2021-2022学年浙江省宁波市咸祥中学高一下学期期末物理试题含解析

2021学年第二学期咸祥中学高一物理期末考试卷

一、选择题（本题共20小题，每小题3分，共60分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列均属于国际制基本单位的是（　　）

A. m、N、C B. m、kg、J C. m、kg、s D. kg、m/s、v

【答案】C

【解析】

【详解】A． m是国际制基本单位，N、C是导出单位，故A错误；

B．m、kg是国际制基本单位，J是导出单位，故B错误；

C．m、kg、s都国际制基本单位，故C正确；

D．kg国际制基本单位，m/s是导出单位，v是物理量的符号，故D错误。

故选C。

2. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）

A. 牛顿、卡文迪许 B. 伽利略、卡文迪许

C. 开普勒、牛顿 D. 牛顿、伽利略

【答案】A

【解析】

【详解】牛顿利用行星的运动规律推导出了万有引力定律，经100年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了几个铅球之间的引力，第一次比较准确地得出了万有引力常量，A正确，BCD错误。

故选A。

3. 物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（　　）

A. 安培首先引入电场线和磁感线

B. 库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷电量的数值

C. 开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说

D. 卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值

【答案】D

【解析】

【详解】A．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，A错误；

B．库仑提出了库仑定律，密立根最早利用油滴实验测得元电荷电量的数值，B错误；

C．开普勒总结归纳了行星运动定律，哥白尼提出了日心说，C错误；

D．卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值，D正确。

故选D。

4. 均匀小球A、B的质量分别为m、6m，球心相距为R，引力常量为G，则A球受到B球的万有引力大小是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据万有引力公式，质量分布均匀的球体间的距离指球心间距离，故两球间的万有引力

A. 与分析不符，故A项错误；

B. 与分析不符，故B项错误；

C. 与分析不符，故C项错误；

D. 与分析相符，故D项正确．

5. 北京时间2022年5月10日8时56分，天舟四号货运飞船成功对接天河核心舱。核心舱组合体离地高度约391.9千米，速度约7.68千米/秒。据以上信息，下列说法正确的是（　　）

A. “千米”是国际单位制中的基本单位

B. 核心舱内的实验器材处于完全失重状态，不受地球的作用力

C. 天平在核心舱内可以正常使用

D. 研究天和核心舱组合体绕地球的运行速度大小时，可以把核心舱视为质点

【答案】D

【解析】

【详解】A．“千米”不是国际单位制中的基本单位，“米”是国际单位制中的基本单位，A错误；

B．核心舱内的实验器材处于完全失重状态，但仍受地球的作用力，地球的万有引力提供向心力，B错误；

C．物体在核心舱内处于完全失重状态，天平在核心舱内不可以正常使用，C错误；

D．研究天和核心舱组合体绕地球运行速度大小时，天和核心舱组合体的形状、大小可以忽略不计，可以把核心舱视为质点，D正确。

故选D。

6. 如图所示，翘翘板的支点位于板的中点，A、B两小孩距离支点一远一近．在翘动的某一时刻，A、B两小孩重心的线速度大小分别为vA、vB，角速度大小分别为ωA、ωB，则

A. vA≠vB，ωA=ωB B. vA=vB， ωA≠ωB

C. vA=vB，ωA=ωB D. vA≠vB，ωA≠ωB

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A与B均绕翘翘板的中点做圆周运动，在相同的时间转过的角度相等，由角速度的定义式ω=，两人角速度相等,A、B两小孩距离支点一远一近，由角速度与线速度关系公式v=ωr，两人的转动半径不相同，故两人的线速度大小不相同；

故选A。

7. 一个匀速圆周运动的物体，它的周期不变，轨道半径变为原来的4倍,则向心加速度变（）

A. 与原来的相同 B. 原来的2倍 C. 原来的4倍 D. 原来的8倍

【答案】C

【解析】

【详解】根据可知，一个匀速圆周运动的物体，它的周期不变，轨道半径变为原来的4倍，则向心加速度变为原来的4倍，选项C正确，ABD错误．

8. 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时

A. 汽车对凹形桥的压力等于汽车的重力

B. 汽车对凹形桥的压力小于汽车的重力

C. 汽车的向心加速度大于重力加速度

D. 汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大

【答案】D

【解析】

【详解】AB.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时，解得：，，可知汽车对桥的压力大于汽车的重力，故AB错误；

C. 汽车通过凹形桥最低点时，所以汽车的向心加速度不一定大于重力加速度；

D. 汽车通过凹形桥的最低点时，解得：，所以汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大，故D正确．

9. 如图所示，我国“北斗卫星导航系统”由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，卫星轨道为圆形，半径大小不同，其运行速度、周期等参量也不相同，下面说法正确的是（　　）

