江苏省南通市如东高中2015-2016学年高一下学期期末物理试卷() 含解析

2015—2016学年江苏省南通市如东高中高一（下）期末物理试
卷（选修)
一、选择题（共7小题，每小题3分,满分21分,在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的3分,选错或不答的得零分)
1．如图，P和Q为两平行金属板,板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是（）
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小,加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确
2．如图所示,由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作能使静电计指针张角变大的是（）
A．将M板向下平移
B．将M板沿水平向右方向靠近N板
C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1）
D．在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
3．下列说法中正确的是（）
A．物体所受合外力做的功为零，它一定保持静止，或匀速直线运动
B．物体所受的合外力不为零，机械能可能守恒
C．物体运动的加速度为5m/s2时，机械能一定不守恒
D．物体做匀速运动，机械能一定守恒
4．取水平地面为参考平面，一质量为m物块从某一高度以v0水平抛出，在抛出点动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力，重力加速度为g，该物块落地前瞬间重力的功率为（) A．mgv0B．mgv0
C．2mgv0D．由于高度未知，无法求出
5．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W．关于该电吹风，下列说法正确的是()
A．电热丝的电阻为55Ω
B．电动机的电阻为Ω
C．当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为120J
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1120J
6．M、N两颗质量相同的卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图所示,则（)
A．M与地球中心连线在相等的时间内转过的角度较大
B．M的机械能大于N的机械能
C．M、N的速度均大于第一宇宙速度
D．M在相同的时间内经过的路程较长
7．某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路．先使开关S 接1，电容器很快充电完毕．然后将开关掷向2,电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线如图2所示．他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S,先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作,又得到一条I﹣t曲线．关于这条曲线,下列判断正确的是（）
A．曲线与坐标轴所围面积将增大
B．曲线与坐标轴所围面积将减小
C．曲线与纵轴交点的位置将向上移动
D．曲线与纵轴交点的位置将向下移动
二、本题共4小题,每小题4分，共16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．
8．关于万有引力定律的建立，下列说法中止确的是(）
A．牛顿将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任何两个物体间
B．引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
C．“月一地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律D．“月一地检验”表明物体在地球上受到地球对它的引力是它在月球上受到月球对它的引力的60倍
9．某静电场线分布如图所示，电场中有A、B两点,某电荷在电场力作用下沿虚线从A运动到B,不计重力，以下判断正确的是（）
A．A点的场强大于B点场强，A点的电势高于B点的电势
B．点电荷一定带正电
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点的动能大于其在A点的动能
10．如图1所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2所示．取g=10m/s2．则(）
A．物体的质量m=3。

0kg
B．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20
C．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2。

0J
D．前2s内推力F做功的平均功率=3W
11．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的虚线，PM为I轴的垂线，则小灯泡（）
A．随着所加电压的增大，电阻减小
B．电压为U1时,电阻R=
C．电压为U1时，电阻
D．电压为U1时,电功率为图中矩形PQOM所为面积
三、本题共2小题，共18分．把答案填在题中的横线上．
12．(1）如所示，螺旋测微器的示数为mm，游标卡尺的示数为mm．
(2）现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为I g=1mA,内阻R g=200Ω,若要将它改成量程3V的电压表,应（选填“串”串或“并")一个Ω的电阻,若要将它改装成量程为50mA的电流表，应（选填“串”串或“并”)一个Ω（保留一位有效数字)的电阻．
13．某组同学利用如图甲所示的实验装罝验证机械能守恒定律,经正确操作得到打点纸带如图乙所示，O点为打点计时器打下的第一个点，在纸带的后段选取连续的计时点A、B、C、D、E、F、G，已知打点计时器打点周期为T=0.02s．其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示，重锤的质量m=0。

