速圆周运动， 各卫星排列位置如图所示，则下列关于卫星的说法中正确的是()A.a 的向心加速度等于重力加速度 gB.c 在 4 h 内转过的圆心角为6C.b 在相同的时间内转过的弧长最长D.d 的运动周期可能是 23 h27.如图所示，在 x 轴上放有两个电荷量分别为 q1和 q2的点电荷，其中 q1位于 x 轴的坐标原点，电荷 q2的右侧各点电势随 x 变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中 B 点电势为零，BD 段中的电势最低点为 C 点，则（）A. B 点的电场强度大小为零B. A 点的电场强度强度方向向左C. 两点电荷的电荷量的大小关系为 q1Ba，则 Q 靠近 M 端且为正电荷C. 无论 Q 为正电荷还是负电荷一定有PAE”、“”或“=”）kE。14. 某同学用如图甲所示的电路测量一个电容器的电容，图中 R 为 20k的电阻，电源电动势为 6.0V，内阻可不计。实验时先将开关 S 接 1，经过一段时间后，当电流表示数为_A 时表示电容器极板间电压最大。将开关 S 接 2，将传感器连接在计算机上，经处理后画出电容器放电的 it 图象，如图乙所示。由图象可知，图象与两坐标轴所围的面积表示电容器放出的电荷量。试根据 it图象，求该电容器所放出的电荷量 q_C；该电容器的电容 C_F （计算结果保留两位有效数字） 。三三计算题（共计算题（共 4 小题小题 ，6 6 分分+9+9 分分+10+10 分分+12+12 分，共计分，共计 3737 分分）15. 如图所示，“天宫一号”空间站正以速度 v 绕地球做匀速圆周运动，运动的轨道半径为r，地球半径为 R，万有引力常量为 G。求：(1)空间站运动的周期 T；(2)地球的质量 M；(3)地球的第一宇宙速度1v。416. 如图所示，水平面与竖直面内半径为 R 的半圆形轨道在 B 点相切一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至离 B 点 3R 的 A 处由静止释放，物体沿水平面向右滑动，一段时间后脱离弹簧，经 B 点进入半圆轨道时对轨道的压力为 8mg，之后沿圆形轨道通过高点 C 时速度为gR。物体与水平面间动摩擦因数为 0.5，不计空气阻力求：（1）经 B 点时物体的向心力大小；（2）离开 C 点后物体运动的位移；（3）弹簧的弹力对物体所做的功。17. 如图所示，离子发生器发射一束质量为 m、电荷量为q 的离子，从静止经 PQ 两板间的加速电压加速后，以初速度 v0从 a 点沿 ab 方向进入一匀强电场区域，abcd 所围成的正方形是该匀强电场的边界，已知ab 长为 L，匀强电场的方向与 ad 边平行且由 a 指向 d（1）求加速电压 U0；（2）若离子恰从 c 点飞离电场，求 a、c 两点间的电势差 Uac；（3）若离子从 abcd 边界上某点飞出时的动能为 mv02，求此时匀强电场的场强大小 E18.如图所示，质量相等的物块 A 和 B 叠放在水平地面上，左边缘对齐。A 与 B、B 与地面间的动摩擦因数均为。先敲击 A，A 立即获得水平向右的初速度，在 B 上滑动距离 L 后停下。接着敲击 B，B 立即获得水平向右的初速度，A、B 都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。求：(1)A 被敲击后获得的初速度大小 vA；(2)在左边缘再次对齐的前、后，B 运动加速度的大小 aB、aB；(3)B 被敲击后获得的初速度大小 vB。高一物理试题答案与解析高一物理试题答案与解析18C C A C BC B B9 BD 10 BC 11 AD 12 BC1. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A. 伽利略发现了行星运动的规律B. 牛顿通过实验测出了引力常量C. 库仑发现了点电荷的相互作用规律D. 安培通过油滴实验测定了元电荷的数值1.