黑龙江省大庆市重点名校2017-2018学年高一下学期期末教学质量检测物理试题含解析
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黑龙江省大庆市重点名校2017-2018学年高一下学期期末教学质量检测物理试
题
一、单项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. (本题9分)、、A B C 三点构成等边三角形,
边长为2cm ,匀强电场方向与ABC 构成的平面夹角30°,电势4V A B ϕϕ==,1V C ϕ=,下列说法正确的是( )
A .场强大小为150V /m
B .场强大小为200V /m
C .将一个正电荷从A 点沿直线移到C 点,它的电势能一直增大
D .将一个正电荷从A 点沿直线移到B 点,它的电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AB .匀强电场在ABC 构成的平面上的电场强度分量
cos30E E '=
因为电势4V A B ϕϕ==,1V C ϕ=,所以AB 为等势线,电场线与AB 垂直指向C ,则 241V/m=1003V/m 2sin 6010
AC AC U E d --'=
=⨯ 解得 200V/m E =
故A 错误,B 正确;
C .根据p E q ϕ=,将一个正电荷从A 点沿直线移到C 点,电势一直降低,它的电势能一直减小,故C 错误;
D .因为AB 为等势线,所以将一个正电荷从A 点沿直线移到B 点,它的电势能不变,故D 错误。
故选B 。
2. (本题9分)嫦娥四号发射岀去后进入近月点约100公里旳环月轨道.关于“嫦娥四号”月球探测器的发 -
射速度,下列说法正确的是( )
A .小于第一宇宙速度
B .介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
C .介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间
D .大于第三宇宙速度
【答案】B
【解析】
【详解】
嫦娥四号进入近月点约100公里的环月轨道后,仍围绕地球做椭圆运动,未摆脱地球的引力束缚,故嫦娥四号的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间,故选项B 正确,A 、C 、D 错误.
3. (本题9分)停在静水中的船质量180kg ,长12m ,不计水的阻力,当质量为60kg 的人从船尾走到船头的过程中船后退的距离是多少( )
A .3m
B .4m
C .5m
D .6m
【答案】A
【解析】
【详解】
船和人组成的系统,在水平方向上动量守恒,人在船上行进,船向后退,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m 人v-m 船V=1.人从船头走到船尾,设船后退的位移大小为x ,则人相对于岸的位移大小为L-x .则:m 人 L x t --m 船 x t =1,代入数据解得:x=3m ,船向后退了3m ,故A 正确,BCD 错误;故选
A.
4.如图所示,把石块从高处抛出,初速度方向与水平方向夹角为(090θ︒≤<︒),石块最终落在水平地面上.若空气阻力可忽略,仅改变以下一个因素,可以对石块在抛出到落地的过程中的“动能的变化量”和 “动量的变化量”都产生影响,这个因素是( )
A .抛出石块的速率v 0
B .抛出石块的高度h
C .抛出石块的角度
D .抛出石块用力的大小
【答案】B
【解析】
【详解】
根据动能定理:k E mgh ∆=;由动量定理:p mgt ∆=,则如果抛出石块的速率v 0变化,则对物体动能的变化无影响;因时间t 要变化,则对物体的动量变化产生影响,故选项A 错误;若抛出石块的高度h 变化,则对物体动能的变化有影响;因时间t 要变化,则对物体的动量变化产生影响,故选项B 正确;若抛出石块的角度变化,则则对物体动能的变化无影响;因时间t 要变化,则对物体的动量变化产生影响,故选项C 错误;若抛出石块用力的大小变化,则抛出石块的速率v 0变化,对物体动能的变化无影响;因时间t 要变化,则对物体的动量变化产生影响,故选项D 错误;故选B.