100kg,取g=9.80m/s2．
(1 ）打下计数点E时重锤的速度为m/s．从打点O到打计数点E的过程中重锤重力势能的减少量为J，动能的增加量为J．可以发现，重力势能的减少量略大于动能的增加量,其主耍原因是（数据均保留三位有效数字）．
(2）依据上述方法，可以测出O点到各计数点间的距离h,计算出打下对应点时的速度v，再通过作图象的方法剔除偶然误差较大的数据．提高实验的准确程度．为得到线性图线，除作v﹣t图象外,还可作(选填“v﹣h、“v﹣l/h"或“v2﹣h”）图象．
（3)小明用OD段的运动来验证机械能守恒时，他用v0=计算与D点对应的重锤的瞬时速度,得到动能的增加量，你认为这种做法止确还是错误？答:理由是．
四、本题共5小题，共65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．
14．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是有多层（几十到几百层不等）类脂物质﹣﹣髓脂累积而成的，髓脂具有很大的电阻，已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2μm左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω．（1）若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率．
(2）若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底面上加1000V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA，求该圆柱体的半径和高分别是多少？
15．高空遥感探测卫星在距地球表面高为R处绕地球转动，人造卫星质量为m，地球半径为R，地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G，求：
（1）人造地球卫星的运行速度大小v
（2）人造地球卫星绕地球转动的周期T；
(3)人造卫星的向心加速度a．
16．如图所示,电荷量为+q，质量为m的带电粒子以平行于金属极板的初速度v0，从左侧中央飞入板间匀强电场,从右侧飞出电场时速度与初速度方向的夹角为θ,已知两平行金属板长为L，板间距离为d，粒子重力不计，求：
(1)带电粒子在电场中运动的时间t和飞出电场时沿垂直于极板方向速度v y
（2)带电粒子在电场中偏转的侧向位移y
(3）两极板间的电压U．
17．如图所示,P是倾角为30°的光滑固定斜面．劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板C上，另一端与质量为m的物块A相连接．细绳的一端系在物体A上，细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮，另一端有一个不计质量的小挂钩．小挂钩不挂任何物体时，物体A处于静止状态，细绳与斜面平行．在小挂钩上轻轻挂上一个质最也为m的物块B后,
物块A沿斜面向上运动．斜面足够长，运动过程中B始终未接触地面,己知重力加速度为g，弹簧形变始终在弹性限度范围内．
（1)求物块A处于静止时，弹簧的压缩量x1
（2)试定性分析物块A沿斜面上滑过程加速度的变化情况和运动情况；
（3）设物块A通过斜面上Q点位置时速度最大，求Q点到出发点的距离x0和最大速度v m．
18．如图所示，固定的四分之一光滑圆弧轨道AB和水平传送带BC在同一竖直平面内，圆轨道半径为R，下端点B与紧靠的水平传送带上表面处于同一高度．传送带左右端B、C 间距为L,沿逆时针方向的传动速度为v1，一质量为m的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，不计物块经过轨道与传送带连接处B时的机械能损失，重力加速度为g．
(1)求物块经过圆弧轨逍B点时受到的弹力N．
(2）若物块从C端离开传送带时的速度为v2，求物块与传送带间的动摩擦因数μ．
(3）若物块不能在C端离开传送带，与传送带间的动净擦因数为μ0，求物块从开始运动到第二次离开传送带的过程中,物块与传送带间摩擦产生的热量Q．
2015-2016学年江苏省南通市如东高中高一（下）期末物
理试卷（选修）
参考答案与试题解析
一、选择题（共7小题，每小题3分，满分21分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的3分，选错或不答的得零分）
1．如图，P和Q为两平行金属板,板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是（）
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电容器的动态分析．
【分析】粒子运动过程只有电场力做功，根据动能定理列出末动能与电场力做功的关系，判断末速度的大小．
【解答】解：粒子运动过程只有电场力做功，
根据动能定理：eU=mv2，
A、两板间距离越大，场强E=越小，加速时间越长，因为加速电压不变,所以最后的末速度大小不变,故A错误．
B、两板间距离越小，场强E=越大,加速度越大，因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故B错误．
C、根据动能定理：eU=mv2，虽然极板间距发生变化,但是电压不变，所以最后的末速度
大小不变,故C正确．
故选：C
2．如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作能使静电计指针张角变大的是（)
A．将M板向下平移
B．将M板沿水平向右方向靠近N板
C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1)
D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
【考点】电容器的动态分析．
【分析】静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由C=，分析电容的变化，根据C=分析电压U的变化．
