湖南省各市区中校2020-2021学年高一下学期物理期末试题含详解

下列关于行星运动的叙述中正确的是（　　）

① 由行星运动规律 可知， 值与 成正比

② 由行星运动规律 可知， 与 成正比

③ 行星运动规律中的 值是由 a 与 T 共同决定的

④ 行星运动规律中的 值与 a 和 T 均无关

A ． ①② B ． ③④ C ． ①③ D ． ②④

某同学测得某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上 A 点与原点的连线与横轴成 角， A 点的切线与横轴成 角，则（　　）

A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小

B ．在 A 点，白炽灯的电阻可表示为

C ．在 A 点，白炽灯的电功率可表示为

D ．在 A 点，白炽灯的电阻不能表示为

一金属球，原来不带电，现在沿球直径的延长线上放置一根均匀带电的细杆 MN ，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上 、 、 三点的场强大小分别为 、 、 ，三者相比，则（　　）

A ． 最大 B ． 最大

C ． 最大 D ．

如图所示，一物体从圆弧形轨道的 点无初速滑下，物体与圆弧轨道间的动摩擦因数为 ，由于摩擦力的作用物体沿轨道到达 点时的速度为零， 点比 点下降了 ，物体又由 点沿轨道滑至 点，速度再次为零， 比 下降了 ，则 与 比较有（ ）

A ． B ． C ． D ．无法确定

先后按图（ 1 ）、图（ 2 ）所示电路测同一未知电阻的阻值，已知电路两端电压 U 不变，若按图（ 1 ）所示的电路测量，电压表示数为 6V ，电流表示数为 2mA ，那么按图（ 2 ）所示的电路测量，电压表和电流表的示数分别满足（　　）

A ．仍为 6V 和 2mA B ．大于 6V ，小于 2mA

C ．小于 6V ，小于 2mA D ．小于 6V ，大于 2mA

如图甲，倾角为 θ 的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为 Q 的正点电荷．将一带正电小物块 ( 可视为质点 ) 从斜面上 A 点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点 B 处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙 (E ₁ 和 x ₁ 为已知量 ) ．已知重力加速度为 g ，静电力常量为 k ，由图象可求出 ( )

A ．小物块的带电量

B ． A 、 B 间的电势差

C ．小物块的质量

D ．小物块速度最大时到斜面底端的距离

电场强度 E 的定义式为 E ＝ F / q ，根据此式，下列说法中正确的是（ ）

① 该式说明电场中某点的场强 E 与 F 成正比，与 q 成反比，拿走 q ，则 E ＝ 0

② 式中 q 是放入电场中点电荷的电量， F 是点电荷在电场中某点受到的电场力， E 是该点的电场强度

③ 式中 q 是产生电场的点电荷的电量， F 是放在电场中的点电荷受到的电场力， E 是电场强度

④ 在库仑定律的表达式 中，可以把 看作是点电荷 q ₂ 产生的电场在点电荷 q ₁ 处的场强大小，也可以把 看作是点电荷 q ₁ 产生的电场在点电荷 q ₂ 处的场强大小

A ．只有 ①② B ．只有 ①③ C ．只有 ②④ D ．只有 ③④

假设某航天器以 8 km/s 的速度高速运行时，迎面撞上一只速度为 10 m/s 、质量为 5 kg 的大鸟，碰撞时间为 1.0×10 ^{－ 5} s ，则碰撞过程中的平均作用力约为 ( )

A ． 8×10 ¹² N B ． 8×10 ⁹ N C ． 4×10 ⁹ N D ． 5×10 ⁶ N

小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的 图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，但是不知机动车是处于加速还是刹车状态，请你帮他判定以下合理的说法是（　　）

A ．机动车处于匀加速状态 B ．机动车的初速度为 0

C ．机动车的加速度为大小为 8 D ．机动车在前 3 秒的位移是 24m

如图，水平地面上有一表面粗糙的三角形斜块，斜块顶端装有滑轮，两物块 P 、 Q 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）， P 悬于空中， Q 放在斜块上，均处于静止状态。当用平行于斜面向上的恒力推 Q 时， P 、 Q 仍静止不动，则（　　）