【答案】C【解析】【详解】A科学家开普勒第一次对天体做圆周运动产生了怀疑，并且凭借超凡的数学能力发现了行星运动的三大定律，故 A 错误；B卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量 G，故 B 错误；C库仑通过扭秤实验总结出来的点电荷的相互作用规律，故 C 正确；D密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故 D 错误。故选 C。2.如图所示，在水平放置的木棒上的 M、N 两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属环.现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对 M、N 两点的拉力 F1、F2 的变化情况，下列判断正确的是A.F1 和 F2 都变大B.F1 变大，F2 变小C.F1 和 F2 都变小D.F1 变小，F2 变大2.解析由于是一根不可伸长的柔软轻绳，所以绳子的拉力相等.木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度后，绳子之间的夹角变小，绳对小金属环的合力等于重力，保持不变，所以绳子上的拉力变小，选项 C 正确，A、B、D 错误.3.如图所示，悬线一端固定在天花板上的 O 点，另一端穿过一张CD 光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿.现将 CD 光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度 v 匀速移动，移动过程中， CD 光盘中央小孔始终紧挨桌面边线， 当悬线与竖直方向的夹角为时，小球上升的速度大小为A.vsinB.vcosC.vtanD.v/tan 3.由题意可知，悬线与光盘交点参与两个运动，一是沿着悬线方向的运动，二是垂直悬线方向的运动，合运动的速度大小为 v，则有 v 线vsin ；而悬线速度的大小即为小球上升的速度大小，故 A 正确.4. 某科技比赛中，参赛者设计了一个轨道模型，如图 9 所示.模型放到 0.8 m 高的水平桌子上，最高点距离水平地面 2 m，右端出口水平.现让小球由最高点静止释放，忽略阻力作用，为使小球飞得最远，右端出口距离桌面的高度应设计为A.0B.0.1 mC.0.2 mD.0.3 m4 解析小球从最高点到右端出口，满足机械能守恒，从右端出口飞出后小球做平抛运动，根据数学知识知，当 Hhh时， x 最大， 即 h1 m 时， 小球飞得最远， 此时右端出口距离桌面高度为h1 m0.8 m0.2 m，故 C 正确.5. 肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力 F，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是（）A.B.C.D.5【答案】B【解析】【详解】AA 图中导弹向后喷气，产生沿虚线向右的作用力，重力竖直向下，则合力方向向右下方，不可能沿虚线方向，故导弹不可能沿虚线方向做直线运动，故 A 不符合题意；BB 图中导弹向后喷气，产生斜向右上方的作用力，重力竖直向下，则合力方向有可能沿虚线方向，故导弹可能沿虚线方向做直线运动，故 B 符合题意；CC 图中导弹向后喷气，产生斜向右下方的作用力，重力竖直向下，则合力方向不可能沿虚线方向，故导弹不可能沿虚线方向做直线运动，故 C 不符合题意；DD 图中导弹做曲线运动，导弹向后喷气，产生斜向右上方的作用力，重力竖直向下，此时则合力方向不可能沿虚线凹侧，故导弹不可能沿虚线方向做曲线运动，故 D 不符合题意。故选 B。6.有 a、b、c、d 四颗卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b 在地面附近近地轨道上正常运行，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，设地球自转周期为 24 h，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图 4所示，则下列关于卫星的说法中正确的是()图 4A.a 的向心加速度等于重力加速度 gB.c 在 4 h 内转过的圆心角为6C.b 在相同的时间内转过的弧长最长D.d 