【解答】解：A、将M板向下平移,正对面积S减小,根据C=，电容减小；Q一定，根据C=，电压增加；故静电计指针张角变大；故A正确；
B、将M板沿水平向右方向远离N板，极板间距d变小，根据根据C=，电容增大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故B错误；
C、在M、N之间插入云母板，根据根据C=,电容变大;Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故C错误；
D、在M、N之间插入金属板，根据根据C=,电容变大；Q一定，根据C=，电压
减小;故静电计指针张角变小；故D错误；
故选：A．
3．下列说法中正确的是（)
A．物体所受合外力做的功为零，它一定保持静止，或匀速直线运动
B．物体所受的合外力不为零，机械能可能守恒
C．物体运动的加速度为5m/s2时，机械能一定不守恒
D．物体做匀速运动，机械能一定守恒
【考点】机械能守恒定律．
【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．
【解答】解：A、物体所受合外力做的功为零，合外力可能为零,物体静止或匀速直线运动；也可能合外力不为零，物体不是静止或匀速直线运动状态，如匀速圆周运动，故A错误．B、物体所受的合外力不为零,可能只有重力做功，机械能可能守恒，如自由落体运动，故B 正确．
C、若物体沿光滑的倾角为30°的斜面加速下滑时加速度为5m/s2，只有重力做功，其机械能守恒，故C错误．
D、物体做匀速运动，动能不变,但重力势能可能变化，机械能不一定守恒，如竖直方向的匀速运动机械能不守恒，故D错误．
故选:B
4．取水平地面为参考平面，一质量为m物块从某一高度以v0水平抛出，在抛出点动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力，重力加速度为g,该物块落地前瞬间重力的功率为(）A．mgv0B．mgv0
C．2mgv0D．由于高度未知,无法求出
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；重力势能．
【分析】根据机械能守恒定律以及已知条件:在抛出点其动能与重力势能恰好相等，分别列式，即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角，即可求得落地时竖直分速度v y，最后由公式P=mgv y求物块落地前瞬间重力的功率．
【解答】解:由机械能守恒定律得：+mgh=mv2…①
由题意有：=mgh…②
解得初速度与落地速度大小之比=
所以物块落地时的速度方向与水平方向的夹角的余弦cosα==…③
解得:α=45°
由速度的分解可知，落地时竖直分速度为：v y=v0
故物块落地前瞬间重力的功率为：P=mgv y=mgv0
选项A正确，BCD错误
故选:A
5．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入,经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W．关于该电吹风，下列说法正确的是（）
A．电热丝的电阻为55Ω
B．电动机的电阻为Ω
C．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为120J
D．当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1120J
【考点】电功、电功率．
【分析】吹热风时，电热丝和电动机都工作，它们是并联的，电路的总功率等于它们功率之和,根据并联电路的特点即可求解电动机每秒钟消耗的电能．
【解答】解：A 、电机和电阻并联，当吹热风时，电阻消耗的功率为P=P 热﹣P 冷=1000﹣120W=880W ，由P=可知R==55Ω，故A 正确；
B 、电机为非纯电阻电路故不能用P=
求，故B 错误; C 、当电吹风吹冷风时，电热丝处于断路状态,没有电流通过，电热丝每秒钟消耗的电能为0，故C 错误；
D 、当电吹风吹热风时，电动机M 和电热丝R 并联，电动机的功率为120W,所以每秒钟消耗的电能Q=Pt=120×1=120J ，故D 错误;
故选:A
6．M 、N 两颗质量相同的卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图所示,则（ ）
A ．M 与地球中心连线在相等的时间内转过的角度较大
B ．M 的机械能大于N 的机械能
C ．M 、N 的速度均大于第一宇宙速度
D ．M 在相同的时间内经过的路程较长
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】抓住卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，列式展开讨论即可．
第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，也是最大的环绕速度．
【解答】解:根据万有引力提供向心力得,
A 、,M 卫星的角速度小于N 卫星的角速度，所以M 卫星与地球中心连线在相等的时间内转过的角度较小，故A 错误；
B 、卫星从低轨道到高轨道需要克服引力做较多的功,所以M 卫星的机械能大于N 卫星的机械能，故B 正确；
C 、第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，也是最大的环绕速度，M 、N 的速度均小于第一宇宙速度，故C 错误；
D 、，M 卫星的线速度小于N 卫星的线速度，所以M 卫星在相同的时间内经过的路程较短，故D 错误；
故选：B
7．某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路．先使开关S 接1，电容器很快充电完毕．然后将开关掷向2，电容器通过R 放电，传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I ﹣t 曲线如图2所示．他进一步研究滑动变阻器
的阻值变化对曲线的影响,断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I﹣t曲线．关于这条曲线，下列判断正确的是（）
A．曲线与坐标轴所围面积将增大
B．曲线与坐标轴所围面积将减小
C．曲线与纵轴交点的位置将向上移动
D．曲线与纵轴交点的位置将向下移动
