2021-2022学年山东省日照市高一（下）期末物理试卷（附答案详解）.pdf

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1、2021-2022学年山东省日照市高一（下）期末物理试卷1.关于电场的性质，下列说法正确的是（）A.由E=可知，试探电荷的电荷量越小，该点的电场强度越大 EB C.(pA(pB D.pA 0）的小圆环套在轨道上，从 C 点由静止释放，运动到。点时动能最大。已知取无穷远处电势为零时，在电荷量为+q的点电荷的电场中，与点电荷相距r 处的电势为w=为静电力常量），电场中任意一点的电势等于各点电荷单独存在时在该点产生电势的代数和。不计小圆环的承力和空气阻力，下列判断正确的是（）A.A D与A B夹角的正切值为之B.小圆环在半圆轨道上的最小电势能为见警C.小圆环运动到。点时向心力大小 为 曾D.小圆环能

2、够运动到8 点1 3.某同学利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。（1）下 列 能 够 减 小 阻 力 对 实 验 影 响 的 措 施 是.4 打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上B.尽量选择质量大的重物C.优先选择电火花打点计时器。.先接通打点计时器的电源，再放开纸带（2）选取一条较为理想的纸带，。点是打点计时器打下的第一个点，连续打出的三个点A、B、C 到。点的距离如图乙所示。电源的频率为力 重物的质量为m,重力加速度大小为g（题中所有物理量都用国际单位），在纸带上打下点8 时，重物的动能a =,在打点0 到打点B 的过程中，系统的重力势能减少量/Ep=（用题中所给物理量符号表示），比较

3、%与/E p,判断机械能，是否守恒。第4 页，共 18页14.物理兴趣小组的同学们用电源、电阻箱、电流表、圆柱形玻璃管等器材设计实验测是淡盐水的电阻率。实验所用圆柱形玻璃管内径均匀，侧壁连接一细管，细管上加有一阀门K,以控制管内淡盐水的量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻忽略),右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。主要实验步骤如下：装入淡盐水之前，先用图中所示的游标卡尺测玻璃管的内径向玻璃管内注入淡盐水，并用刻度尺测水柱的长度L-,连接好如图丙所示的电路，闭合开关，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的阻值R；改变玻璃管内水柱长度，调整_ _ _ _ _ _，使电流表再次满偏；重

4、复步骤多次，记录每一次R和L数据；断开开关，整理器材。请回答下列问题：(1)测量时，玻 璃 管 内 径 应 卡 在 图 甲 中 游 标 卡 尺 的(选 填A”或B”)部位,测得玻璃管内径图乙所示，读数为 mm.(2)完 善 步 骤 的 内 容 是。(3)用记录的多组R和L数据，绘出了图线如图丁所示，截距分别为6和m则淡盐水 的 电 阻 率 表 达 式 为(用 给 定 的 字 母 表 示)。(4)电 流 表 的 内 阻 对 本 实 验 结 果(填“有”或“无”)影响。15.2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在

5、月背刻上了中国足迹。已知嫦娥四号探测器围绕月球做匀速圆周运动时，周期为7,离月球表面的高度为/?,月球的半径为R，引力常量为G。求：(1)月球的平均密度；(2)月球的第一宇宙速度大小。16.图所示，水平向右的匀强电场中，一半径为R、圆心为。的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道上4 点到。点的高度为?，b 点为轨道的最低点。质量为加、电荷量为q 的小球甲恰好静止在。点，重力加速度大小为g。贝 I：(1)画出小球甲的受力分析图(图上用字母标出各个力的名称)；(2)求匀强电场的电场强度大小；(3)现将小球甲固定在。点，将另一个质量也为?的带电小球乙放在人点，小球乙恰好静止且与轨道无作用力，两小球

