湖南省长郡中学2020-2021学年高一下学期期末考试物理试题含答案

长郡中学2020—2021学年度高一第二学期期末考试

物理

时量：75分钟 满分：100分

一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.每小题只有一项符合题目要求） 1.下列关于行星运动的叙述中正确的是（ ）

a33①由行星运动规律2k可知，k值与a成正比

Ta323②由行星运动规律2k可知，a与T成正比

T③行星运动规律中的k值是由a与T共同决定的 ④行星运动规律中的k值与a和T均无关 A.①②

B.③④

C.①③

D.②④

2.如图所示，a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧（ ）

A.Q1、Q2都是正电荷，且Q1Q2 B.Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1Q2 C.Q1是负电荷，Q2是正电荷，且Q1Q2 D.Q1、Q2都是负电荷，且Q1Q2

3.某同学测得某白炽灯的伏安特性曲线如图所示.图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则（ ）

1

A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.在A点，白炽灯的电阻可表示为tan C.在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0 D.在A点，白炽灯的电阻不能表示为

U0 I04.一金属球，原来不带电，现在沿球直径的延长线上放置一根均匀带电的细杆MN，如图所示.金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则（ ）

A.Ea最大 C.Ec最大

B.Eb最大 D.EaEbEc

5.如图所示，一物体从圆弧形轨道的A点无初速自由滚下，由于摩擦力的作用到达C点时的速度为零，C点比A点下降了h1，又由C点B点，速度再次为零，B比C下降了h2，则h1与h2比较有（ ）

A.h1h2

B.h1h2

C.h1h2

D.无法确定

6.先后按图（1）、图（2）所示电路测同一未知电阻的阻值，已知电路两端电压U不变，若按图（1）所示的电路测量，电压表示数为6V，电流表示数为2mA，那么按图（2）所示的电路测量，电压表和电流表的示数分别满足（ ）

图（1）

A.仍为6V和2mA

图（2）

B.大于6V，小于2mA D.小于6V，大于2mA

C小于6V，小于2mA

7.如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面，底端固定一带电荷量为Q的正点电荷.将一带正电小物块（可视为质

2

点）从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙（E1和x1为已知量）.已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出（ ）

甲

A.小物块的电荷量 C.小物块的质量

乙

B.A、B间的电势差

D.小物块速度最大时到斜面底端的距离

二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）

8.北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，如图所示.理论研究表明，黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大、体积极小的天体，黑洞的引力很大，连光都无法逃逸，有理论认为黑洞是由大恒星“死亡”后演化而形成的.已知某恒星的质量为M，半径为R，引力常量为G，真空中的光速为c，黑洞的逃逸速度为其第一宇宙速度的2倍.则下列说法正确的是（ ）

3M 4R3GMB.该恒星表面的重力加速度为

RA.该恒星的平均密度为

GM（假设该恒星质量不变） c22GMD.若该恒星演化为黑洞，则其半径的最大值为（假设该恒星质量不变）

c29.如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，下极板接地.开关S闭合，电容器两极板间有一质量为m，带电量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是（ ）

C.若该恒星演化为黑洞，则其半径的最大值为

3

A.断开开关S，把电容器两极板距离增大，电容会增大 B.断开开关S，把电容器两极板距离减小，微粒将保持静止

C.保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，两板带电量将会增大

D.保持开关S闭合，把电容器上极板向上移动少许，微粒在初始位置的电势能将增大

10.如图所示，在正方形ABCD区域内有方向平行于AB边的匀强电场，E、F、H是对应边的中点，P点是EH的中点.一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH方向射入电场后恰好从C点射出.以下说法正确的是（ ）

A.粒子的运动轨迹经过P点 B.粒子的运动轨迹经过PE之间某点 C.若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过EH

D.若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从BC边射出 三、实验题（本题共8空，每空2分，共16分）

11.（6分）某同学利用频闪照片验证小铁球竖直上拋中机械能守恒.已知频闪仪0.05s闪光一次，通过对频闪照片的测量与分得到照片中小铁球各位置间实际距离并已标出.已知小铁球质量为0.1kg，当地重力加速度为

9.8m/s2.

（1）从t2到t6时间内，小铁球重力势能的增加量ΔEp J；动能的减少量ΔEk J.（计算结果均

4

保留三位有效数字）

（2）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，则可验证机械能守恒定律. 由上述数据可得ΔEp小于ΔEk，造成这种系统误差的主要原因是 . 12.（10分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：

（1）分别用游标为20分度的卡尺和螺旋测微器测量其长L和直径D，其中长度测量如下图甲所示，由图可知其长度L= cm；

（2）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤粗测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图乙，则接下来应该将选择开关置于 （选填“×1”“×100”或“×1k”）倍率的电阻挡后再按正确的操作步骤进行测量.