【考点】闭合电路的欧姆定律；电容．
【分析】I﹣t图线与坐标轴所围成的面积表示放电的电荷量，根据电容器带电量是否变化,分析曲线与坐标轴所围面积如何变化．将滑片P向右移动时，根据闭合电路欧姆定律分析放电电流的变化，从而确定曲线与纵轴交点的位置如何变化．
【解答】解:AB、I﹣t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电量Q=CE，没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，故A、B错误．
CD、将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故C错误,D 正确．
故选：D
二、本题共4小题，每小题4分，共16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．
8．关于万有引力定律的建立,下列说法中止确的是（）
A．牛顿将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任何两个物体间
B．引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
C．“月一地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律D．“月一地检验”表明物体在地球上受到地球对它的引力是它在月球上受到月球对它的引力的60倍
【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．
【分析】万有引力定律建立后，经历过“月﹣地检验”,表明了万有引力定律的正确性；
“月﹣地检验"表明物体在地球上受到的引力是在月球上的6倍；
牛顿探究天体的间的作用力，证实行星间引力与距离的平方成反比；
引力常量G的大小是卡文迪许测得的．
【解答】解：A、万有引力定律建立后，经历过“月﹣地检验”，将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任何两个物体间，故A正确；
B、牛顿发现万有引力定律，但是没有测得引力常量G的大小,G大小是卡文迪许测得,故B 错误;
C、万有引力定律建立后，经历过“月﹣地检验”,表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律,故C正确;
D、“月﹣地检验"表明物体在地球上受到的引力是在月球上的6倍，故D错误
故选：AC
9．某静电场线分布如图所示，电场中有A、B两点，某电荷在电场力作用下沿虚线从A运动到B，不计重力，以下判断正确的是（）
A．A点的场强大于B点场强，A点的电势高于B点的电势
B．点电荷一定带正电
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点的动能大于其在A点的动能
【考点】电场线；电势；电势能．
【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E A＞E B，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正确．
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：ABD
10．如图1所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2所示．取g=10m/s2．则
()
A．物体的质量m=3.0kg
B．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20
C．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2。

0J
D．前2s内推力F做功的平均功率=3W
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；动摩擦因数；功的计算．
【分析】解决本题的关键是理解速度图象的斜率的含义：速度图象的斜率代表物体的加速度．速度的正负代表物体运动的方向．
【解答】解：A、由速度时间图象可以知道在2﹣3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，
在1﹣2s的时间内,物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a==2m/s2，由牛顿第二定律可得F﹣f=ma，所以m==kg=0.5kg,所以A错误；
B、由f=μF N=μmg，所以：μ===0。

4，所以B错误；
C、第二秒内物体的位移是：x=at2=×2×1=1m，摩擦力做的功为：W=fx=﹣2×1J=﹣2J，
故克服摩擦力所做的功为2.0J；故C正确；
在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动,F也只在第二秒做功,F的功为:W=Fx=3×1J=3J,所以前2S内推力F做功的平均功率为:P==W=1.5W，所以D错误．
故选:C．
11．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的虚线，PM为I轴的垂线，则小灯泡（）
A．随着所加电压的增大,电阻减小
B．电压为U1时，电阻R=
C．电压为U1时,电阻
D．电压为U1时,电功率为图中矩形PQOM所为面积
【考点】欧姆定律．
【分析】由图看出此灯泡是非线性元件,根据电阻是指对电流的阻碍作用判断灯泡电阻与电压之间的关系；找到P点对应的电压和电流,根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；由功率公式可知功率对应图线的“面积”．
【解答】解：A、由图象可知，灯泡的电阻等于R=,等于图线上的点与原点O连线斜率的
倒数，由图可知曲线上的点与坐标原点的连线的斜率逐渐减小，所以可知灯泡的电阻值增大，即随着所加电压的增大，电阻增大．故A错误；
B、C、由图象可知，灯泡的电阻等于R=，等于图线上的点与原点O连线斜率的倒数，由图象可知,P点对应的电压为U1,电流为I2，则灯泡的电阻R=，故B正确，C错误；
D、因P=UI,所以图象中矩形PQOM所围的面积为对应P点小灯泡的实际功率,故D正确．故选：BD．。