6、均视为点电荷，求小球乙的电荷(用题中给出的物理量表示)。17.如图甲所示，某装置由金属圆板(序号为0)、六个横截面积相同的金属圆筒、平行金属板和荧光屏构成，六个圆筒依次排列，长度遵照一定的规律依次增加，圆筒的中心轴线、平行金属板的中心线和荧光屏的中心。在同一直线上，序号为奇数的圆筒和下金属板与交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和上金属板与该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，电压的绝对值为%,周期为7。t=0时，位于和偶数圆筒相连的金属圆板中央的一个电子，在圆板和圆筒 1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1,电子到达圆筒各个间隙的时刻，恰好是该间隙的电

7、场强度变为向左的时刻，电子通过间隙的时间可以忽略不计。电子离开金属圆筒6 后立即进入两平行金属板之间，t=47时离开平行金属板之间的电场，做匀速直线运动，直至打到荧光屏上某位置。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计重力，两平行金属板之间的距离为4,忽略边缘效应。求：(1)第五个金属圆筒的长度；(2)电子在整个运动过程中最大速度的大小；(3)电子在平行金属棒间的竖直分位移。18.小明同学为测试某玩具赛车(可看作质点)的性能，设计了如图所示的轨道模型。粗糙的水平轨道48、EF与光滑的倾斜轨道8E平滑连接于8 点和E 点，光滑竖直圆形轨道C。与倾斜轨道相切于C 点。E尸间有一固定在尸点的轻弹簧，自然

8、伸长到第6页，共18页轨道上的G点。已知赛车的质量m=0.5/cg,倾斜轨道与水平方向夹角0=37。，圆形轨道的半径R=0.5m,BC=CE=0.75m,EG=0.5 m,赛车在两水平轨道上运动时受到的阻力等于重力的0.6倍，弹簧的劲度系数k=70N/m,g取10m/s2。现让赛车从A点以P=18”的额定功率由静止开始启动，t=Is时到达8点，立即关闭发动机，赛车沿倾斜轨道继续运动，恰好能通过圆形轨道的最高点，之后继续沿着倾斜轨道到达水平轨道EF(sin37。=0.6,cos37=0.8)。求：(1)赛车经过C点时的速度大小(结果可保留根号)；(2)赛车经过圆形轨道上C点时对轨道的压力大小：(

9、3)水平轨道A B间的距离；(4)赛车最终静止的位置与E点的距离(弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量x之的关系为 Ep=|/cx2)答案和解析1.【答案】C【解析】解：4 表达式E=为电场强度定义式，电场中某点的电场强度由电场自身决q定，与试探电荷的电荷量无关，故 4 错误；8.由U=Ed可知I,匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场方向距离的乘积，故 8 错误；C 选择不同的位置作为零电势点，电场中的电势不同，但是某两点之间电势差保持不变,故 C 正确：D 当电场线不是直线时，电场线并不是仅受静电力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹，故。错误。故选：Co电场强度的定义均采用了比值

10、定义法，电场强度是电场本身的性质和g、F 无关；根据U=Ed中”的含义分析解答；电势是相对量，当电场线不是直线时，电场线并不是仅受静电力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹。本题考查电场强度、电势差的计算公式，解题关键要理解公式的含义。2.【答案】D【解析】解：力 B.空间站中的物体处于悬浮状态，是因为物体处于完全失重状态，仍受地球的万有引力，此时无法用天平测出物体的质量，故 AB错误；C.地球半径为6400h,空间站距地面400h，处于近地轨道，周期小于地球自转周期，根据3=半，可知，空间站的角速度大于地球自转的角速度，故 C 错误；D 第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以空间站的运行速度小于

11、第一宇宙速度，故。正确。故选：Do空间站中的物体受地球的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，第一宇宙速度是最大的环绕速度。本题的关键要掌握万有引力提供向心力和地球表面的物体受到的重力等于万有引力这两个关系，同时要能够根据题意选择恰当的向心力的表达式。3.【答案】A【解析】解：4 月球上羽毛自由下落时，只有重力做功，机械能守恒，故 A 正确；B.跳伞运动员在空中匀速下落，动能不变，势能减少，机械能减少，故 B 错误；C.观光电梯加速上升，动能和势能都增加，机械能增加，故 C 错误；D 小朋友沿着滑梯匀速下滑，动能不变，势能减少，机械能减少，故。错误。故选：Ao第 8 页，共 18页判断机械能守

