南通市通州区高一下学期期末考试物理试题.docx
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南通市通州区高一下学期期末考试物理试题
南通市通州区2013-2014学年下学期期末考试
高一物理试卷
一、本题共10小题：
每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分。
1．（3分）下列关于科学家和他们贡献的说法中，正确的是（ ）
A．开普勒较准确地测出万有引力常量G的数值
B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律
C．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律
D．牛顿发现了万有引力定律
考点：
物理学史．
专题：
常规题型．
分析：
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答：
解：
A、卡文迪许较准确地测出万有引力常量G的数值，故A错误；
B、哥白尼提出“日心说”，开普勒发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律，故B错误；
C、开普勒通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律，故C错误；
D、牛顿发现了万有引力定律，故D正确；
故选：
D．
点评：
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．（3分）小明参加了学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图所示，则该过程中小明克服重力所做的功最接近于（ ）
A.50JB.500JC.1500JD.2000J
考点：
功的计算．
专题：
功的计算专题．
分析：
根据题意可推测中学生的质量大约是50kg，跳起的高度大约是1米左右，由W=Gh可求出该同学从最高点至落地过程中重力所做的功．
解答：
解：
质量是50kg的中学生受到的重力：
G=mg=50kg×10N/kg=500N；
该同学从最高点至落地过程中重力所做的功大约是：
W=Gh=500N×1m=500J；
故选：
B．
点评：
本题关键从图象估算出中学生的质量和跳起的高度，并结合功的公式求解，是一道理论联系实际的题目，是中考的热点．
3．（3分）庞清、佟健在全国冬运会上摘得花样滑冰双人自由滑桂冠，如图所示，两人手拉手绕他们手臂连线上某点一起做圆周运动，则在运动中两人的（ ）
A．
角速度相同
B．
线速度相同
C．
向心力相同
D．
向心加速度相同
考点：
匀速圆周运动．
专题：
匀速圆周运动专题．
分析：
两人绕同一个圆心做圆周运动，相互作用力提供向心力，角速度相等，根据v=rω比较线速度，根据a=rω2比较向心加速度．
解答：
解：
AB、两人绕同一个圆心做圆周运动，角速度相等，根据v=rω比较线速度，半径不等，线速度不等．故A正确，B错误．
C、两人运动过程中，相互作用力提供向心力，所以向心力大小相等，方向相反．故C错误．
D、根据a=rω2知，半径不等，则向心加速度不等．故D错误．
故选：
A．
点评：
解决本题关键知道共轴转动的物体具有相同的角速度，根据v=rω，a=rω2，可知线速度、向心加速度的大小．
4．（3分）真空中有两点电荷Q1、Q2相距为r，它们之间的静电力为F1；若将Q1的电荷量增大为原来的2倍，并将两点电荷间的距离减为原来的一半，两电荷之间的静电力变为F2、则F1：
F2为（ ）
A．
1：
4
B．
8：
1
C．
4：
1
D．
1：
8
考点：
库仑定律．
专题：
电场力与电势的性质专题．
分析：
由库仑定律可得出变化前后的库仑力表达式，则作比可得出两者的倍数．
解答：
解：
由库仑定律可得：
变化前：
；
而变化后：
F2=
；
得：
故D正确，ABC错误；
故选：
D．
点评：
本题考查库仑定律的直接应用，只需正确代入公式即可求解，属基础题目．
5．（3分）一质点在恒定合外力F的作用下运动的一段轨迹如图所示，质点由A运动到B的时间与质点由B运动到C的时间相等，则下列判断正确的是（ ）
A．
质点做匀速圆周运动
B．
质点做匀变速运动
C．
合外力F的方向一定竖直向下
D．
两段时间内该质点的速度变化量不相等
考点：
曲线运动．
专题：
物体做曲线运动条件专题．
分析：
曲线运动的条件是合力与速度不共线且指向曲线的内侧；加速度不变的运动叫做曲线运动．
解答：
解：
A、由于AB弧长大于BC弧长，质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等，故速率减小，是减速运动，故A错误；
B、质点可能在恒定合外力作用下运动，根据牛顿第二定律，加速度恒定，故是匀变速运动，故B正确；
C、根据运动的轨迹可知，物体的受力的方向向右下方，可能竖直向下，也可能不是竖直向下．故C错误；
D、质点在恒定合外力作用下运动，根据牛顿第二定律，加速度恒定，是匀变速运动，故相同时间内速度矢量的改变量一定相同，故D错误；
故选：
B．
点评：
本题关键是明确曲线运动的条件，知道加速度不变的运动就是匀变速运动，基础题．
6．（3分）20XX年12月，嫦娥三号探测器稳稳地落在月球上，月球离地球的平均距离是384400km；中国第一个目标飞行器“天宫一号”的运行轨道高度为350km，它们绕地球运行的轨道均视为圆周，则（ ）
A．
月球比“天宫一号”线速度大
B．
月球比“天宫一号”周期长
C．
月球比“天宫一号”角速度大
D．
月球比“天宫一号”加速度大
考点：
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
专题：
人造卫星问题．
分析：
根据万有引力等于向心力，分别得出速度、周期、角速度和加速度与轨道半径的关系，即可进行比较．
解答：
解：
对于任一绕运行的卫星，根据万有引力等于向心力得：
F=
=m
=ma=m
=mω2r