5. (本题9分)如图所示,自由下落的小球,从它接触到竖直放置的轻质弹簧开始,一直到弹簧被压缩到 最短的过程中,下列说法正确的是
A .小球的动能先增大后减小
B .小球在刚接触弹簧时动能最大
C .小球的机械能守恒
D .小球的动能和弹簧的弹性势能之和不变
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,开始时重力大于弹力,小球向下做加速运动,在下降的过程中弹力增大,加速度减小,当加速度减小到零,速度达到最大,然后重力小于弹力,向下做减速运动,到达最低点速度为零,可知,小球的动能先增大后减小。
故A 正确,B 错误。
C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以小球的机械能减少,故C 错误。
D.对于小球和弹簧组成的系统,由于只有重力和弹力做功,则系统的机械能守恒,可知,小球的重力势能一直减小,则小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增加,故D 错误。
6.某旅游景区新开发了一个游乐项日,可简化为图示坡道模型,整个坡道由三段倾角不同的倾斜直轨道组成,滑车从坡顶A 点由静止滑下,AB 段做匀加速直线运动,BC 段做匀速直线运动,CD 段做匀减速直线运动,滑到坡底D 点时速度减为零,不计空气的阻力,则( )
A.坡道AB对滑车的作用力沿坡面向下
B.坡道BC对滑车的作用力为零
C.坡道BC对滑车作用力竖直向上
D.坡道CD对滑车的作用力可能垂直坡道斜面向上
【答案】C
【解析】
【详解】
A.滑车从坡顶A点由静止滑下,AB段做匀加速直线运动,从受力分析角度,受到重力,支持力与滑动摩擦力,因此做匀加速直线运动,则车受到的支持力与滑动摩擦力的合力在竖直向上偏右方向,这样再与重力的合力,才能产生向下的加速度,故A错误;
BC.车在BC段做匀速直线运动,因此车受到的支持力与滑动摩擦力的合力与重力等值反向,则坡道BC 对滑车作用力竖直向上,故B错误,C正确;
D.车在坡道CD做匀减速直线运动,那么车受到支持力与滑动摩擦力的合力,即对滑车的作用力,应该在竖直向上偏左方向,这样再与重力的合力才能产生向上的加速度,因此对滑车的作用力不可能垂直坡道斜面向上,故D错误;
二、多项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
7.示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的()
A.极板x应带正电B.极板x´应带正电
C.极板y应带正电D.极板y´应带正电
【答案】AC
【解析】
【详解】
本题考查示波器的原理,YY’间的电场使得电子在y轴上产生偏转,XX’间的电场使得电子在x轴上产生偏转
据荧光屏上电子的坐标可知示波管内电子受力情况:受指向y方向和指向x方向电场力.即电子在经过偏转电极时向X、Y两极板偏转,则这两个电极都应带正电,故AC正确
8.(本题9分)质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度,下列说法中正确的是() A.物体的重力势能减少2mgh
B.物体的机械能保持不变
C.物体的动能增加2mgh
D.物体的机械能增加mgh
【答案】CD
【解析】
【分析】
重力势能的变化量等于重力对物体做的功.只有重力对物体做功,物体的机械能才守恒.根据动能定理研究动能的变化量.根据动能的变化量与重力的变化量之和求解机械能的变化量。
【详解】
A项:由质量为m的物向下运动h高度,重力做功为mgh,则物体的重力势能减小mgh,故A错误;B、依题物体的加速度为2g,说明除重力做功之外,还有其他力对物体做功,物体的机械能应增加,故B 错误;
C项:合力对物体做功W=mah=2mgh,根据动能定理得知,物体的动能增加2mgh,故C正确;
D项:由上物体的重力势能减小mgh,动能增加2mgh,则物体的机械能增加mgh,故D正确。
故选:CD。
【点睛】
本题考查分析功能关系的能力.几对功能关系要理解记牢:重力做功与重力势能变化有关,合力做功与动能变化有关,除重力和弹力以外的力做功与机械能变化有关。
9.(本题9分)如果取弹簧伸长△x时的弹性势能为0,则下列说法中正确的是()
A.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为正值
B.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为负值
C.当弹簧的压缩量为△x时,弹性势能的值为0
D.只要弹簧被压缩,弹性势能的值都为负值
【答案】BC
【解析】
【详解】
AB.如果取弹簧伸长△x时的弹性势能为0,弹簧回复原长,弹力对弹簧做正功,弹性势能减小,故弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为负值;故A错误,B正确.
C.当弹簧的压缩量为△x,又对弹簧做负功,势能增大,根据对称性知此时弹性势能为0;故C正确.
D.根据C分析知压缩弹簧势能不一定为负值,与弹簧的压缩量有关系;故D错误.
10.(本题9分)下列说法中正确的是()
A.曲线运动一定是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.匀速圆周运动就是速度不变的运动
D .物体受恒力作用可能做曲线运动
【答案】AD
【解析】
A :曲线运动的速度方向时刻发生变化,曲线运动一定是变速运动.故A 项正确.
B :变速运动不一定是曲线运动,例如:匀变速直线运动是变速运动但不是曲线运动.故B 项错误.
C :匀速圆周运动就是速度大小不变、方向不断变化的运动.故C 项错误.