12、恒的基本方法有：(1)如只有重力做功或系统内弹簧的弹力做功，则机械能守恒；(2)如果动能和势能之和不变，则系统的机械能守恒。本题考查机械能守恒的基本方法，知道机械能是否守恒可以从两方面入手，一是看是否只有重力和弹力做功，二是看动能和重力势能之和是否不变。4 .【答案】D【解析】解：野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属网，起到静电屏蔽的作用，把高压线屏蔽起来免遭雷击。故 A B C 错误，。正确。故选：。根据静电的防止与应用的实际的情况，结合尖端放电的原理与静电屏蔽的原理逐选项分析即可.此题考查静电常识，知道静电屏蔽和尖端放电在

13、生活中的应用和防止即可正确答题.基础题目.5 .【答案】C【解析】解：4由于月球没有脱离地球束缚，因此向月球发生航天器的发射速度应小于第二宇宙速度1 1.2 k m/s,故A错误；B.根据变轨原理可知在M 处减速，能够从c 轨道转移到。轨道，故 B错误；C.根据万有引力提供向心力有：G詈 =m a 可知，在三个轨道上经过M 处的加速度均相同，故 C正确；D嫦娥三号在a 轨道M点需加速才能进入匕轨道，故在轨道。上的机械能小于在轨道b上的机械能，故。错误。故选：C o卫星的速度达到1 1.2 k m/s,将脱离地球束缚，绕太阳运动；根据变轨原理分析M点点火情况“嫦娥五号”卫星在M点加速做离心运动才

14、能进入地月转移轨道；根据万有引力和牛顿第二定律解出加速度表达式。本题要掌握卫星的变轨原理，高轨道卫星，减速做近心运动才能进入低轨道运行，低轨道卫星加速，做离心运动，才能进入高轨道运行。6 .【答案】B【解析】解：。、人 两端的电势差分别为2 匕 4 匕 电流相等，根据欧姆定律得：?=：=Rb 4 2根据电阻定律得：R=p 5则有：p =等；则电阻率之比包=等乂普=；、；=1：4,故 8正确，A C D 错误。Pb Rb La 2 2故选：B。串联电路中电流相等，根据电势差的大小，通过欧姆定律得出电阻的大小关系，再根据电阻定律得出a和匕导线的横截面积之比。本题考查了欧姆定律、电阻定律以及串并联电

15、路的特点，难度不大。7 .【答案】B【解析】解：假设绳A C有张力，对人进行受力分析如图所示利用正交分解在竖直方向可得7 es i n 3 0 0 =m g+7 cs i n 3 0 0在水平方向列动力学方程可得TA BCOS30+TAC C O S3 0 =m a)2Z c o s 3 0 联立方程可得TAB=卜 M g，TAC=-m g由上式可知：A、角 速 度 大 小 为 时，TAC sm对应比较图像的斜率和截距，可知8正确，AC。错误。故选：Bo根据动能定理分析图像斜率含义。本题解题关键是要分析清楚物块的运动情况，明确图像斜率的含义。9.【答案】BD【解析】解：A B,由图像可知，电子

16、从A到8做加速度减小的变加速直线运动，则电子所受的电场力变小，根据F=qE可知电场强度变大，所以EAEB，故A错误，B正确；8、因为电子从A到8做加速运动，则电子受到的电场力方向由A指向2,电子带负电，所受电场力方向与电场线的方向相反，所以电场线方向由B指向A,根据沿电场线方向电势逐渐降低，知04 9 8，故。正确，C错误。故选：BDo根据电子的运动方向，确定电场力的方向.电场强度方向与电子所受电场力方向相反,从而可判断出电场强度方向；根据电场强度方向判断电势的高低.由速度图象的斜率读出加速度的变化情况，确定电场强度的变化情况。本题实质考查分析电子受力情况和运动情况的能力，分析的切入口是速度-