A. 卫星轨道半径越大，周期越小

B. 卫星轨道半径越大，线速度越小

C. 卫星轨道半径越大，向心加速度越大

D. 卫星轨道半径越大，运动的角速度越大

【答案】B

【解析】

【详解】由万有引力提供向心力可知

得

A．

可知半径越大，周期越大，A错误；

B．

可知半径越大，线速度越小，B正确；

C．

可知半径越大，向心加速度越小，C错误；

D．

可知半径越大，角速度越小，D错误。

故选B。

10. 如图所示，用大小为12N，沿水平方向的恒力F作用在质量为2kg的木箱上，使木箱在水平地面上沿直线运动，已知木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.50，g取10m/s2，当木箱从静止开始运动了12m时

A. 力F做功W1= 120J

B. 重力做的功W2= 240J

C. 克服摩擦力做的功W3=120J

D. 合力做的功W合= 0

【答案】C

【解析】

【详解】A、根据做功公式可得力做的功，故选项A错误；

B、在重力方向上没有位移，重力不做功，故选项B错误；

C、根据做功公式可得摩擦力做的功，所以克服摩擦力做的功120J，故选项C正确；

D、合力做的功合，故选项D错误．

11. 某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 从A到B重力做功mgH

B. 从A到B重力做功mg（H＋h）

C. 从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功

D. 从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功

【答案】A

【解析】

【详解】重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，由于从A到B的高度差为H，因此重力做功为mgH。

故选A。

12. 一物体的速度大小为v0时，其动能为Ek，当它的动能为2Ek时，其速度大小为

A.  B. 2v0 C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设物体的质量为m，当一物体的速度大小为v0时，其动能为Ek，则有

当它动能为2Ek时，有

解得：

A..故选项A不符合题意.   

B. 2v0.故选项B不符合题意.   

C..故选项C符合题意.   

D..故选项D不符合题意.

13. 在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．A图和B图中的ab两点的电场的方向不同，场强大小相等，所以两点的电场强度不相同。故AB错误；

C．C图中的ab两点，b点的电场线比较密，所以b点的场强大。故C错误；

D．D图中的两点所在的电场为匀强电场，两点的电场强度大小相等，方向相同，场强相同，故D正确；

故选D。

【点睛】

14. 检验电荷在电场中受到的电场力为F，测得该点的场强为E；若将检验电荷的电量减小一半，放回原处，则下列说法正确的是（　　）

A. 电场力仍为F，电场强度仍为E

B. 电场力仍为F，电场强度为

C. 电场力为，电场强度为

D. 电场力为，电场强度仍为E

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与检验电荷的电量与有无均无关，则若将检验电荷的电量减小一半，放回原处，则该点电场强度不变；根据

F=Eq

可知，电荷所受的电场力变为。

故选D。

15. 关于等势面、电场力做功和电场的关系，下列说法正确的是（　　）

A. 在等势面上移动电荷，电场力总是不做功

B. 电荷从A点移到B点，电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的

C. 在同一个等势面上的各点，电场强度的大小必然是相等的

D. 电场线总是从电势低的等势面指向电势高的等势面

【答案】A

【解析】

【详解】A．在同一等势面上两点间移动电荷时，电荷的电势能不变，电场力总是不做功，故A正确；

B．电荷从A点移到B点，电场力做功是零，只能说明A、B两点的电势相等，电荷不一定是沿等势面移动的，故B错误；

C．在同一个等势面上各点的电势相等，但电场强度的大小不一定相等，如两两量异种电荷或同种电荷形成的电场中，同一等势面上各点的电场强度大小不一定相等，故C错误；

D．沿着电场线方向电势总是降低的，所以电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，故D错误。

故选A。

16. 如图所示，两条不等长的细线一端拴在同一点，另一端分别拴两个带同种电荷的小球，电荷量分别是q1、q2，质量分别为m1、m2，当两小球处于同一水平面时恰好静止，且α>β，则造成α、β不相等的原因是（　　）

A. m1<m2 B. m1>m2

C. q1<q2 D. q1>q2

【答案】A

【解析】

【详解】AB．对两带电小球分别进行受力分析如下图，根据平衡条件有

两者之间库仑力F大小相等，因α>β，所以m1<m2，故A正确，B错误；

CD．电荷量q1、q2无论哪个大，两者之间库仑力F大小都相等，故C、D错误。

故选A。

17. 如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为（　　）

A. 正，B的右边0.4m处 B. 正，B的左边0.2m处

C. 负，A的左边0.2m处 D. 负，A的右边0.2m处

【答案】C

【解析】

【详解】要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左侧，带负电。设C带电荷量为q，A、C间的距离为x，A、B间距离用r表示，由于处于平衡状态，所以