的运动周期可能是 23 h解析同步卫星的运行周期与地球自转周期相同，角速度相同，则 a 和 c 的角速度相同，根据 a2r 知，c 的向心加速度大，由GMmr2ma 知，c 的向心加速度小于 b 的向心加速度，而 b 的向心加速度约为 g，故 a 的向心加速度小于重力加速度 g，选项 A 错误；由于 c 为同步卫星，所以 c 的周期为 24 h，因此 4 h 内转过的圆心角为3，选项 B 错误；由四颗卫星的运行情况可知，b 运行的线速度是最大的，所以其在相同的时间内转过的弧长最长，选项 C 正确；d 的运行周期比 c 要长，所以其周期应大于 24 h，选项 D 错误。答案C7.如图所示，在 x 轴上放有两个电荷量分别为 q1和 q2的点电荷，其中 q1位于 x 轴的坐标原点，电荷 q2的右侧各点电势随 x 变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中 B 点电势为零，BD 段中的电势最低点为 C 点，则（）A. B 点的电场强度大小为零B. A 点的电场强度强度方向向左C. 两点电荷的电荷量的大小关系为 q1q2，故 A 点的电场强度强度方向向左，故 B 正确，故 C 错误；D根据电场力做功()()0CDCDWUqe将一带负电的试探电荷从 C 点移到 D 点，电场力做正功，故 D 错误。故选 B。8. 如图 11 所示， 长度不同的两根轻绳 L1 与 L2， 一端分别连接质量为 m1 和 m2 的两个小球，另一端悬于天花板上的同一点 O，两小球质量之比 m1m212，两小球在同一水平面内做匀速圆周运动，绳L1、L2 与竖直方向的夹角分别为 30与 60，下列说法中正确的是A.绳 L1、L2 的拉力大小之比为 13B.小球 m1、m2 运动的向心力大小之比为 16C.小球 m1、m2 运动的向心加速度大小之比为 16D.小球 m1、m2 运动的线速度大小之比为 129. 如图所示，细线的一端固定于 O 点，另一端系一小球，在水平拉力 F 作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由 A 点运动到 B 点的过程中（）A. 小球的机械能保持不变B. 小球受的合力对小球不做功C. 水平拉力 F 的瞬时功率逐渐减小D. 小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大9【答案】BD【解析】【详解】试题分析：由于以恒定速率从 A 到 B，说明动能没变，由于重力做负功，拉力不做功，所以外力 F 应做正功因此机械能不守恒 A 错，B 对因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力 G、水平拉力 F、绳子拉力 T 三者的合力必是沿绳子指向 O 点设绳子与竖直方向夹角是，则FtanG（F 与 G 的合力必与绳子拉力在同一直线上）得FG*tan而水平拉力 F 的方向与速度 V 的方向夹角也是，所以水平力F的瞬时功率是PF*V*cos水平即PG*tan*V*cosG*V*sin水平（）显然，从 A 到 B 的过程中，是不断增大的，所以水平拉力 F 的瞬时功率是一直增大的，C 错 D 对10. 如图所示，真空中 M、N 点处固定有两等量异种点电荷，其连线的中点为 O，实线是连线的中垂线，A、B、C、D 分别是连线及延长线和中垂线上的点，其中 B、D 分别是 MO 和ON 的中点，且 AO=3BO，取无穷远处电势为零，则（）A. A 点电势比 B 点电势低B. B 点和 C 点电场强度方向相同C. B、O 两点电场强度大小之比为 20：9D. 若把单位正电荷从 O 点移到 D 点，电场力做功为 W，则 D 点电势为 W10【答案】BC【解析】【详解】A如果只有正点荷存在，则 A 点和 B 点的电势相等，由于负点电荷的存在且 B点离负点电荷更近，由电势叠加可知，A 点电势比 B 点电势高，故 A 错误；B由等量异种电荷连线和中垂线上的电场线分布可知，BC 两点的电场强度方向都平等于连线向右，故 B 正确；C由电场叠加原理可知，B 点的场强为2221099BkQkQkQELLL同理，O 点场强为222442OkQkQkQELLL则209BOEE故 C 正确；D由题意可知，O 点电势为 0，则单位正电荷在 D 点具有的电势能为把单位正电荷从 D 点移到 O 电场力所做的功即为W，则 D 点电势为W，故 D 错误。