17、时间图象的斜率表示加速度。10.【答案】AC【解析】解：4根据线速度定义式=由题意“、6两艘快艇通过相同的路程所用的时间之比是4：3,可知。、人的线速度大小之比为也=普=；,故A正确；8、根据线速度与角速度关系u=3 r,可知a、b的角速度大小之比为处=%：x：=3b vb ra 4 2I，故B错误；oC、根据周期与角速度关系T=变，可 知 八b的周期之比为名=强=3故C正确；0)Tb coa 3D、根据向心加速度与角速度关系Q =可知、的向心加速度大小之比为血=a匕争=若=白，故。错误。a)frb 82x l 32故选：ACo线速度等于单位时间内走过的路程；角速度等于单位时间内转过的角度；根

18、据线速度与角速度的关系，求出半径之比；根据公式7 =空求解周期之比，根据a =3?7 求得加速度之比。本题以帅两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动为情景载体，考查了描述匀速圆周运动的一些物理量，要求学生知道各个物理量之间的关系，并灵活运用。1 1 .【答案】BC【解析】解:A B、根据土家所示电路图，由欧姆定律得:&=合一 R g=一 二。-2 0 0 0 =1 n N X J L U1 3 0 0。，/?2=-Ra-Ri 2 0 0。-1 3 0 0 0 =6 0 0 0 0,故 A 错误，8 正确；lg 9 2X10-3C D、根据图乙所示图象，由并联电路特点与欧姆定律得：(/1一%/3=%(6

19、 +&)，0 2-/g)(R 3+R 4)=/gR g，代入数据解得：/?3=0.4 1/2,/?4=3.6 7/2,故 C 正确，。错误。故选：B C。分析清楚电路结构，应用串并联电路特点与欧姆定律求解。本题考查了电压表与电流表的改装，分析清楚图示电路结构，应用串并联电路的特点与欧姆定律可以解题。1 2 .【答案】AB【解析】解：4已知小圆环在。点动能最大，则在。点受到的库仑力的合力沿着半径方向，设 A D 与 A B 夹角为。,根据几何关系可得t a n。=?FA由库仑定律可得片=缶联立解得1tanff=-2故A正确；8小圆环由静止释放，在电场力作用下沿着圆形轨道先加速后减速，电势能与动能

20、之和保持不变，动能最大时电势能最小，即在。点的电势能最小，力点的电势为RD=善 +ZnCOStz卜 Q _ S底QK 2Rsind-2R故小圆环在半圆形轨道上的最小电势能为E =q(p D=空 答y2R故 B正确；C.同理可得，C点的电势为租=甯小圆环从。点运动到。点，由动能定理可得1 9q(.(P c-(PD)=2m v第12页，共18页小圆环运动到。点时向心力大小为联立解得(9 V 2 -SkQqF=-R2故C错误；D假设小圆环能运动到非常靠近8点的位置，此时会受到B处电荷极大库伦斥力的作用，导致其不可能运动到B点，故力错误。故选：AB对小圆环在力点受力分析，根据几何关系解得；小圆环由静止

21、释放，能量守恒，动能最大时电势能最小，小圆环从C点运动到。点，由动能定理结合向心力公式解得；假设小圆环能运动到非常靠近8点的位置，此时会受到B处电荷极大库伦斥力的作用，导致其不可能运动到瓦本题是信息题，要读懂题意，知道点电荷电势的公式=k：，等效思维的运用是解题的关键，要注意空中某点的电势是各个点电荷所产生的电势的代数和.13.【答案】ABC-2f2 mgM【解析】解：(1)4、实验中两限位孔必须在同一竖直线上，以减小阻力对实验带来的影响，故A正确；8、为了减小空气阻力的影响，选择较重的物体作为重物实验效果更好，8故正确；C、电火花打点计时器工作时是火花放电纸带不用接触，电磁打点计时器纸带和振