A、v=
，月球比“天宫一号”线速度小，故A错误；
B、T=2π
，月球比“天宫一号”周期长，故B正确；
C、ω=
，月球比“天宫一号”角速度小，故C错误；
D、a=
，月球比“天宫一号”加速度小，故D错误；
故选：
B．
点评：
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一基本思路，并能灵活运用向心力公式，由万有引力定律和向心力公式解题．
7．（3分）如图所示，有一带正电荷的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B时，验电器金属箔张角减小，则金属球A（ ）
A．
可能不带电
B．
一定带正电
C．
可能带正电
D．
一定带负电
考点：
电荷守恒定律．
专题：
电场力与电势的性质专题．
分析：
验电器是利用同种电荷相互排斥原理制成的，金属箔片是否张开角度说明物体是否带电，金属箔片张开角度的大小反应了物体带电的多少．
解答：
解：
验电器原来带正电，要使张角减小，则应使B处的电子转移到金属箔处，根据电荷间的相互作用，A球可能带负电；若A球不带电时，则由于感应，A球左侧也会带上负电，故会产生同样的效果；
故A球可以带负电，也可以不带电；故A正确、BCD错误
故选：
A．
点评：
对于金属而言能够移动的自由电荷是带负电的电子，而不是带正电的质子．
8．（3分）某平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，相距为d，今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷，则它受到的电场力的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
考点：
匀强电场中电势差和电场强度的关系；电容．
专题：
电容器专题．
分析：
由电容的定义式C=求出两极板间的电压，由板间电压与场强的关系式U=Ed求出板间场强，点电荷所受的电场力大小为F=qE．
解答：
解：
由电容的定义式C=得板间电压为：
U=．板间场强大小为：
E=．点电荷所受的电场力大小为F=qE，联立得到：
F=
．
故选：
C
点评：
本题考查对于电容、板间电压、场强等物理量之间关系的掌握情况．基础题．
9．（3分）质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定．当汽车速度为v时，汽车做匀速运动；当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
考点：
功率、平均功率和瞬时功率．
专题：
功率的计算专题．
分析：
汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可．
解答：
解：
汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件
F1=f…①
P=F1v…②
当汽车的车速为时
P=F2（）…③
根据牛顿第二定律
F2﹣f=ma…④
由①～④式，可求的
a=
故选：
C．
点评：
本题关键结合功率与速度关系公式P=Fv、共点力平衡条件以及牛顿第二定律联合求解．
10．（3分）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经时间t0滑至斜面底端，已知物体运动过程中所受的摩擦力恒定，则如图中表示物体的机械能E随时间t变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
考点：
机械能守恒定律．
专题：
机械能守恒定律应用专题．
分析：
摩擦力恒定，物体沿斜面下滑时做初速度为零的匀变速直线运动，根据初速度为零匀变速直线运动中位移和机械能所时间变化特点可解答本题．
解答：
解：
设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有：
E=E总﹣fs=E总﹣f•
，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故D正确．
故选：
D
点评：
对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．
二、本大题共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
11．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．
根据E=可知，电场中某点的电场强度和检验电荷的电荷量q成反比
B．
根据C=
可知，电容器极板上的电荷量每增加1C，电压若增加1V，则该电容器的电容为1F
C．
根据W=qU可知，一电子在电势差为1V的两点间被电场加速，电场力做功为1eV
D．
根据Uab=
可知，若将电荷量为10﹣5C的正电荷从a点移动到b点时，克服电场力做功为10﹣5J，则a、b两点的电势差Uab=1V
考点：
电场强度；电容器．
分析：
公式E=采用比值法定义，E与F、q无关．根据C=
可求得电容．由公式W=qU求解电场力做功．根据Uab=
求解电势差，注意代入符号运算．
解答：
解：
A、公式E=是电场强度的定义式，采用比值法定义，故E反映电场本身的性质，与F、q无关．故A错误．
B、根据C=
可知，若△Q=1C，△U=1V，则得C=1F．故B正确．
C、一电子在电势差为1V的两点间被电场加速，根据公式W=qU得：
W=﹣e•（﹣1V）=1eV，故C正确．
D、若将电荷量为q=10﹣5C的正电荷从a点移动到b点时，克服电场力做功为10﹣5J，即电场力做功W=﹣10﹣5J，则Uab=
=
V=﹣1V，故D错误．
故选：
BC．
点评：
解决本题要理解并掌握电场中几个公式的定义方法、各个量的含义，要注意运用这两个公式W=qU和Uab=
时各个量均要代入符号运算．
12．（4分）我国自行研制的北斗导航系统在轨卫星中，有一颗是地球静止同步轨道卫星，关于该卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．