甲

乙

（3）该同学用伏安法较精确地测量出该圆柱体的电阻Rx，现提供以下器材： A.待测圆柱体Rx；

B.电流表（0〜200mA，内阻约2.0Ω）； C.电流表（0〜3A，内阻约0.12Ω）； D.电压表（0〜15V，内阻约15kΩ）； E.电压表（0〜3V，内阻约3kΩ）； F.滑动变阻器R，总电阻约5Ω； G.直流电源E，电动势3V，内阻不计； H.开关S、导线若干.

①该同学所选电流表应为 ；电压表应为 （填写各器材前的字母符号）.

②若某次实验该同学记录到的电压表和电流表的示数分别是U和I，则该圆柱体材料的电阻率 （.不要求计算，用题中所给字母表示）

四、计算题（本题共3小题，第13题9分，第14题14分，第15题18分）

★13.在某星球表面以2.0m/s的初速度水平拋出一小球，通过传感器得到如图所示的运动轨迹，图中O为拋出点.已知该星球半径为4000km，引力常量为G6.6710（1）该行星表面处的重力加速度的大小g行；

11Nm2kg2.求：

5

（2）该行星的第一宇宙速度的大小v；

（3）该行星的质量m行（计算结果均保留2位有效数字）.

14.如图所示，竖直平面内的光滑半圆形轨道下端与粗糙水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点.质量m=1kg的小滑块（可视为质点）沿水平面向左滑动，经过A点时的速度vA.已知AB段长为x=1.6m，与小滑块间的动摩擦因数为0.5，半圆形轨道的半径R=0.4m，滑块从C点水平飞出后恰好落到A点，不计空气阻力，g取10m/s，求：

（1）滑块经过C点时滑块对轨道的压力F； （2）滑块经过A点时的速度vA.

2

15.在光滑绝缘水平面上放置一质量m=0.2kg、电荷量q110C的小球，小球系在长L=0.5m的绝缘细线上，线的另一端固定在O点.整个装置放置于E210N/C的匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图所示（此图为俯视图）.现给小球一垂直于细线的初速度v0103m/s使其从A点开始绕O点做圆周运动，小球可视为质点.求：

（1）小球运动过程中绳子拉力的最大值；

（2）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经过多长时间其动能变为最小动能的2倍？ （3）当某次小球运动到A点时，电场方向突然反向但场强大小不变，并且此后小球每转过rad，场强均反向且场强大小不变，求：

①小球每次刚好到达A处时，细线承受的张力记为Fmax，求Fmax的表达式；

②若细线最大张力足够，从电场第一次反向开始，小球转过角度满足2时，求绳子张力FT关于54 6

的表达式.

长郡中学2020—2021学年度高一第二学期期末考试

物理参考答案

一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.每小题只有一项符合题目要求.）

题号 答案 1 D 2 B 3 C 4 C 5 A 6 D 7 C 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）

题号 答案 8 AD 9 BD 10 BD 三、实验题（本题共8空，每空2分，共16分） 11.（6分）（1）0.843 0.860 12.（10分）（1）5.140 （2）×1

（2）空气阻力做负功，机械能向内能转化 （3）①B E ②

D2U4IL

四、计算题（本题共3小题，第13题9分，第14题14分，第15题18分） 13.（9分）【解析】（1）由图可得：xv0t

y1g行t2 2可得：g行4m/s2

v2（2）由mg行m

R可得：v（3）由Gg行R4103m/s

m行mmg行 R2 7

可得m行9.61023kg

14.（14分）【解析】（1）设滑块到达C处时速度为vC，离开C后做平抛运动， 设运动t时间后落到水平面上 由平抛运动得：

12gt2R 2vCtx

解得vC4m/s

2vC经过C点时，由牛顿第二定律可得：Fmgm

R解得：F30N

由牛顿第三定律可得，滑块对轨道的压力F30N，方向竖直向上 （2）从A点开始到C点，由动能定理得：mgxmg2R解得：vA43m/s

15.（18分）【解析】（1）小球在A点时细线的拉力最大，对其进行受力分析，

2v0由牛顿第二定律可得：TmaxEqm

r1212mvCmvA 22解得：Tmax140N

（2）小球运动到B处时，电势能最大，动能最小.设小球到达B处时速度为vB， 从A运动到B，由动能定理得：Eq2LEkB解得：EkB10J，EkB12mv0 212mvB，vB10m/s 2设经过t时间后其动能变为最小动能的2倍.设小球沿BA方向移动的距离为y， 则由动能定理得：Eqy2EkBEkB 由类平抛运动可知：y解得：t0.1s

（3）①小球运动到A点时速度仍为v0，此后由于电场反向，运动到B的过程中，电场力做正功.到B处后电场又反向，电场力总是做正功.设电场反向后小球第n次到达A处时速度为vn， 由动能定理得：n2Eq2L1Eq2t 2m1212mvnmv0 22 8

刚好到达A处时，对其进行受力分析，由牛顿第二定律得：Fv2nmaxEqmL

解得：Fmax160n140n1,2,3 ②当小球转过后，速度为v1，

由动能定理得：Eq2LEqL1cos12mv21212mv0 Eqcosmv2对其进行受力分析，由牛顿第二定律得：F1TL

解得：FT60cos240N

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