22、针接触，摩擦较大，因此使用电火花计时器比使用电磁打点计时器更合理，故C正确；。、打点计时器要先通电，后释放纸带是为了保证从物体的初速为零时开始计时，与减小摩擦力无关，故。错误。故选：ABC.(2)打点时间间隔T =,做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，纸带在B点 的 速 度 为%=气 乎=丝押，在纸带上打下点B时，重物的动能a=rnvl=双M-丁 产 产在打点O到打点B的过程中，系统的重力势能减少量4 E p =mghB；故答案为：(1)4 8C；吗 件 二；mg%。(1)根据实验的原理和实验的注意事项分析；(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量；根据某段时间

23、内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出8点的瞬时速度，从而得出动能的增加量。此题考查了验证机械能守恒的实验，解决本题的关键掌握实验的原理，要及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小。14.【答案】电阻箱接入电路中的阻值B 2 0.75电阻箱接入电路中的阻值暇无4a【解析】解：(1)测量时，玻璃管内径应卡在图甲中游标卡尺的内测量抓8部位；由图乙所示游标卡尺可知，其精度是0.0 5 n u n,读数为2 0 n u n +1 5 x 0.0 5 m m =2 0.75 m m。(2)实验过程电流表满偏，电路电流不变，电路总电阻不变，改变玻璃管内水柱长度，淡盐水电阻变化，为使电路总电阻不变

24、，应调整电阻箱接入电路中的阻值。(3)设电流表的满偏电流为/,电流表内阻为以，电源电动势为E,内阻为r,根据图丙所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：E=I(r+RA+R+Rx),由电阻定律可知，淡盐水的电阻=。忌，整理得：R=-L +y-RA-r,由图丁所示图象可知，图象的斜率 卜=一 黑=型，解得：。=嘤7TDZ a 4a(4)由(3)可知，电阻率p =警，电流表内阻对实验结果没有影响。故答案为：(1)B；2 0.75；(2)电阻箱接入电路中的阻值；嘤；(4)无。(1)用游标卡尺的内测量抓测玻璃管内径；游标卡尺主尺与游标尺读数的和是游标卡尺的读数。(2)根据实验原理分析答题。(3)(4)应用

25、闭合电路的欧姆定律与电阻率定律求出图象的函数表达式，然后求出电阻率的表达式。理解实验原理是解题的前提，分析清楚电路结构，应用闭合电路的欧姆定律与电阻定律可以解题。1 5.【答案】解：(1)根据万有引力提供向心力，则有：舒=血(/?+/!)誓,解得：加=笔驾。根据密度计算公式可得：p =,其中八 支/?3联立解得：p =嗡萼；(2)月球的第一宇宙速度等于卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度；由万有引力提供向心力有：誓=机，解得：V=后,将用=里 誓 代入可得：=若 他吃答：(1)月球的平均密度为嗡著；(2)月球的第一宇宙速度大小为二等 与。第14页，共18页【解析】(1)根据万有引力提供向心

26、力求解月球的质量，根据密度计算公式求解密度；(2)月球的第一宇宙速度等于卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度，由万有引力提供向心力进行解答。本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析。qE nigtan60则E=如q(3)设小球乙的电荷量大小为q。小球乙恰好静止且与轨道无作用力，由小球乙必定带负电。由几何关系可知甲、乙两球间的距离r=R分析乙球的受力情况，小球乙受到重力/n g,电场力q E,小球甲的静电引力F。如图所示，由平衡条件得：Fcos600=mg由库仑定律得尸=k,解得q，=器 光故小球乙的电荷量为答：(1)见解析；(2)