运行周期为24h
B．
轨道与地球赤道共面
C．
运行速度大于7.9km/s
D．
离地面的高度是确定的值
考点：
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
专题：
人造卫星问题．
分析：
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，其运行角速度等于地球自转的角速度．
解答：
解：
A、地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，运行周期为24h，故A正确；
B、它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．同步卫星运行轨道只能位于地球赤道平面上的圆形轨道，故B正确；
C、7.9km/s是第一宇宙速度，也是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s，故C错误；
D、根据万有引力等于向心力，
=m
由于同步卫星的周期为24h，所以所有地球同步通讯卫星到地心的距离都相同，离地面的高度是确定的值，故D正确；
故选：
ABD．
点评：
本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：
定轨道、定高度、定速度、定周期．本题难度不大，属于基础题．
13．（4分）如图所示，有一固定的竖直圆形轨道，圆心O，A、C分别为轨道的最低点和最高点，杂技演员骑摩托车从A点开始沿轨道做匀速圆周运动，设车的质量不变，则（ ）
A．
摩托车在C点机械能最大
B．
摩托车所受合外力的大小不变
C．
摩托车所受合外力的大小不断变化
D．
摩托车在A、C两点重力势能相等
考点：
向心力；机械能守恒定律．
专题：
匀速圆周运动专题．
分析：
摩托车做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，动能不变，根据重力势能的大小比较机械能的大小．
解答：
解：
A、摩托车在运动的过程中，动能不变，C处的重力势能最大，则C点的机械能最大．故A正确．
B、摩托车做匀速圆周运动，合力提供向心力，可知合力的大小不变，方向始终指向圆心．故B正确，C错误．
D、在A、C两点高度不同，则重力势能不同．故D错误．
故选：
AB．
点评：
解决本题的关键知道匀速圆周运动靠合力提供向心力，合力方向始终指向圆心，基础题．
14．（4分）某静电场的电场线分布如图所示，电场中A、B两点，某点电荷仅在电场力作用下沿虚线从A运动到B，一下判断正确的是（ ）
A．
A点的场强大于B点的场强，A点的电势高于B点的电势
B．
点电荷一定带负电
C．
点电荷在B点的电势能大于其在A点的电势能
D．
点电荷在B点动能大于其在A点的动能
考点：
电势；电势能．
专题：
电场力与电势的性质专题．
分析：
电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．做曲线运动的物体，合力指向弯曲的一侧．要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化，理解这些概念之间的关系．
解答：
解：
A、电场线越密的地方电场强度越大，所以场强EA＞EB，沿着电场线电势一定降低，所以电势ΦA＞ΦB，故A正确．
B、做曲线运动的物体，合力指向弯曲的一侧，带电的粒子是沿着电场的从A运动的B的，由图可知电场力方向向右，与电场线的方向相同，所以粒子带正电，故B错误．
CD、由B分析可知，该电荷为正电荷，从A到B，由图可以看出电场力方向与位移方向夹角小于90°，电场力做正功，粒子的电势能减小，根据动能定理粒子的动能增加，所以点电荷在B点的电势能小于其在A点的电势能，点电荷在B点动能大于其在A点的动能，故C错误、D正确．
故选：
AD．
点评：
本题关键是明确曲线运动的条件和电场力做功与电势能变化的关系，要能够结合动能定理分析动能的变化．
15．（4分）火星表面特征非常接近地球，可能适合人类居住，20XX年，我国志愿者王跃参与了在俄罗斯进行的“模拟登火星”实验活动，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，已知地球表面重力加速度是g，则下述分析正确的是（ ）
A．
王跃在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍
B．
火星表面的重力加速度是g
C．
火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
倍
D．
火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
倍
考点：
第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．
专题：
万有引力定律的应用专题．
分析：
根据万有引力定律公式求出王跃在火星上受的万有引力是在地球上受万有引力的倍数．根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，从而得出上升高度的关系．根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系．
解答：
解：
A、根据万有引力定律得，F=G
知王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍．故A错误．
B、根据万有引力等于重力得，G
=mg，g=
，知火星表面重力加速度时地球表面重力加速度的倍，则火星表面重力加速度为g．故B正确．
C、根据万有引力提供向心力G
=m
，得v=
，知火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
倍．故C错误，D正确．
故选：
BD．
点评：