A ．轻绳对 Q 的拉力变小 B ．三角形斜块对 Q 的支持力变小

C ．三角形斜块对 Q 的摩擦力大小可能变小 D ．地面对三角形斜块的支持力可能不变

如图所示，质量为 m 的物体（可视为质点）以某一速度从 A 点冲上倾角为 的固定斜面，其减速运动的加速度大小为 ，该物体在斜面上能够上升的最大高度为 h ，则在这个过程中下列说法错误的是（　　）

A ．重力势能增加了 B ．机械能损失了

C ．动能损失了 D ．克服摩擦力做功

如图所示，两质量分别为 m ₁ 和 m ₂ 的弹性小球 A 、 B 叠放在一起，从高度为 h 处自由落下， h 远大于两小球半径，落地瞬间， B 先与地面碰撞，后与 A 碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知 m ₂ ＝ 3 m ₁ ，则 A 反弹后能达到的高度为（　　）

A ． h B ． 2 h C ． 3 h D ． 4 h

图中 a 、 b 是两个点电荷，它们的电荷量分别为 、 ， 是 a 、 b 连线的中垂线， P 是中垂线上的一点。下列哪种情况能使 P 点场强方向指向 的左侧（　　）

A ． 、 都是正电荷，且

B ． 是正电荷， 是负电荷，且

C ． 是负电荷， 是正电荷，且

D ． 、 都是负电荷，且

北京时间 2019 年 4 月 10 日 21 时，人类首张黑洞照片面世，如图所示．理论研究表明，黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大体积极小的天体，黑洞的引力很大，连光都无法逃逸，有理论认为黑洞是由大恒星 “ 死亡 ” 后演化而形成的．已知某恒星的质量为 M ，半径为 R ，引力常量为 G ，真空中的光速为 c ，黑洞的逃逸速度为其第一宇宙速度 倍．则下列说法正确的是（ ）

A ．该恒星的平均密度为

B ．该恒星表面的重力加速度

C ．若该恒星演化为黑洞，则其半径的最大值为 （假设该恒星质量不变）

D ．若该恒星演化为黑洞，则其半径的最大值为 （假设该恒星质量不变）

如图所示，两板间距为 的平行板电容器与一电源连接，下极板接地。开关 S 闭合，电容器两极板间有一质量为 m ，带电量为 的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是（　　）

A ．断开开关 S ，把电容器两极板距离增大，电容会增大

B ．断开开关 S ，把电容器两极板距离减小，微粒将保持静止

C ．保持开关 S 闭合，把电容器两极板距离增大，两板带电量将会增大

D ．保持开关 S 闭合，把电容器上极板向上移动少许，微粒在初始位置的电势能将增大

如图所示，在正方形 ABCD 区域内有方向平行于 AB 边的匀强电场， 、 、 是对应边的中点， P 点是 EH 的中点。一个带正电的粒子（不计重力）从 F 点沿 FH 方向射入电场后恰好从 C 点射出。以下说法正确的是（　　）

A ．粒子的运动轨迹经过 P 点

B ．粒子的运动轨迹经过 PE 之间某点

C ．若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过 EH

D ．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由 E 点从 BC 边射出

由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是 “ 弹道曲线 ” ，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹， O 、 a 、 b 、 c 、 d 为弹道曲线上的五点，其中 O 点为发射点， d 点为落体点， b 点为轨迹的最高点， a 、 c 为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（ ）

A ．到达 b 点时，炮弹的速度方向水平向右

B ．到达 b 点时，炮弹的加速度方向竖直向下

C ．炮弹经过 a 点时的速度大于经过 c 点的速度

D ．炮弹由 O 点运动到 b 点的时间大于由 b 点运动到 d 点的时间

如图所示， A 、 B 、 C 三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为 θ 的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力 F 作用在物体 A 上时，三者恰好保持静止，已知 A 、 B 、 C 三者质量相等，重力加速度为 g ，下列说法正确的是（ ）