27、匀强电场的电场强度大小为誓；(3)小球乙的电荷量为一强 收。【解析】(1)按重力、电场力和弹力的顺序分析小球甲的受力情况，再画出小球中的受力分析图。(2)对甲球，根据平衡条件和尸=qE相结合求解匀强电场的电场强度大小。(3)分析乙球的受力情况，根据平衡条件和库仑定律相结合求解小球乙的电荷量。本题是带电体在电场中的平衡问题，关键要正确分析受力情况，作出受力分析图，运用平衡条件和库仑定律相结合进行处理。1 7.【答案】解：(1)设电子进入第5 个圆筒后的速度为，根据动能定理得：5 e%=-1 mvc2 -n02 5解得：%=户 且；，y m第 5 个金属圆筒的长度为：Ls=v5t0其中场解得：人=

28、T型；(2)设通过6 个圆筒后的速度大小为先,根据动能定理得：6 eU0=mvl-0解得：v6=2呼;7 7 nt=4 7 时离开平行金属板之间的电场，说明在平行板电容器之间运动的时间为T,在前半个周期在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，后半个周期内在竖直方向做匀减速直线运动，平行金属棒间的电场强度：E 吟,由牛顿第二定律得：eE=m a电子射出偏转电场时，在垂直于板面方向偏离中线的距离为y =2 xa a(5 2,设电子通过平行金属板后的速度为v,由动能定理得：ex x y=解得电子在整个运动过程中最大速度的大小=附+7 m 4 m2dz(3)由(2)可知，电子在平行金属棒间的竖直分位移

29、y =警【解析】(1)利用动能定理求解电子在第5个金属圆筒中运动的速度大小，电子在每个圆筒内做匀速直线运动，时间均为 由公式 =成 求解第五个金属圆筒长度；(2)利用动能定理求解电子在整个运动过程中最大速度的大小；(3)粒子离开平行金属板后做匀速直线运动，根据题意求出电子打在荧光屏上的位置到0点的距离。本题考查带电粒子在电场中的运动，解答本题的关键是弄清楚粒子的运动过程，理解解直线加速器的原理，熟练运用动能定理求电子加速获得的速度。第16页，共18页18.【答案】解：(1)设赛车恰好能通过圆形轨道的最高点的速度为为,则有诏mg=m K代入数据解得：v0=5m/s从圆形轨道的最高点到。点，根据机

30、械能守恒定律有1 1m gR(l+cos0)=-HIVQ代入数据解得：vc=V23m/s；(2)在。点，根据牛顿第二定律有VQFN mgcosd=m R代入数据解得：FN=27N根据牛顿第三定律可知，赛车经过圆形轨道上C 点时对轨道的压力大小为27M(3)赛车从A 到 C,根据动能定理有1,Pt 0.6mg-AB-mg-BCsind-m v代入数据解得：AB=m；(4)赛车从C 到 E,再到弹簧压缩至最短，设压缩最短时弹簧形变量为x,根据能量守恒定律有1,1,mg-CEsin9+0.6mg (EG+%)4-k x2=代入数据解得：%=0.2m然后从压缩最短到向左运动速度为零过程，根据动能定理有

31、1 9,-/ex 0.6mg-x=0代入数据解得：x=-m15则赛车最终静止的位置与E 点的距离7 7d=EG+%x=0,5m+0.2m-m=mo15 30答：(1)赛车经过C 点时的速度大小为g m/s；(2)赛车经过圆形轨道上C 点时对轨道的压力大小为27N；(3)水平轨道AB间的距离为三小；(4)赛车最终静止的位置与E 点的距离为小。【解析】(1)赛车恰好能通过圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律列式求最高点速度，在根据机械能守恒定律求C 点速度；(2)在 C 点，根据牛顿第二定律列式可求圆形轨道对赛车的支持力，再根据牛顿第三定律求赛车对轨道的压力；(3)赛车从A 到 C,根据动能定理求AB间距离；(4)赛车从C 到 E,再到弹簧压缩至最短，根据能量守恒定律求出弹簧形变量，然后从压缩最短到向左运动速度为零过程，根据动能定理求出最终停止位置。本题是一道力学综合题，根据题意分析清楚滑块的运动过程是解题的前提，应用能量守恒定律、动能定理和牛顿第二定律即可解题。第18页，共18页