D :物体受恒力作用可能做曲线运动,例如:物体水平抛出后在重力作用下做平抛运动.故D 项正确. 11. (本题9分)一个重为mg 的物体在外力F 作用下,从静止开始沿一条竖直平面内的直线斜向下运动,直线轨迹与竖直方向成30°角,不计空气阻力,则该物体机械能大小的变化可能是
A .若0.5F mg =,则物体运动过程中机械能守恒
B .若0.6F mg =,则物体运动过程中机械能可能增大,也可能减小
C .若0.8F mg =,则物体运动过程中机械能一定越来越大
D .若 1.2F mg =,则物体运动过程中机械能一定越来越大
【答案】ABD
【解析】
【详解】
A.因为物体做直线运动,拉力F 和重力的合力与运动轨迹在同一直线上,当外力sin300.5mg mg ︒=时,F 的方向垂直于运动的直线,F 不做功,A 正确;
BC.当F 大于0.5mg 小于mg 时,F 的方向不可能与轨迹垂直,或斜向上或斜向下。
因此F 可能做正功,也可能做负功,机械能可能增大,也可能减小,B 正确,C 错误。
D.若 1.2F mg =时F 的方向与运动轨迹成锐角,故一定要做正功,机械能越来越大,D 正确。
12. (本题9分)2019 年北京时间 4 月 10 日 21 时,人类历史上首张黑洞照片被正式披露,引起世界轰动.黑洞是一类特殊的天体,质量极大,引力极强,在它附近(黑洞视界)范围内,连光也不能逃逸,并伴随很多新奇的物理现象.传统上认为,黑洞“有进无出”,任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来.但霍
金、贝肯斯坦等人经过理论分析,认为黑洞也在向外发出热辐射,此即著名的“霍金辐射”,因此可以定义
一个“黑洞温度”T : 38hc T kGM π=,其中 h 为普朗克常量,c 为真空中的光速,G 为万有引力常量,M 为黑洞质量,k 是一个有重要物理意义的常量,叫做“玻尔兹曼常量”.以下能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是( )
A .kg m K s
⋅⋅ B .22kg m K s ⋅⋅ C .1J K -⋅ D .W s K
⋅ 【答案】BCD
【解析】
【详解】 根据3
8hc T kGM
π=得 3
8hc k TGM
π= h 的单位为J•s=Nms=kg•m 2/s ,c 的单位是m/s ,G 的单位是N•m 2/kg 2=kg•m 3/s 2,M 的单位是kg ,T 的单
位是K ,代入上式可得k 的单位是212kg m W s J k K s K
-⋅⋅=⋅=⋅ ,不等于kg m K s ⋅⋅。
A .kg m K s
⋅⋅,与结论不相符,选项A 错误; B .2
2kg m K s
⋅⋅,与结论相符,选项B 正确; C .1J K -⋅,与结论相符,选项C 正确;
D .W s K
⋅,与结论相符,选项D 正确; 三、实验题:共2小题,每题8分,共16分
13. (本题9分)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系:
(1)下列做法正确的是(___)
A .调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与轨道保持平行
B .在调节轨道倾斜度平衡摩擦力时,应将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴到木块上
C .实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
D .增减木块上砝码改变木块质量时,不需要重新调解木板的倾斜度
(2)为使砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码盘及盘内砝码的总质量___________木块和木块上钩码的总质量(填远大于、远小于或近似等于)
(3)某次实验,保持木块所受的合外力相同,测量不同质量的木块在相同的力的作用下的加速度,根据实验数据描绘出a-m图像如图甲所示,由于这条曲线是不是双曲线并不容易确定,因此不能确定a与m
成反比,紧接着该同学做了
1 a
m
-图像如图乙所示.
①根据
1
a
m
-图像是过原点的直线,因此可判断出a与
1
m
成_______比,即a与m成反比;
②根据图像可以得到物体受到的外力为______N.
【答案】AD 远小于正0.12
【解析】
【分析】
【详解】
(1)调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与轨道保持平行,使得拉力等于小车的合力.故A正确.平衡摩擦力时,不能将装有砝码的砝码盘通过定滑轮连接在小车上.故B错误.实验时应先接通电源,再释放小车.故C错误.增减木块上砝码改变木块质量时,不需要重新调解木板的倾斜度,选项D正确;故选AD.
