2020-2021学年河北省唐山市高一下学期期末 物理 Word版含解析

唐山市2020-2021学年度高一年级第二学期期末考试

物理试卷

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。

第I卷（共48分）

一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。在下列各题的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）。

1. 下列关于点电荷的描述，正确的是（　　）

A. 点电荷是球形的带电体

B. 点电荷是质量很小的带电体

C. 点电荷是理想模型

D. 点电荷是带电量很小的带电体

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】当带电体的大小、形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时可看成点电荷，点电荷具有带电体的全部质量及电荷量，是一种理想化模型，故点电荷没有大小、形状，其质量、电荷量不一定很小。

故选C。

2. 关于多用电表中的欧姆档，下列说法正确的是（　　）

A. 欧姆档的内部不需要电源

B. 欧姆档的零刻度与电流表的零刻度重合

C. 欧姆档的零刻度与电流表的满偏刻度重合

D. 测量电阻前应先将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆档零刻度

【2题答案】

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．欧姆档测电阻实际上是利用闭合电路欧姆定律把电阻的测量转化为电流的测量，故内部需要电源，A错误；

BCD．当两表笔开路时，相当于所测电阻为无穷大，此时回路电流为零，指针指向电流表的零刻度，测量电阻前应先将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向电流满偏刻度，即欧姆档零刻度，B错误，CD正确。

故选CD。

3. 2019年春晚在舞蹈《春海》中拉开帷幕，如图所示。五名领舞者在钢丝绳的拉动下同时以相同速度缓缓升起，领舞者上升过程中（　　）

A. 机械能守恒 B. 重力势能增加 C. 彼此的动能相等 D. 重力对她们做正功

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．她们在上升过程中，钢丝绳的拉力对她们做功，所以她们的机械能不守恒，故A错误；

BD．她们在上升过程中，重力做负功，故她们的重力势能都增加，故B正确，D错误；

C．由于不知道她们的质量关系，故无法判断她们的动能是否相等，故C错误。

故选B。

4. 以下几种方法中，不能改变电容器电容的是         

A. 增大两板的正对面积

B. 增大两板间的距离

C. 增大两板间的电压

D. 更换电介质

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】根据电容器的决定式知，增大两板的正对面积、减小两极板间的距离及更换电介质均可以改变电容的大小；而电容与电压和电量无关，故改变电压不会影响电容器的电容大小，故选项C符合题意，选项ABD不符合题意．

点睛：解决本题的关键知道电容器的电容与电压和所带的电荷量无关，由本身的因素决定，根据电容的决定式可以判定电容与什么因素有关．

5. 如图所示，力F大小相等，物体运动沿水平方向的位移l也相同，则力F做功最多的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据功的定义 可知，力F大小相等，物体运动沿水平方向的位移l也相同，当角度为零时，做功最多，故C正确，ABD错误。

故选C。

6. 如图所示，水平桌面上放置一电子秤。一绝缘支架放在电子秤上，上端固定一带电小球，稳定后电子秤示数为。现将另一固定于绝缘手柄一端的不带电小球与球充分接触后，再移至小球正上方处，待系统稳定后，电子秤示数为。把小球移走使其恢复到不带电的状态，然后再将小球与小球充分接触并重新移至球正上方处，电子秤示数为，若两小球完全相同，则下列结论正确的是（　　）

A.  B.  C.  D. 均小于

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】设小球a的电荷量为Q，小球b与小球a充分接触后，两小球带同种电荷，电荷量分别为，再移至小球正上方处，故b对a有向下的库仑力，设为，则有

此时电子秤的示数为

使小球b再次不带电，后将该不带电的小球b与a球再次充分接触后，两小球带同种电荷，电荷量分别为，重新移至a球正上方L处，故b对a有向下的库仑力，设为，则有

此时电子秤的示数为

因为

故

故选B。

7. 北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约地球半径的7倍，则该地球静止轨道卫星（　　）

A. 其发射速度一定小于

B. 在轨道上运动的线速度一定小于

C. 做圆周运动周期约为

D. 它可以经过天安门广场的上空

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．11.2km/s是第二宇宙速度，是航天器能挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以地球静止轨道卫星的发射速度是小于11.2km/s，而大于7.9km/s，故A错误；

B．7.9km/s是第一宇宙速度，是近地圆轨道上卫星的环绕速度，还是所有圆轨道上卫星的最大环绕速度，因地球静止轨道卫星的半径比地球半径大，所以地球静止轨道卫星的运行速度一定小于7.9km/s，故B正确；

C．地球同步卫星周期与地球自转周期相等，为24h，故C错误；

D．地球同步卫星的轨道只能在赤道上空，不可以能经过天安门广场上空，故D错误。

故选B。

8. 在测电源的电动势和内阻时。某次实验记录数据画出U-I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（   ）