A ．在轻绳被烧断的瞬间， A 的加速度大小为 g sin θ

B ．在轻绳被烧断的瞬间， B 的加速度大小为 2 g sin θ

C ．剪断弹簧的瞬间， A 的加速度大小为 g sin θ

D ．突然撤去外力 F 的瞬间， A 的加速度大小为 2 g sin θ

发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1 ，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道 3 ，轨道 1 和 2 相切于 Q 点，轨道 2 和 3 相切于 P 点，设卫星在 1 轨道和 3 轨道正常运行的速度和加速度分别为 v ₁ 、 v ₃ 和 a ₁ 、 a ₃ ，在 2 轨道经过 P 点时的速度和加速度为 v ₂ 和 a ₂ ，且当卫星分别在 1 、 2 、 3 轨道上正常运行时周期分别为 T ₁ 、 T ₂ 、 T ₃ ，以下说法正确的是（　　）

A ． B ． C ． D ．

一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 m 和 2m 的小球 A 和 B ．支架的两直角边长度分别为 2l 和 l ，支架可绕固定轴 O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示．开始时 OA 边处于水平位置．由静止释放，则 (    )

A ． A 球的最大速度为

B ． A 球的速度最大时，两小球的总重力势能最小

C ． A 球第一次转动到与竖直方向的夹角为 45° 时， A 球的速度为

D ． A 、 B 两球的最大速度之比 v _A ∶ v _B ＝ 3∶1

某同学利用频闪照片验证小铁球竖直上拋中机械能守恒。已知频闪仪 0.05s 闪光一次，通过对频闪照片的测量与分得到照片中小铁球各位置间实际距离并已标出。已知小铁球质量为 0.1kg ，当地重力加速度为 。

（ 1 ）从 到 时间内，小铁球重力势能的增加量 ________J ；动能的减少量 _______J 。（计算结果均保留三位有效数字）

（ 2 ）在误差允许的范围内，若 与 近似相等，则可验证机械能守恒定律。

由上述数据可得 小于 ，造成这种系统误差的主要原因是 ___________ 。

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 ，步骤如下：

（ 1 ）分别用游标为 20 分度的卡尺和螺旋测微器测量其长 L 和直径 D ，其中长度测量如下图甲所示，由图可知其长度 L =___________cm ；

（ 2 ）用多用电表的电阻 “×10” 挡，按正确的操作步骤粗测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图乙，则接下来应该将选择开关置于 ___________ （选填 “×1”“×100” 或 “×1k” ）倍率的电阻挡后再按正确的操作步骤进行测量。

（ 3 ）该同学用伏安法较精确地测量出该圆柱体的电阻 ，现提供以下器材：

A ．待测圆柱体 ；

B ．电流表（ 0 〜 200mA ，内阻约 2.0Ω ）；

C ．电流表（ 0 〜 3A ，内阻约 0.12Ω ）；

D ．电压表（ 0 〜 15V ，内阻约 15 k Ω ）；

E ．电压表（ 0 〜 3V ，内阻约 3 k Ω ）；

F ．滑动变阻器 R ，总电阻约 5Ω ；

G ．直流电源 E ，电动势 3V ，内阻不计；

H ．开关 S 、导线若干。

① 该同学所选电流表应为 _________ ；电压表应为 _________ （填写各器材前的字母符号）。

② 若某次实验该同学记录到的电压表和电流表的示数分别是 U 和 I ，则该圆柱体材料的电阻率 ___________ 。（不要求计算，用题中所给字母表示）

聪聪同学用如图所示装置来验证动量守恒定律。

（ 1 ）实验中，质量为 的入射小球 和质量为 的被碰小球 B 的质量关系是 ___________ （填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” ）。

（ 2 ）当满足关系式 ___________ 时，证明 、 B 两小球碰撞过程中动量守恒；若碰撞前后系统无机械能损失，则系统机械能守恒的表达式为 ___________ 。

A ．

B ．

C ．

某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律： 光滑圆弧轨道竖直放置，轨道边缘标有表示圆心角的刻度，轨道最低点装有压力传感器。现将小球置于轨道上 θ 刻度处由静止释放，当其通过最低位置时，读出压力传感器的示数 F ，已知当地重力加速度为 g 。