解决本题的关键掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力两个理论，并能灵活运用．
三、本题共2小题，共14分，把答案填在题中的横线上。
16．（6分）学习小组的同学用如图所示的装置验证动能定理，另外可供使用的实验器材还有学生电源、导线、复写纸、纸带、细沙、天平、刻度处、小木块等，当滑块连上纸带，用细线通过滑轮挂上空的沙桶时，滑块处于静止状态．
（1）实验时，为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的条件是 m＜＜M ；还需要进行的操作是 将木板一端抬高，平衡摩擦力 ．
（2）在
（1）的基础上，往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点间的距离L和打下这两点时滑块对应的速度大小v1与v2（v1＜v2），则实验最终要验证的数学表达式为 mgL=Mv22﹣Mv12．（用题中所给的字母表示，已知重力加速度为g）
考点：
探究功与速度变化的关系．
专题：
实验题．
分析：
实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的拉力需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量这一条件；
细线的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，需要验证的方程是细线对滑块做功与滑块动能的增加的关系，细线对滑块做功等于沙和沙桶重力势能的减小量，根据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，求A、B两点速度大小，从而求出滑块动能的变化量．
解答：
解：
（1）设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma，对砂桶和砂有：
mg﹣F=ma，由此解得：
F=
，
由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量．
同是为了保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要将木板一端抬高，以平衡摩擦力．
（2）重力势能的减少量为：
EP=mgL
动能增加量为EK=Mv22﹣Mv12
为了验证机械能守恒，故需验证的数学表达式为：
mgL=Mv22﹣Mv12
故答案为：
（1）m＜＜M；将木板一端抬高，以平衡摩擦力．
（2）mgL=Mv22﹣Mv12．
点评：
该题的关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量，同时要熟练应用匀变速直线运动的推论解答实验问题．
17．（8分）某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律的实验”，在本实验中：
（1）现有器材、打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干，其中此实验不需要使用的器材是 秒表 ．实验中产生误差的主要原因是 摩擦 （选填“空气”或“摩擦”）阻力的影响．
（2）若实验中所用重锤的质量为m，打点计时器打所用交流电源的周期为T，如图乙是正确操作得到纸带的一部分，图中O不是打点计时器打的第一个点，O、A、B、C、D、E、F分别是连续的计时点，测出各点到O点的距离分别为sA、sB、sC、sD、sE、sF，当地的重力加速度为g，则从打下计时点A到E的过程中，重锤的重力势能的减少量为 mg（sE﹣sA） ．动能的增加量为
[
﹣
]．
考点：
验证机械能守恒定律．
专题：
实验题．
分析：
在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测重锤下降的距离和瞬时速度，测量瞬时速度和下降的距离均需要刻度尺，不需要秒表，重锤的质量可测可不测．
纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
解答：
解：
（1）在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表．重锤的质量可测可不测，所以不需要秒表；
实验中产生误差的主要原因是摩擦阻力的影响．
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=mg（sE﹣sA）
利用匀变速直线运动的推论得：
vA=
vE=
动能的增加量为△Ek=mvE2﹣mvA2=
[
﹣
]，
故答案为：
（1）秒表，摩擦．
（2）mg（sE﹣sA）；
[
﹣
]．
点评：
考查了验证机械能守恒定律的原理及所需的仪器，运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题．
四、本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
18．（12分）如图所示，两平行金属板水平放置，板间距离d=8cm，极板长L=40cm，两板间加有U=182V的恒定电压，质量m=0.91×10﹣30kg，电量q=1.6×10﹣19C的电子以速度v0=4×107m/s垂直于场强方向射入电场后从板间飞出，求：
（1）电子在电场中运动的时间；
（2）电子在电场中运动时的加速度大小；
（3）电子从电场中飞出时沿垂直于极板方向偏移的距离y．
考点：
带电粒子在匀强电场中的运动．
专题：
带电粒子在电场中的运动专题．
分析：
电子垂直电场方向射入电场，做类似平抛运动，沿着水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速度直线运动，根据类平抛运动的分位移公式和牛顿第二定律列式求解即可．
解答：
解：
（1）电子的水平分运动是匀速直线运动，故：
t=
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