2019-2020学年江苏省南京市江宁区高一下学期期末调研物理试题(解析版)

江苏省南京市江宁区2019-2020学年
高一下学期期末调研试题
一、单项选择题（本题共有9小题，每小题只有一个选项正确，选对的得3分，共27分）
1.下列物理学史正确的是（）
A. 开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律
B. 牛顿发现了万有引力定律，并通过精确的计算得出引力常量
C. 引力常量是卡文迪许通过实验测量并计算得出的
D. 伽利略发现万有引力定律并得出引力常量
『答案』C
『解析』
『详解』AB．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，开普勒提出行星运动规律，故AB错误；
CD．万有引力常量G是卡文迪许通过实验测量并计算得出的，故C正确，D错误．
故选C．
2.如图，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于此情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是（）
A. 受重力和台面的持力
B. 受重力、台面的支持力和向心力
C. 受重力、台面的支持力和静摩擦力
D. 受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
『答案』C
『解析』
硬币做匀速圆周运动,合力指向圆心,对硬币受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图
重力和支持力平衡,静摩擦力提供向心力.故C正确；
故选C
点睛：对硬币进行运动分析和受力分析,做匀速圆周运动,合力等于向心力,指向圆心,结合运动情况,再对硬币受力分析即可.
3.电场中有一点P，下列说法中正确的有（）
A. 若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B. 若P点没有试探电荷，则P点场强为零
C. P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D. P点的场强方向为放在该点的电荷所受电场力的方向
『答案』C
『解析』
『详解』AB．电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与放在该点的试探电荷的电量以及电荷的有无均无关，选项AB错误；
C．根据F=Eq可知，P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大，选项C正确；D．P点的场强方向为放在该点的正电荷所受电场力的方向，选项D错误。

故选C。

4.下列图中，能正确描述质点运动到P点时的速度v和加速度a的方向关系的是（）
A. B.
C. D.
『答案』A
『解析』
『详解』A．速度方向沿轨迹的切线方向，加速度方向指向轨迹内侧，故A正确；
B．速度方向沿轨迹的切线方向，加速度方向指向轨迹内侧，不是沿轨迹的切线方向，故B 错误；
C．速度方向沿轨迹的切线方向，加速度方向指向轨迹内侧，不是外侧，故C错误；
D ．速度方向应沿轨迹的切线方向，加速度方向应指向轨迹内侧，故D 错误。

故选A 。

5.起重机将质量为100kg 的物体从地面提升到10m 高处，取g=10m/s 2，在这个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 重力做正功，重力势能增加1.0×104J
B. 重力做正功，重力势能减少1.0×104J
C. 重力做负功，重力势能增加1.0×104J
D. 重力做负功，重力势能减少1.0×104J
『答案』C 『解析』
『详解』物体上升，位移方向与重力方向相反，所以重力做负功，重力势能增加，且重力势能增加量等于克服重力做的功，为4
1001010 1.010J p E mgh ∆==⨯⨯=⨯，C 正确． 『点睛』重力做正功时物体重力势能减少，重力做负功时，重力势能增加，由功的计算公式可以求出重力做的功．
6. 在光滑绝缘的水平面上，有两个相距较近的带同种电荷的小球，将它们由静止释放，则两球间（ ）
A. 距离变大，库仑力变大
B. 距离变大，库仑力变小
C. 距离变小，库仑力变大
D. 距离变小，库仑力变小
『答案』B 『解析』
试题分析：由同种电荷相互排斥和库仑定律分析A 、B 两个小球间库仑力的变化． 解：带同种电荷的两个小球，存在相互作用力斥力，它们之间的距离增大， 根据库仑定律，它们之间库仑力大小为F=k
，Q 、q 不变，r 增大，F 减小；
当它们之间的距离减小时，同理可知，库仑力F 增大，故B 正确，ACD 错误． 故选B ．
点评：解答本题时是要注意电荷间存在库仑力，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 7.如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M 和m ，且M >m ，不计摩擦，在系统由静止开始运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. M、m各自的机械能分别守恒
B. M减少的重力势能等于m增加的重力势能
C. M增加的动能等于m增加的动能
D. M减少的机械能等于m增加的机械能
『答案』D
『解析』
『详解』A．对单个物体进行受力分析可知，除了受重力还受到绳子的拉力，绳子拉力对M 做负功，M机械能减小，绳子拉力对m做正功，m机械能增加，故A错误；
B．M重力势能减小，动能增加，m重力势能和动能都增加，故M减少的重力势能等于m 增加的重力势能和这两个物体增加的动能之和，故B错误；
，则M向下加速，m向上加速，两者速度大小的增加相等，但质量不等，C．由于M m
所以动能的增加不等，故C错误；
D．对两个物体组成的系统进行受力分析，只有重力做功，系统的机械能守恒，所以M减少的机械能等于m增加的机械能，故D正确。

故选D。

8.如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中，运动到N点时静止，则从M点运动到N点的过程中（）
A. 小物块所受电场力逐渐变大
B. 小物块具有的电势能逐渐减小
C. M点的电势一定高于N点的电势
D. 小物块电势能变化量大小一定大于克服摩擦力做的功
『答案』B
『解析』
『详解』A ．由于物块离电荷越来越远，根据12
2
q q F k r =可知小物块所受电场力越来越小，故A 错误；
B ．由于小物块由静止开始运动，因此一定受到库伦斥力作用，所以电场力对其做正功，电势能减小，故B 正确；
C ．由题只能判断物块和点电荷Q 带同种电荷，而不能确定点电荷Q 的电性，故不能判断M 和N 点电势的高低，故C 错误；
D ．由于小物块始末动能都为零，因此动能没有变化，故电场力所做正功和克服摩擦力做功相等，即电势能的变化和克服摩擦力做功相等，故D 错误。

故选B 。

9.一小球从地面竖直上抛，到最高点后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力大小恒定，取竖直向上为正方向。

下列关于小球运动的速度v 、加速度a 、动能E k 、机械能E 随时间t 或路程x 变化的图象中正确是（ ）
A. B.
C. D.
『答案』B 『解析』
『详解』A ．小球在上升过程中所受重力和阻力恒定，所以小球的加速度恒定，小球速度应为均匀变化，故A 错误；
B ．因阻力做负功，且阻力恒定，故阻力的功与位移成正比，而阻力做功等于机械能的改变量，所以对应的图象为斜向下的直线，故B 正确；
C ．根据动能定理k k0()E E F x mg f x -==+-合，得k k0()E E mg f x =-+，可知，因重力及阻力恒定，所以上升过程中动能的变化应与位移为一次函数关系，且初动能不为零，故
C 错误；
D ．小球上升过程中受向下的
重力以及向下的阻力作用，加速度向下，为负值，并且大小保持不变，下降过程中加速度向下也为负值，不变，故D 错误。

故选B 。

二、多项选择题（本题共有5小题，每题4分，漏选得2分、错选得0分，共20分） 10.如图所示，绳子的一端固定在O 点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动（ ）
A. 转速相同时，绳长的容易断
B. 周期相同时，绳短的容易断
C. 线速度大小相等时，绳短的容易断
D. 线速度大小相等时，绳长的容易断
『答案』AC 『解析』
『详解』A 、根据牛顿第二定律得：F=m （2πn ）2r ，m 一定，当转速n 相同时，绳长r 越长，绳子拉力F 越大，绳子越容易断．故A 正确．
B 、根据牛顿第二定律得：2
2
4F m r T
π=，m 一定，当周期T 相同时，绳长r 越长，绳子拉
力F 越大，绳子越容易断．故B 错误．
CD 根据牛顿第二定律得：2
F r
v m =，m 一定，线速度大小相等时，绳短的容易断．故C 正
确，D 错误．故选AC.
11.如图所示，卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用ω、T 、v 、a 分别表示卫星运动的角速度、周期、运行速率、向心加速度。

下列关系正确的有（ ）
A. ωA =ωB
B. v A >v B
C. T A >T B
D. a A <a B
『答案』CD 『解析』
『详解』A ．根据万有引力提供向心力，则有2
2Mm G
m r r ω=，解得3GM r
ω=，因A 的轨道半径大于B 的轨道半径，故ωA <ωB ，故A 错误；
B ．根据万有引力提供向心力，则有2
2Mm v G m r r
=，解得GM v r =，因A 的轨道半径大
于B 的轨道半径，故v A <v B ，故B 错误；
C ．根据万有引力提供向心力，则有2
22Mm G m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
，解得3
2r T GM π=，因A 的轨道半径大于B 的轨道半径，故T A >T B ，故C 正确； D ．根据万有引力提供向心力，则有2Mm G ma r =，解得2
GM
a r =，因A 的轨道半径大于B 的轨道半径，故a A <a B ，故D 正确。

故选CD 。

12.某电场线分布如图所示，P 、Q 为其中的两点，其中P 点处电场线更密集，关于带负电的试探电荷，下列说法正确的是
A. 在P 点所受电场力大于在Q 点所受电场力
B. 从P 点移动到Q 点，电场力做正功
C. 在P 点的电势能小于在Q 点的电势能
D. 从P 点由静止释放后沿电场线运动到Q 点
『答案』AC 『解析』
『详解』A ．由电场线的分布可知，P 点的电场线分布较Q 点密集，则P 点的场强较大，在P 点所受电场力大于在Q 点所受电场力，选项A 正确； B ．负电荷从P 点移动到Q 点，电场力做负功，选项B 错误；
C ．P 点电势高于Q 点，则负电荷在P 点的电势能小于在Q 点的电势能，选项C 正确；
D ．电场线方向从P 到Q ，但是
由于电场线是曲线，故负电荷从 P 点由静止释放后不可能沿电场线运动到Q 点，选项D 错误； 故选AC ．
13.如图所示的电路中，当变阻器R 3的滑动触头P 向a 端移动时（ ）
A. 电压表示数变大
B. 电压表示数变小
C. 电流表示数变大
D. 电流表示数变小 『答案』BC 『解析』
『详解』由图可知，电流表测R 3电流，电压表测路端电压。

当滑片向a 端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，R 总减小，干路电流I 增大，内电压增大，电源电动势不变，路端电压减小，电压表示数变小。

根据21()U E I R r =-+，可知R 2两端电压减小，流过R 2的电流减小，又干路电流I 增大，所以流过R 3的电流增大，电流表示数变大。

故AD 错误，BC 正确。

故选BC 。

14.如图所示，质量为M 的木块静止在光滑的水平面上。

质量为m 的子弹以速度v 0沿水平射中木块，并最终留在木块中，与木块一起以速度v 运动。

已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L ，子弹进入木块的深度为s 。

若木块对子弹的阻力f 视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ）
A .
21
2
fL Mv =
B. 2
12
fs mv =
C. ()202
1122
fs m v m M v -=+
D. ()2201122
f L s mv mv +=
- 『答案』ACD 『解析』
『详解』A ．对木块，由牛顿第三定律和动能定理可知21
2
fL Mv =
，A 正确； BC ．子弹在木块中深度为s ，此过程中子弹和木块摩擦产生的内能有
()22011
22
Q fs mv M m v ==
-+，B 错误，C 正确； D ．对子弹，子弹由射入木块到相对木块静止，据动能定理可知()22
01122
f L s mv mv -+=-，整理得()22
01122
f L s mv mv +=-，D 正确。

故选ACD 。

三、实验题（本大题共有2小题，第15题6分，第16题7分，共13分） 15.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。

(1)实验中，下面哪些测量工具是必需的_____。

A ．天平 B ．直流电源 C ．刻度尺 D ．秒表
(2)实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O 为纸带下落的起始点，A 、B 、C 为纸
带上选取的三个连续点。

计算B 点瞬时速度时，甲同学用2
2B OB v gx =，乙同学用v B =
2AC
x T
，其中所选方法正确的是_____（选填“甲”或“乙”）同学。

(3)实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是（回答出其中一条即可）_____。

『答案』 (1). C (2). 乙 (3). 纸带与限位孔之间有摩擦或空气阻力（答对一条即
可得分）
『解析』
『详解』（1）A ．本实验需要验证的方程是21
2
mgh mv =
约去质量，则有212
gh v =
可知不需要测量重物的质量，因此不需要天平，故A 错误； B ．打点计时器需要用的是交流电流，故B 错误； C ．需要用刻度尺测量距离，故C 正确；
D ．打点计时器利用打点能计时，因此不需要秒表，故D 错误。

故选C 。

（2）物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，
不是自由落体运动，而2
2B OB v gx =是自由落体运动的公式，故甲同学错误；而乙同学是根
据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B 点的速度，故乙同学正确； （3）实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是纸带与限位孔之间有摩擦或空气阻力（答对一条即可得分） 16.在做测量干电池的电动势和内阻实验中：
(1)除待测电池、开关、若干导线外，选用下列哪组仪器，也可以完成实验目的（ ） A ．一直流电流表，一电阻箱 B ．一直流电压表，一电阻箱 C ．一直流电流表，一滑动变阻器
D ．一直流电流表，一直流电压表，一滑动变阻器
(2)按图示电路进行实验，分别读出电压表和电流表的示数，并画出的U —I 图象，如图所示。

则待测电池的电动势为_____V ，内阻r 为_____Ω。

（结果保留两位有效数字）
『答案』 (1). ABD (2). 1.5 1.0 『解析』
『详解』（1）A ．利用一直流电流表和一电阻箱，通过调节电阻箱的阻值，则干路电流会变化，用电流可以多次测量出干路电流，再根据 ()E I R r =+
列方程组，即可求出E 和r ，故A 符合题意；
B．利用一直流电压表和一电阻箱，通过调节电阻箱的阻值，则路端电压会变化，用电压表
可以多次测量出路端电压，再根据
U
E U r
R
=+，列方程组，即可求出E和r，故B符合题
意；
C．只能测出电路中的电流，不能测量电压，因而不能测出电源的电动势和内电阻，故C不符合题意；
D．直流电压表可以测量路端电压，直流电流表可以测量干路电流，而通过调节滑动变阻器，可以多测出几组U和I，再根据E U Ir
=+，列方程组，即可求出E和r，故D符合题意；故选ABD。

（2）根据U E Ir
=-，可知U-I图像与纵轴的交点表示电源的电动势，故电源的电动势
E=1.5V；
U-I图像斜率的绝对值等于内阻，则有
0.8 1.5
0.70
r
-
=
-
Ω=1.0Ω
四、计算题（本大题共有3个小题，共40分。

请写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出『答案』没有过程，不能得分）
17.如图所示，长为10cm的轻绳系着一质量为1kg的小球（小球可视为质点），在光滑的水平桌面上以20rad/s的角速度做匀速圆周运动。

已知桌子离地的高度为0.45m，g取10m/s2。

求：
(1)小球运动的线速度大小；
(2)绳子对小球的拉力大小；
(3)若以地面为零势能面，小球在桌面上运动时的机械能。

『答案』(1)2m/s；(2)40N；(3)6.5J
『解析』
『详解』(1)根据v=ωr
代入数据解得v=2m/s
(2) 绳子拉力F提供向心力F向，则有F=mω2r
代入数据解得F =40N
(3)物体在桌面上的机械能201
2
E mv mgh =
+ 代入数据解得E =6.5J
18.如图所示，A 为粒子源，已知极板A 和极板B 间的电压为U 1，水平放置的平行带电板C 、D 间的电压为U 2，平行带电板的长度为L ，两板间的距离为d 。

现有一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子从粒子源A 射出后（带电粒子的初速度可以忽略不计），被加速电压U 1加速，并从两带电板C 、D 的中央水平射入，最后从右侧射出。

不计带电粒子的重力，求：
(1)带电粒子在射出B 板时的速度大小；
(2)带电粒子从C 、D 间的电场飞出时，偏离入射方向的距离；
(3)如果CD 间的电压U 2可以调节，要使带电粒子不会打在极板D 上，其他条件不变，电压U 2应满足什么条件？
『答案』(1)102U q v m =
(2)221
4U L y U =；(3)1222U d U L ≤ 『解析』 『详解』(1)由动能定理有21o 12U q mv =，解得102U q v m
=(2)电子在水平金属板间做类平抛运动，有0L t v =，212
y at =，联立解方程可得2214U L y U = (3)要使质子打在带电板D 上，则2122
d at ≤ 因0L t v =，102U q v m =2u q a md =，故电压U 2应满足21222U d U L
≤ 19.如图所示，水平轨道BC 的左端与固定的光滑竖直
14圆轨道相切于B 点，右端与一倾角为o 30的光滑斜面轨道在C 点平滑连接（即物体经过C 点时速度的大小不变），斜面顶端固
定一轻质弹簧。

一质量为2kg 的滑块，从圆弧轨道的顶端A 点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D 点。

已知光滑圆轨道的半径R =0.45m ，水平轨道BC 长为1.25m ，物体与水平轨道间的动摩擦因数为0.2μ=，斜面轨道上C 、D 两点间的距离为0.2m ，g 取10m/s 2。

求：
(1)滑块经过圆轨道上B 点时的速度大小；
(2)滑块从B 运动到C 所用的时间；
(3)整个过程中弹簧的最大弹性势能。

『答案』(1)3m/s ；(2)0.5s ；(3)2J
『解析』
『详解』(1)滑块从A 点到B 点，由动能定理可得2B 102mgR mv =
- 解得B 3m/s v =
(2)滑块从B 到C 做匀减速直线运动加速度22m/s a g μ=-=- 又2012
x v t at =+
解得t =0.5s
(3)滑块第一次到达D 点时，弹簧具有最大的弹性势能p E 。

滑块从A 点到D 点，由动能定理可得 BC CD ()(sin 30)0mgR mgL mgL W μ+-+-+=
p E W =-
解得E p =2J。