故选 BC。11.如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与一个质量为 m 的滑块接触，弹簧处于原长， 现施加水平外力 F 缓慢地将滑块向左压至某位置静止， 此过程中外力 F 做功为1W，滑块克服摩擦力做功为环2W，撤去 F 后滑块向右运动，和弹簧分离后继续向右运动一段距离。滑块所受摩擦力大小恒定。则（）A. 此过程中，弹簧最大弹性势能为12WWB. 撤去 F 后，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒C. 在刚与弹簧分离时，滑块的加速度为零D. 在刚与弹簧分离时，滑块的动能为122WW【答案】AD【解析】【详解】A由能量关系可知，撤去 F 时，弹簧的弹性势能为 W1W2，选项 A 正确；B撤去 F 后，由于有摩擦力做功，则滑块和弹簧组成的系统机械能减小，选项 B 错误；C滑块与弹簧分离时，弹力为零，但是有摩擦力，则此时滑块的加速度不为零，选项 C 错误；D滑块与弹簧分离时弹簧处于原长状态，整个过程中摩擦力做功为 2W2，则根据动能定理，滑块与弹簧分离时的动能为 W12W2，选项 D 正确。故选 AD。12. 如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条方向未标出的电场线，虚线 AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在 A、 B 两点的加速度大小分别为Aa、Ba，电势能分别为PAE、PBE.下列说法正确的是( )A. 电子一定从 A 向 B 运动B. 若AaBa，则 Q 靠近 M 端且为正电荷C. 无论 Q 为正电荷还是负电荷一定有PAE”、 “”或“=”）kE。13【答案】 （ 每空 2 分 ） (1). mghc(2).228DBmfhh(3). 大于(4). 重物和纸带克服摩擦力和空气阻力做功，有一部分重力势能转化成了内能(5). =【解析】【详解】 （1）1重物由 O 点运动到 C 点的过程中，重力势能减小量为pCEmgh2在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则有222BDDBDBCxhhhhvfTT所以动能增加量为22k2()128DBCmfhhEmv（2）34结果中，往往会出现重物的重力势能的减小量大于其动能增加量，出现这样结果的主要原因是重物与纸带克服空气与摩擦阻力做功，导致少部分重力势能转化为内能。（3）5若利用公式cc2vgh计算重物的速度 vc，则说明重物就是做自由落体运动，重物的机械能守恒，则重物增加的动能2k12CEmv，而此过程中重物减小的重力势能pCEmgh，则有pkEE 。14. 某同学用如图甲所示的电路测量一个电容器的电容，图中 R 为 20k的电阻，电源电动势为 6.0V，内阻可不计。实验时先将开关 S 接 1，经过一段时间后，当电流表示数为_A 时表示电容器极板间电压最大。将开关 S 接 2，将传感器连接在计算机上，经处理后画出电容器放电的 it 图象，如图乙所示。由图象可知，图象与两坐标轴所围的面积表示电容器放出的电荷量。试根据 it图象，求该电容器所放出的电荷量 q_C；该电容器的电容 C_F （计算结果保留两位有效数字） 。14【答案】(1). 0（1 分）(2). 9.01010（2 分）(3). 1.5104（2 分）【解析】【详解】 （1）1当电容器充电完成后，电路中电流为 0，故当电流表示数为 0 时，电容器极板间的电压最大；（2）23it围成的面积即为电容器上储存的电荷量，由图中可得，其面积约为 86 格，故661086 20 100.5 10 C9 10Cq 由QCU可得1049 10F1.5 10 F6C四计算题（共四计算题（共 4 小题）小题）17. 如图所示，“天宫一号”空间站正以速度 v 绕地球做匀速圆周运动，运动的轨道半径为r，地球半径为 R，万有引力常量为 G。