(1) 为验证小球在沿轨道下滑过程中机械能守恒，实验中还必须测量的物理量有 ___________ 。

A ．轨道的半径 R

B ．小球的质量 m

C ．每次小球释放点离地面的高度 h

D ．每次小球在轨道上运动的时间 t

(2) 根据实验测得的物理量，写出小球在运动过程中机械能守恒应满足的关系式为 F =___________ 。

(3) 写出一条提高实验精确度的建议： ___________ 。

宇航员在某星球表面以初速度 2.0m/s 水平抛出一小球，通过传感器得到如图所示的运动轨迹，图中 O 为抛出点．若该星球半径为 4000km ，引力常量 G =6.67×10 ^{﹣ 11} N•m ² •kg ^{﹣ 2} ．试求：

(1) 该行星表面处的重力加速度的大小 g _行 ；

(2) 该行星的第一宇宙速度的大小 v ；

(3) 该行星的质量 M 的大小（保留 1 位有效数字）．

如图所示，竖直平面内的光滑半圆形轨道下端与粗糙水平面相切， 、 分别为半圆形轨道的最低点和最高点。质量 m =1kg 的小滑块（可视为质点）沿水平面向左滑动，经过 A 点时的速度 。已知 AB 段长为 x =1.6m ，与小滑块间的动摩擦因数为 ，半圆形轨道的半径 R =0.4m ，滑块从 C 点水平飞出后恰好落到 A 点，不计空气阻力， g 取 ，求：

（ 1 ）滑块经过 C 点时滑块对轨道的压力 F ；

（ 2 ）滑块经过 A 点时的速度 。

在光滑绝缘水平面上放置一质量 m =0.2kg 、电荷量 的小球，小球系在长 L =0.5 m 的绝缘细线上，线的另一端固定在 O 点。整个装置放置于 的匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿 OA 方向，如图所示（此图为俯视图）。现给小球一垂直于细线的初速度 使其从 A 点开始绕 O 点做圆周运动，小球可视为质点。求：

（ 1 ）小球运动过程中绳子拉力的最大值；

（ 2 ）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经过多长时间其动能变为最小动能的 2 倍？

（ 3 ）当某次小球运动到 A 点时，电场方向突然反向但场强大小不变，并且此后小球每转过 ，场强均反向且场强大小不变，求：

① 小球每次刚好到达 A 处时，细线承受的张力记为 ，求 的表达式；

② 若细线最大张力足够，从电场第一次反向开始，小球转过角度 满足 时，求绳子张力 关于 的表达式。

如图所示，光滑斜面倾角为 37° ，一带有正电的小物块质量为 m ，电荷量为 q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的 ，求：

(1) 原来的电场强度为多大？

(2) 物体运动的加速度大小；

(3) 沿斜面下滑距离为 6 m 时物体的速度。 (sin37° ＝ 0.6 ， cos37° ＝ 0.8 ， g ＝ 10 m/s ² )

在光滑水平面上静置有质量均为 m 的木板和滑块 CD , 木板上表面粗糙，滑块 CD 上表而是光滑的 圆弧，其始端 D 点切线水平且在木板上表面内，它们紧靠在一起，如图所示 . 一可视为质点的物块 P ，质量也为 m ，从木板的右端以初速度 滑上木板 AB , 过 B 点时速度为 ，又滑上滑块 CD ，最终恰好能滑到滑块 CD 圆弧的点 C 处．已知物块 P 与木板 AB 问的动摩擦因数为 ．求 :

(1) 物块滑到 B 处时木板的速度 ；

(2) 木板的长度乙；

(3) 滑块 CD 圆弧的半径．

如图所示，在水平轨道右侧安放半径为 R 的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的 PQ 段铺设特殊材料，调节其初始长度为 L 。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。小物块 A （可视为质点）从轨道右侧以初速度 冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。已知 R =0.2m ， L =1.0m ， ，物块 A 质量为 m =1kg ，与 PQ 段间的动摩擦因数为 μ =0.2 ，轨道其他部分摩擦不计，取 g=10m/s ² 求：

（ 1 ）物块 A 第一次到圆弧最高时对轨道的的压力和弹簧刚接触时的速度大小；

（ 2 ）物块 A 被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度；

（ 3 ）调节 PQ 段的长度 L ， A 仍以 从轨道右侧冲上轨道，当 L 满足什么条件时， A 物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱。