2019-2020学年青岛市物理高一(下)期末预测试题含解析

2019-2020学年青岛市物理高一(下)期末预测试题
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．如图所示，一平底试管，管内放一质量为m 的球，现驱使试管绕开口端在竖直平面内匀速转动，若通过最高点时，小球对管底刚好无压力，则通过最低点时，小球对管底的压力大小为: ( )
A ．mg
B ．2mg
C ．3mg
D ．6mg
【答案】D
【解析】
【详解】 通过最高点时小球对管底刚好无压力，则重力提供向心力，设最高点速度为v 0即：
20mv mg r
= 移项得：
20mgr mv =
运动到最低点的过程中，设最低点速度为v ，由动能定理得：
22011(2)22
mg r mv mv -=
即： 25mv mgr =
设在最低点时轨道对其支持力为N ，则：
2
mv N mg r
-= 即：
56N mg mg mg =+=
A ．描述与分析不符，故A 错误.
B ．描述与分析不符，故B 错误.
C ．描述与分析不符，故C 错误.
D ．描述与分析相符，故D 正确.
2．如图甲所示，一火箭在太空中沿ab 连线横向漂移，火箭不受任何外力的作用，当火箭漂移到b 点时，立即启动火箭上的发动机，产生一个恒定的推力作用在火箭上，推力的方向垂直于ab 连线，直至火箭运
动到太空中的c点，关闭发动机，推力同时消失，请判断火箭在b、c之间的运动轨迹应是图乙中的哪一个（）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】
【详解】
由题意，当火箭漂移到b点时，立即启动火箭上的发动机，产生一个恒定的推力作用在火箭上，则火箭产生一个向上的加速度，沿向上的方向做匀加速直线运动，同时沿水平方向做匀速直线运动，所以其轨迹为抛物线.
A．图像与结论不相符，选项A错误；
B．图像与结论不相符，选项B错误；
C．图像与结论不相符，选项C错误；
D．图像与结论相符，选项D正确；
3．(本题9分)下面列举的四位大师，他们对世界天文学的发展影响极其深远，那么其中排列符合历史发展顺序的是（）
A．哥白尼托勒密牛顿开普勒B．托勒密牛顿哥白尼开普勒
C．哥白尼托勒密开普勒牛顿D．托勒密哥白尼开普勒牛顿
【答案】D
【解析】
【详解】
希腊科学家托勒密提出了地心说：认为地球是静止不动的，太阳、月亮和星星从人类头顶飞过，地球是宇宙的中心；波兰天文学家哥白尼，发表著作《天体运行论》提出日心说，预示了地心宇宙论的终结；德国天文学家开普勒对他的导师−−第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律；开普勒发现了行星的运行规律之后，牛顿根据开普勒定律和牛顿运动定律，总结出了万有引力定律；
A.与分析不符，不符合题意；
B.与分析不符，不符合题意；
C.与分析不符，不符合题意；
D.与分析相符，符合题意。

4．在如图所示的电路中，E 是直流电源，A 、B 是平行板电容器的两极板。

电容器原来不带电，闭合开关S ，电源给电容器充电，下列说法正确的是
A ．充电过程中，电容器的电容增大
B ．充电时，电容器储存的是电场能
C ．充电时，A 极板带负电荷、B 极板带正电荷
D ．充电过程中，没有电流流过电阻R
【答案】B
【解析】
【详解】
AB.初始时电容器不带电，当闭合开关S ，在电源向电容器充电的过程中，因电容C 不变，根据电容器的定义式可知，Q=CU ，那么电容器的电量Q 增大，充电时，储存的是电场能，故A 错误，B 正确。

C.充电时，电流从正极流向正极板，故A 极板带正电，B 极板带负电，故C 错误。

D.充电过程中，形成闭合回路，电流流过电阻R ，故D 错误。

5． (本题9分)如图所示，一小孩把一质量为0.5kg 的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降的高度为0.8m ，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2m ．不计空气阻力，取重力加速度为210m/s ，则地面与篮球相互作用的过程中篮球所受合力的冲量大小为（ ）
A ．0.5N s ⋅
B ．1N s ⋅
C ．2N s ⋅
D ．3N s ⋅
【答案】D
【解析】
【详解】 由静止释放到地面的速度
1124m/s v gh ==
反弹的速度为
2222m/s v gh =
由动量定理可得地面与篮球相互作用的过程中篮球所受合力的冲量大小为
21()3N s I mv mv =--=⋅
故D 正确，ABC 错误；
故选D ．
【点睛】
由运动学公式可以求出小球落地与反弹时的速度，然后由动量定理求出地面与篮球相互作用的过程中篮球所受合力的冲量．
6． (本题9分)如图所示，一只半径为R 的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态。

一定质量的蚂蚁(未画出)与碗面的摩擦因素34μ=处处相同，则蚂蚁在离桌面高度为h 至少为多少时能停在碗上
A ．67R
B ．45R
C ．34R
D ．23
R 【答案】B
【解析】
【详解】
蚂蚁受到重力、支持力和摩擦力的作用，当蚂蚁在离桌面高度为h 时，蚂蚁刚好能静止在此处，此时摩擦力刚好达到最大静摩擦力，蚂蚁的受力如图所示，由平衡条件可得：
max sin cos f mg mg θμθ==
又有：22
tan R h θ- 有以上两方程解得：45
h R =，故B 正确。

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．如图所示，一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端系着三个小球A 、B 、C ，三小球组成的系统保持静止，A 球质量为m ，B 球质量为3m ，C 球离地面高度为h ．现突然剪断A 球和B 球之间的绳子，不计空气阻力，三个小球均视为质点，则（ ）
A ．剪断绳子瞬间，A 球的加速度为35g B
．剪断绳子瞬间，C 球的加速度为g
C ．A 球能上升的最大高度为2h
D ．A 球能上升的最大高度为1.6h
【答案】AD
【解析】
【详解】
根据平衡条件可得C 球的质量为：m C ＝m A +m B ＝4m.
AB.突然剪断A 球和B 球之间的绳子瞬间，以A 和C 为研究对象，根据牛顿第二定律可得：A 球和C 球的加速度大小
()35C A A C m m g a m m -==+g ，
故A 项符合题意，B 项不合题意.
CD.A 球上升h 时的速度为：
625
v ah gh ==， 而后又上升x 速度为零，则有：v 2＝2gx ，解得：x 35=
h ，故球能上升的最大高度为：H ＝h+x ＝1.6h ，故C 项不合题意，D 项符合题意.
8． (本题9分)a ，b 两个物体做平抛运动的轨迹如图所示，设它们抛出的初速度分别为v a ，v b ，从抛出至碰到台上的时间分别为ta ，tb ，则( )
A ．v a >v b
B ．v a <v b
C ．t a >t b
D ．t a <t b
【答案】AD
【解析】
【详解】 根据平抛运动竖直方向是自由落体运动，有212h gt ＝ ，得2h t g
＝ ;因为h b >h a ，所以t a <t b 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，有x ＝v 0t ，由图知x a >x b ，所以v a >v b ，故BC 错误，AD 正确；故选AD.
点睛：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
9． (本题9分)如图所示，轻绳的一端系着物块A ，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O 吊着小球B ，A 随转盘一起绕通过小孔O 的竖直轴匀速转动，小球B 始终与转盘保持相对静止．已知物块A 与转盘的接触面是粗糙的，则物块A 受力的个数可能是
A ．2个
B ．3个
C ．4个
D ．5个 【答案】BC
【解析】
【详解】 由题可知，绳子的拉力等于小球B 的重力T=m B g ；当绳子的拉力恰好等于A 做圆周运动的向心力时。

即T=m B g=m A ω2r 时，A 受重力、转盘的支持力以及绳子的拉力3个力的作用；当绳子的拉力不等于A 做圆周运动的向心力时。

即T=m B g≠m A ω2r 时，A 受重力、转盘的支持力、绳子的拉力以及圆盘对A 的静摩擦力共4个力的作用；
A. 2个，与结论不相符，选项A 错误；
B. 3个，与结论相符，选项B 正确；
C. 4个，与结论相符，选项C 正确；
D. 5个，与结论不相符，选项D 错误；
10．如图所示，可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来，将细线水平拉直后从静止释放小球，小球运动到最低点时的速度为v 、重力的瞬时功率为P 、绳子拉力为F ，向心加速度为a ，若不改变小球的质量，把悬线的长度增加一倍，仍将细线水平拉直后从静止释放小球，下面说法正确的是
A ．改变悬线长度之后最低点的速度v 2倍
B ．改变悬线长度之后最低点的重力瞬时功率P 2倍
C ．改变悬线长度前后最低点绳子拉力F 都等于小球重力的3倍
D ．改变悬线长度前后最低点向心加速度a 都等于重力加速度的3倍
【答案】AC
【解析】
【详解】
A.由机械能守恒定律得212mgL mv =，2v gL =，L 加倍之后，低点的速度v 变得为原来的2倍，A 正确；
B.最低点重力与速度垂直，重力的瞬时功率为零，B 错误；
C.在最低点绳的拉力为F ，则2
v F mg m L
-=，则3F mg =，与L 无关，C 正确； D.向心加速度2F mg a g m
-==，D 错误。

11．如图所示，在匀强电场中有边长
、∠A=60°的菱形ABCD ，场强方向平行于ABCD 平面，已知A 、B 、C 点电势分别为9V 、4.5V 、0V ，则下列说法中正确的是
A ．D 点电势大小为4.5V
B ．D 点电势大小为3V
C ．匀强电场场强大小为150V/m ，场强方向沿BD
D ．匀强电场场强大小为300V/m ，场强方向沿AC
【答案】AD
【解析】
【详解】
AB.根据菱形ABCD 的对角线垂直平分，其交点为O 点，则B 、O 、D 电势相等，所以D 点电势大小为4.5V ，故A 正确，B 错误；
CD.电场方向和等势线垂直，顺电场线方向电势降低，所以场强方向沿AC ，计算AC 长度为3cm ，AC 电势差为9V ，得出匀强电场场强大小为
9V/3cm=300V/m
故C 错误D 正确。

12．如图，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向．图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹，其中b 和c 是从同一点抛出的，不计空气阻力，则
A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大【答案】BD
【解析】
【详解】
AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=1
2
gt2，得
2h
t
g
，知b、c的运动时间相同，a的飞行时
间小于b的时间．故A错误,B正确；
C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度．故D正确．【点睛】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)用如图1所示的实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m1与m1通过一不可伸长的细线穿过一光滑的定滑轮．m1从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图1给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图1中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1=50g，m1=150g，实验用交流电周期为0.01秒，则：（计算结果保留两位小数，g=9.8m/s1）
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=______m/s；
（1）在记数点0-5过程中系统动能的增量△E k=_____J，系统重力势能的减少量△E P=___J；
（3）在实验中，某同学根据多次实验记录，作出了v1-h图象，如图3所示，h为从起点量起的长度，则
据此得到当地的重力加速度g=__m/s 1．
【答案】1.40； 0.58； 0.60； 9.70
【解析】
【分析】
根据“用如图1所示的实验装置验证m 1、m 1组成的系统机械能守恒”及题意可知，考查了验证系统机械能守恒定律中的数据处理问题．根据匀变速直线运动的规律和纸带，由匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小；根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；根据系统机械能守恒，列出表达式，找出v 1-h 图象的物理意义即可求解当地的重力加速度g ．
【详解】
（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s ，0.2160.264/ 2.40/20.1
v m s m s +=
=⨯ （1）系统动能的增量2121()0.582k E m m v J ∆=+≈ 系统势能的减小量为：()()21050.19.80.3940.2160.60p E m m gx J ∆=-=⨯⨯+≈．
（3）本题中根据机械能守恒可知：()()2212112m m gh m m v -=+；则22121
12m m v gh m m -=+ 由图象知图线的斜率2121 5.821.20
m m k g m m -==+；解得：g=9.70m/s 1． 14． (本题9分)我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽上的挡板B 到转轴的距离是挡板A 的2倍，长槽上的挡板A 和短槽上的挡板C 到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．
（1） 当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________相等（选填“线速度”或“角速度”）；
（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将 质量相同的小球分别放在挡板__________和挡板__________处（选填“A”或“B”或“C”）．
【答案】（1）线速度 （2）A C
【解析】
【详解】
(1) 当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度相等；
(2) 探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据2F m r ω=可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板A 和挡板C 处；
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)某物体做平抛运动落在水平地面前的最后一段时间△t=0.2s 内，其速度方向与水平方向的夹角由α=45°变为β=53°。

取g=10m/s 2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。

求：
(1)物体被抛出时的速度大小；
(2)物体被抛出时离地的高度h 。

【答案】 (1) v 0= 6m/s (2) h= 3.2m
【解析】
【详解】
（1）设物体从被抛出到其速度方向与竖直方向的夹角为α，物体运动的时间为t ，有: tanα=0
gt v ， tanβ=
0)g t t v +∆（ 解得:v 0= 6m/s
（2）物体被抛出时离地的高度为：21()2
h g t t =
+∆， 其中由（1）可得：t=0.6s
解得:h= 3.2 m
16．如图所示为一真空示波管的简化示意图，电子从灯丝K 发出（初速度可忽略不计)，经灯丝与A 板间的电压0U 加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板MN 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子恰从N 板右边沿飞出。

已知两板间的距离为d ，板长为4d ，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。

(1)求偏转电场两板间电压U ；。