A. 纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=3V

B. 横轴截距表示短路电流，即I短=0.6A

C. 根据，计算出待测电源内阻为5Ω

D. 该实验中电源的内阻为2Ω

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】ACD．由闭合电路欧姆定律可知：

由数学知识可知，纵轴截距为电源的电动势，故电动势为；图象的斜率表示电源的内阻，即：

故A正确，C错误，D错误；

B．当外电路电阻时，外电路短路，短路电流为：

故B错误。

故选A。

二、双项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在下列各题的四个选项中，只有两个选项是符合题目要求的，选对但不全者得2分，错选或不选得0分）

9. 下列关于电磁波的叙述中，正确的是（　　）

A. 电磁波的传播和水波的传播一样需要介质

B. 不同波长的电磁波具有相同的特性

C. 电磁波在真空中传播时传播速度为

D. 光是以波动形式传播的一种电磁波

【9题答案】

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．电磁波的传播不需要靠介质，故A错误；

B．不同波长的电磁波具有不相同的特性，比如紫外线具有很强的消毒作用，红外线有显著的热作用，可以制成红外线夜视仪，故B错误；

C．电磁波在真空中传播时传播速度都为光速，故C正确；

D．电磁波是电磁场的传播，光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的传播速度等于光速，故D正确。

故选CD。

10. 一台电动机的线圈电阻是，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。则这台电动机的（　　）

A. 发热功率为1100W B. 发热功率为10W

C. 对外做功的功率为121000W D. 对外做功的功率为1090W

【10题答案】

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．发热功率为

A错误，B正确；

CD．电功率为

对外做功的功率为

C错误，D正确。

故选BD。

11. 2021年4月29日，中国空间站“天和一号”核心舱发射成功，标志着中国空间站时代已经到来。入轨后，“天和一号”的航天员将在一天内多次看到日出日落的神奇现象。则下列关于“天和一号”在轨飞行时的描述正确的是（　　）

A. 离地面的高度大于地球同步卫星的高度

B. 天和核心舱绕地角速度大于地球同步卫星绕地角速度

C. 天和核心舱的运行速度小于第一宇宙速度

D. 航天员可以利用天平测量物体的质量

【11题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．航天员将在一天内多次看到日出日落，可知“天和一号”的周期小于地球的自转周期(同步卫星的周期)，设其离地面的高度为h，由万有引力提供向心力，可得

整理，可得

易知，天和一号离地面的高度小于地球同步卫星的高度。故A错误；

B．设环绕天体的轨道半径为r同理，可得

整理，可得

易知，天和核心舱绕地角速度大于地球同步卫星绕地角速度。故B正确；

C．第一宇宙速度是环绕天体的最大环绕速度，所以天和核心舱的运行速度小于第一宇宙速度。故C正确；

D．航天员在空间站里面，处于完全失重状态，不可以利用天平测量物体的质量。故D错误。

故选BC。

12. 如图所示，在点电荷产生的电场中，实线是标有电场方向的一条电场线，一带电粒子只在静电力作用下从A沿着虚线运动到。设两点的电场强度大小分别为，电势能分别为。下列说法正确的是（　　）

A. 粒子一定带正电

B 点电荷一定靠近端

C. 两点的电场强度

D. 该粒子在两点的电势能

【12题答案】

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】AD．根据电场线的性质，A点电势小于B点电势，根据轨迹的弯曲方向可知，电场力指向曲线弯曲内侧，与电场线方向相同，所以带电粒子一定带正电，根据电势能定义式有

可知，该粒子在A点电势能小于在B点电势能，故AD正确；

B．点电荷的电性不明，有可能带正电靠近N端，也可能带负电靠近M端，故B错误；

C．该电场为点电荷电场，所以A、B两点的电场强度不可能大小相等，故C错误。

故选AD。

第II卷（共52分）

三、填空及实验题（本题共4小题，每空2分，共20分）

13. 如图所示，直导线竖直放置并通以向上的电流，矩形金属线框与处在同一平面，边与直导线平行，则

（1）直线电流在线框内的磁场方向是___________；

（2）要使矩形线框中能产生感应电流，矩形线框须___________运动。

【13题答案】

【答案】    ①. 垂直线框向内    ②. 向右或向左

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]据安培定则可知，直线电流在线框内的磁场方向是垂直线框向内。

(2)[2]要使矩形线框中能产生感应电流，矩形线框须向右或向左运动。

14. 质量为2 t的汽车，功率为30 kW，在水平公路上能以15 m/s的最大速度匀速直线行驶，则汽车运动过程中受的阻力为_________N；若保持功率不变，当速度为10 m/s时汽车的瞬时加速度为________（汽车行驶过程中所受的阻力不变）。