(2)根据牛顿第二定律得,整体的加速度
mg
a
M m
=
+
,则绳子的拉力
1
Mmg mg
F Ma
m
M m
M
==
++
=
,知砝码以及砝码盘的质量远小于小车和小车上钩码的总质量时,绳子的拉力等于砝码和砝码盘的重力.
(3)①根据
1
a
m
-图像是过原点的直线,因此可判断出a与
1
m
成正比,即a与m成反比;
②由牛顿定律
1
a F
m
=,根据图像可以得到物体受到的外力为
0.6
0.12
5
F N N
==.
【点睛】
解决本题的关键抓住实验中的两个认为:1、认为绳子的拉力等于小车的合力,前提需平衡摩擦力,2、认为绳子的拉力等于砝码和砝码盘的总重力,前提是砝码以及砝码盘的质量远小于小车和小车上钩码的总质量.
14.(本题9分)在“测定金属的电阻率”的实验中:用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示,
用米尺测出金属丝的长度,金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.
(2)实验室有两节新干电池、开关、若干导线及下列器材:
A.电压表0~3 V,内阻10 kΩ B.电压表0~15 V,内阻50 kΩ
C.电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω D.电流表0~3 A,内阻0.01 Ω
E.滑动变阻器,0~10 Ω F.滑动变阻器,0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值,电流表应选________,滑动变阻器选_________.(填器材前面的序号)
②实验中实物接线如图所示,图中有几处错误,请写出其中的一处错误:____________.
【答案】0.680 C E 导线连接在滑动变阻器的滑片上或者电压青虾程接错
【解析】
【详解】
(1)[1].由图所示螺旋测微器可知,其示数为0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm;
(2)①[2][3].两节新的干电池,电源电动势为3V,若选取电压表15V,测量读数误差较大,因此电压
表选A;电路最大电流约为
3
A0.6A
5
E
I
R
===,电流表应选C;金属丝的电阻大约为5Ω,为方便实验
操作在保证安全的前提下,应选择较小的滑动变阻器,故滑动变阻器应选E。
②[4].由图示电路图可知,导线接在滑动变阻器的滑片上,这是错误的,导线应接在接线柱上。
四、解答题:本题共3题,每题8分,共24分
15.(本题9分)“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一,奥运会期间在各比赛场馆使用新型节能环保电动车,负责接送比赛选手和运输器材.在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15 m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度V,并描绘出F-图象(图中AB、BD均为直线).假设电动车行驶中所受的阻力恒定,求此过程中
(1)电动车的额定功率;
(2)电动车由静止开始运动,经过多长时间,速度达到2 m/s.
【答案】 (1)6kW (2)1s
【解析】
试题分析::(1)分析图线可知:电动车由静止开始做匀加速直线运动,达到额定功率后,做牵引力(加速度)逐渐减小的变加速直线运动,最终达到最大速度.
当最大速度15/max v m s =时,牵引力为min 400F N =,
故恒定阻力400min f F N ==,额定功率
6min max P F v kW ==.所以电动车的额定功率6kW . (2)匀加速运动的末速度 P v F =,代入数据解得3/v m s =,匀加速运动的加速度F f a m -=,代入数据解得2 2/a m s =,电动车在速度达到3m/s 之前,一直做匀加速直线运动故所求时间为 v t a '=,将2/v m s '=代入上式解得 1t s =.所以电车经过的时间为1s .
考点:考查了牛顿第二定律,功率的计算
16. (本题9分)电量为q =2×10-4C 的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E 的大小与时间t 的关系,以及物块速度v 与时间t 的关系如图所示.若重力加速度g 取10 m/s 2,求:
(1)物块的质量m ;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ.
【答案】 (1)2 kg (2)0.2
【解析】
当4310/E N C =⨯时,物体的加速度为221/2v a m s t ∆=
==∆, 根据牛顿第二定律得:qE f ma -=;
当4210/E N C =⨯时,物体匀速运动,则物体受力平衡,qE f =,又f mg μ=;
代入数据解得:10.2m kg μ==,.
17.请用“牛顿第二定律”推导“动能定理”。
(要说明推导过程中所出现的各物理量的含义)
【答案】证明过程见解析;
【解析】
【详解】
解:设某物体质量为m ,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生了一段位移x ,速度由1v 增大到2v 这个过程中力F 做的功为W Fx =
根据牛顿第二定律则有:F ma =;
由运动学公式2
221
2v v ax -=可得:22212v v x a -= 将F 和x 分别代入W Fx =,就得到:22211122
W mv mv =-。