求：(1)空间站运动的周期 T；(2)地球的质量 M；(3)地球的第一宇宙速度1v。【答案】(1)2 rTv；(2)2v rMG；(3)1rvvR【解析】【详解】(1)由公式2 rvT代入公式得2 rTv(2)由牛顿第二定律和万有引力定律得22MmvGmrr解得2v rMG(3)由第一宇宙速度定义、牛顿第二定律和万有引力定律得212vMmGmRR解得1rvvR19. 如图所示，水平面与竖直面内半径为 R 的半圆形轨道在 B 点相切一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至离 B 点 3R 的 A 处由静止释放，物体沿水平面向右滑动，一段时间后脱离弹簧，经 B 点进入半圆轨道时对轨道的压力为 8mg，之后沿圆形轨道通过高点 C 时速度为gR。物体与水平面间动摩擦因数为 0.5，不计空气阻力求：（1）经 B 点时物体的向心力大小；（2）离开 C 点后物体运动的位移；（3）弹簧的弹力对物体所做的功。【答案】(1)7mg；(2)2 2R，方向与水平面成 45的角斜向左下方；(3)5mgR【解析】【详解】(1)物块对轨道的压力 F1，轨道对物体的支持力 F2，由牛顿第三定律知F1=F2对物块在 B 点受力分析得27FFmgmg向心力(2)离开 C 点后物体做平抛运动2122yRgtCxv t又CvgR物体运动的总位移22sxytanyx整理得2 2sR，o45总位移大小为2 2R，方向与水平面成 45角斜向左下方。(3)物体从 A 到 B 过程中，克服摩擦力做功AB1.5fWmgxmgR在 B 点根据牛顿第二定律2BvFmR向心力物块在 B 点动能2kBB13.52EmvmgR设弹簧的弹力对物体所做的功为 W，物块从 A 到 B 根据动能定理2102fBWWmv解得5WmgR20. 如图所示，离子发生器发射一束质量为 m、电荷量为q 的离子，从静止经 PQ 两板间的加速电压加速后，以初速度 v0从 a 点沿 ab 方向进入一匀强电场区域，abcd 所围成的正方形是该匀强电场的边界，已知 ab 长为 L，匀强电场的方向与 ad 边平行且由 a 指向 d（1）求加速电压 U0；（2）若离子恰从 c 点飞离电场，求 a、c 两点间的电势差 Uac；（3）若离子从 abcd 边界上某点飞出时的动能为 mv02，求此时匀强电场的场强大小 E【答案】 （1）202mvq（2）202mvq（3）20mvqL【解析】【详解】(1)对直线加速过程，根据动能定理，有：qU0=201mv2解得:U0=202mvq(2)设此时场强大小为 E，则:ab 方向，有L=v0tad 方向，有:L=22122qEattmUac= EL =202mvq（3）根据20kEmv可知，离子射出电场时的速度02vv，方向与 ab 所在直线的夹角为 45，即xyvv，根据xxv t，2yvyt，可得x=2y，则离子将从bc边上的中点飞出，即2Ly 根据动能定理，有：220012Eqymvmv解得20mvEqL如图 10 所示，质量相等的物块 A 和 B 叠放在水平地面上，左边缘对齐。A 与 B、B 与地面间的动摩擦因数均为。先敲击 A，A 立即获得水平向右的初速度，在 B上滑动距离 L 后停下。接着敲击 B，B 立即获得水平向右的初速度，A、B 都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。求：图 10(1)A 被敲击后获得的初速度大小 vA；(2)在左边缘再次对齐的前、后，B 运动加速度的大小 aB、aB；(3)B 被敲击后获得的初速度大小 vB。解析A、B 的运动过程如图所示(1)由牛顿第二定律知，A 加速度的大小 aAg匀变速直线运动 v2A2aAL解得 vA 2gL。(2)设 A、B 的质量均为 m对齐前，B 所受合外力大小 F3mg由牛顿第二定律 FmaB，得 aB3g对齐后，A、B 整体所受合外力大小 F2mg由牛顿第二定律 F2maB，得 aBg。(3)设经过时间 t，A、B 达到共同速度 v，位移分别为 xA、xB，A 加速度的大小等于 aA则 vaAt，vvBaBtxA12aAt2，xBvBt12aBt2且 xBxAL解得 vB2 2gL。答案(1) 2gL(2)3gg(3)2 2gL