【14题答案】

【答案】    ①. 2000    ②. 0.5

【解析】

【分析】

【详解】[1]根据

和牛顿第二定律

当汽车加速度等于0时，此时汽车功率为30 kW，汽车速度最大为15 m/s，可解得汽车运动过程中受到的阻力

[2]当汽车速度为10 m/s时，代入以上公式，可以解得汽车加速度为

15. 在“测定金属的电阻率”的实验中：

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值___________；

(2)有两位同学设计的测量电阻的电路一部分分别如乙、丙图所示，若分别用这两个电路进行实验，则测量值比真实值偏小的应是___________图所示的电路。（选填“乙”或“丙”）

(3)请根据图丁所示电路图，用连线代替导线完成图中的实验器材连接，并使滑动变阻器的滑片置于端时，接通电路后的电流最小。___________

【15题答案】

【答案】    ①. 0.348    ②. 乙    ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]由螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝直径的测量值为

(2)[2]乙图电压表示数为待测电阻两端实际电压，电流表示数为流过待测电阻及电压表电流之和，故电流表示数偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值偏小，同理可知，丙图电阻测量值偏大，故测量值比真实值偏小的应是乙图所示的电路。

(3)[3]实物连接如图所示，滑动变阻器滑片置于端时，接入电阻最大，接通电路后的电流最小。

16. 利用图示装置做验证机械能守恒定律实验。

（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________。

A.动能变化量与势能变化量         B.速度变化量和势能变化量

C.速度变化量和高度变化量         D.速率变化量和高度变化量

（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到一条理想的纸带，在纸带上选连续打出的点，测得它们到起始点的距离如图所示，，重物质量为，打点计时器的周期为，从点到点的过程中，重物的重力势能减少量___________J，动能增加量___________J。（小数点后保留两位数字）

【16题答案】

【答案】    ①. A    ②. 0.48    ③. 0.47

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]为验证机械能是否守恒，需要比较在误差允许的范围内，重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重加势能的减小量是否相等。

故选A。

（2）[2]从O点到B点过程，重物的重力势能变化量为

[3]根据匀变速直线运动的推论，可得打下B点时的速度为

则动能变化量为

四、计算题（17题9分，18题11分，19题12分，共计32分）

17. 一带负电的粒子由静止开始经极板间加速电场加速，然后垂直电场方向进入另一极板间的匀强电场，且能够穿过该电场。已知极板间加速电压为，极板间的匀强电场的电场强度为，极板长。该带电粒子的比荷，其重力忽略不计。求：

（1）带电粒子进入偏转电场时的速度；

（2）带电粒子离开偏转电场时的速度方向与进入偏转电场时的速度方向之间夹角的正切值。

【17题答案】

【答案】（1）2×107m/s；（2）0.15

【解析】

【分析】

【详解】（1）设电子电荷量为e，质量为m，电子从静止出发被1000V的电压加速后的速度为v0.，由动能定理得

解得

2×107m/s

（2）电子垂直进入另一匀强电场后做类似平抛运动，设电子在该电场中的运动时间为t，越出该电场沿电场方向的分速度为vy，则水平方向可得运动的时间为

竖直方向上，由牛顿第二定律得

且

故速度夹角的正切值为

=0.15

18. 高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，如果地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，人造卫星质量为m，万有引力常量为G，试求：

（1）地球的质量是多大？

（2）人造卫星绕地球转动的周期是多少？

【18题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】(1)设地球表面的某一物体的质量为

根据万有引力定律公式

可得

(2)万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，设人造卫星绕地球转动的周期为，则有

将质量M代入，解得

19. 如图所示，半径为的光滑的四分之三圆形轨道固定在竖直平面内，轨道左端点、圆心和右侧点的连线水平。在轨道左侧点固定一光滑小轻质定滑轮，将质量为的光滑小球套在轨道上，可以沿轨道无摩擦的滑动。取重力加速度为，小球和小球B均可看成质点，试求：

（1）从点无初速度释放小球，当它运动到轨道最低点时的速度大小和对轨道的压力分别是多大？

（2）若用不可伸长的轻绳一端与小球栓接，绳的另一端跨过小定滑轮与质量也为的小球B栓接。调节定滑轮高度使轻绳水平部分恰好和过的直径重合，无初速度释放小球A、B，当小球转过的圆周角为30°时（图中虚线位置），绳子拉力对小球B所做的功是多少？

【19题答案】

【答案】（1），；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）选小球A为研究对象，据机械能守恒定律得

解得

在轨道最低点，据牛顿第二定律可得

联立解得

根据牛顿第三定律小球A对轨道的压力大小为，方向竖直向下。

（2）设当小球转过的圆周角为时，小球A下降的高度为H，由数学知识可知

由于轻绳不可伸长，两球沿绳方向的速度相等，即A、B两球速度大小满足

对整体运动过程，据机械能守恒定律得

对小球B由动能定理得

联立解得绳子拉力对小球B所做的功为