解得x＝0.2m，C正确，ABD错误。

故选C。

18. 如图所示，带电粒子只在电场力作用下由A点运动到B点。图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由图可知（　　）

A. 粒子带负电

B. 粒子电性不确定

C. 带电粒子在A点时的加速度小于在B点时的加速度大小

D. 带电粒子在A点时的速度大于在B点时的速度大小

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由电场力方向应指向轨迹内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向右上方，即粒子受力的方向与电场线的方向一致，所以粒子带正电荷，故AB错误；

C．A点处的电场线较疏，而B点处电场线较密，则A点处的电场强度较小，粒子所受的电场力也较小，粒子的加速度也较小，故C正确；

D．从A运动到B，粒子所受电场力方向与运动方向的夹角小于90°，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则有带电粒子在A点时的速度小于在B点时的速度大小，故D错误。

故选C。

19. 超级电容器又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点。如图为一款超级电容器，其标有“2.7V，3000F”， 则可知（　　）

A. 该超级电容器放电时把化学能转化为电能

B. 该电容器最大容纳电荷量为8100C

C. 该电容器在电压为2.7V时电容才是3000F

D. 该电容器在2.5V电压下不能正常工作

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．由于是电容器，故该超级电容充电时把电能存储在电容器中，没有转化为化学能，故A错误；
B．该电容器最大容纳电荷量为

Q=UC=2.7×3000C=8100C

选项B正确；

C．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压和电量无关，故电容始终为3000F，故C错误；

D．电容器的额定电压为2.7V，说明工作电压要不超过2.7V，可以小于2.7V，故D错误；

故选B。

20. 带电粒子射入两块平行板间的匀强电场中，入射方向跟极板平行，重力不计，若初动能为Ek，则出场时动能为2Ek。如果初速度增加为原来的2倍，则出场时动能为（　　）

A. 3Ek B. 4Ek C.  D. Ek

【答案】D

【解析】

【详解】设粒子第一个过程中初速度为v，电场宽度为L，初动能为

第一个过程中粒子沿电场线方向的位移为

第一个过程由动能定理

同理，第二个过程中沿电场线方向的位移为

初动能为

根据动能定理得

代入得

解得， 故选D。

二、填空题（14分，每空2分）

21. 如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验．

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______和____

A．直流电源     B．交流电源     C．天平及砝码    D．毫米刻度尺

（2）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________

A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v

B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v

C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v

（3）如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h而绘制出的v2-h图线．图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________.

（4）若已知重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量=________，动能的增加量=________．实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是________.

【答案】    ①. B    ②. D    ③. D    ④. 重力加速度的2倍    ⑤. mgh    ⑥. mv2    ⑦. 阻力做功

【解析】

【详解】第一空.第二空.实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离．时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平．故选BD；

第三空.实验中不能用v=gt，v＝求解瞬时速度，不能根据计算出高度h，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC错误；实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确．

第四空.根据自由落体运动规律有v2=2gh，则可知v2-h图线斜率的物理含义是重力加速度的2倍；

第五空.第六空.根据重力做功与重力势能的变化关系，可得重力势能的减少量为|△EP|=mgh，动能的增加量为△Ek＝mv2；

第七空.实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是阻力做功．

三、计算题

22. 把质量为1kg的石块从10m高处以30°角斜向上方抛出，初速度为8m/s．不计空气阻力，取g=10m/s2．求：

（1）人对石块做的功

（2）石块落地时的速度大小

【答案】（1）人对石块做的功为32J；（2）石块落地时的速度大小为 m/s；

【解析】

【详解】（1）根据动能定理得，小球抛出过程中人的手对小球做功为：

；

（2）过程中只有重力做功，根据动能定理得：

代入数据解得：

；

23. 长为L的绝缘细线的一端连接质量为m的带电小球，细线的另一端固定在水平向右的匀强电场中的O点，如图所示，小球静止在B点，此时细线与竖直方向夹角为37°。重力加速度为g，sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，则：

(1)求匀强电场的电场强度E的大小；

(2)若将小球向左拉起至与O点同一水平高度的A点（未画出，细线刚好伸直）后将小球由静止释放，求小球运动到最低点时细线的拉力大小。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)小球在B点受力分析如图所示

根据共点力平衡条件有

mgtan37°＝qE

解得

E

(2)从A点到最低点，由动能定理

mgl﹣qElmv2

联立解得

v

最低点由牛顿第二定律得

T﹣mg

联立解得

24. 如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：

（1）电子通过B点时的速度大小；

（2）右侧平行金属板的长度；

（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能。

【答案】（1）；（2）d；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由

得

vB＝

（2）右侧平行金属板的长度为L，由题意得

、、

联立解得

（3）由动能定理得

U0e＋e=Ek末

所以电子穿出右侧平行金属板时的动能

Ek末=