山东省烟台市2021-2021学年高一下学期期末考试物理试题 含解析

山东省烟台市2021-2021学年高一下学期期末考试物理试题含解析2山东省烟台市2021-2021学年高一下学期期末考试物理试题注意事项：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时间90分钟。2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷用签字笔或中性笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。考试结束只交答题卡。第Ⅰ卷（选择题，共42分）一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.下列说法正确的是（）A.物体做圆周运动，它所受的合力方向一定指向圆心B.物体做匀速圆周运动所需的向心力大小必定与线速度的平方成正比C.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动D.物体做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动【答案】D【详解】A．物体做匀速圆周运动，所受合力一定指向圆心，当做变速圆周运动时，合力不指向圆心，A错误；B．根据2Frvm可知，当半径一定时，向心力与线速度的平方成正比，B错误；C．物体做匀速圆周运动时由合外力提供向心力，合外力的大小不变，方向时刻改变，所以在恒力作用下，物体不可能做匀速圆周运动，C错误；D．无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，所以匀速圆周运动是变速运动，D正确。故选D。2.下列说法正确的是（）A.打雷时，人呆在木屋里要比呆在汽车里安全B.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度不为零C.燃气灶点火器的放电电极做成针形是为了利用尖端放电现象D.超高压带电作业的工人穿绝缘服比穿含金属丝的工作服安全【答案】C【解析】【详解】A．一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，打雷时，呆在汽车里更安全，故A错误；B．处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，内部场强处处为0，故B错误；C．因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，故燃气灶的电子点火器的放电电极做成针形，故C正确；D．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，故D错误。故选C。3.下列说法正确的是（）A沿电场线方向，电场强度一定越来越小B.只在电场力作用下，负电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动C.电场中某点的电场强度方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同D.由电场强度的定义式FEq可知，电场中某点的电场强度大小与试探电荷的电荷量成反比【答案】C【详解】A．电场强度的大小要看电场线分布的疏密程度，则沿电场线方向，电场强度不一定越来越小，例如匀强电场，A错误；B．若初速度为零，则负电荷在电场力作用下由电势低的地方向电势高的地方移动；若有初速度，则负电荷可能从高电势的地方向低电势的地方移动，B错误；C．电场中某点的电场强度方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同，C正确；D．电场中某点的电场强度大小是由电场本身决定的，与试探电荷的电荷量无关，D错误。故选C。4.质量为m的汽车，启动后沿平直的路面行驶。如果整个过程中汽车发动机的输出功率恒定，且行驶过程中受到的阻力大小也一定，汽车能够达到的最大速度为v。已知当汽车的速度为2v22时，汽车的加速度大小为a，则该汽车发动机的输出功率为（）A.mavB.2mavC.3mavD.4mav【答案】A【详解】当汽车的速度为2v时，由牛顿第二定律有2Pfmav-=当汽车牵引力与阻力相等时速度最大有Pvf=联立解得Pmav=故选A。5.如图所示，在匀强电场中有M、N、P三点，恰好可以连成一个直角三角形，37α=，10cmMP=。把一个电荷量为2×10-6C的正电荷从M点沿MN移到N点过程中，克服电场力做功9.6×10-7J，从N点沿NP移到P点的过程中，电场力做功为0，已知该匀强电场电场强度方向与直角三角形所在平面平行，sin370.6=，cos370.8=，则该匀强电场的电场强度大小和方向为（）A.6N/C，方向由N指向PB.6N/C，方向由P指向NC.8N/C，方向由N指向MD.8N/C，方向由M指向N【答案】C【详解】正电荷从M点沿MN移到N点过程中，克服电场力做功9.6×10-7J，由电场力做功公式MNWUq=可得769.610V0.48V210MNMNWUq---⨯===-⨯20MNU过程中，电场力做功为0，说明NP两点电势相等，NP为等势线，NM垂直NP，NM为电场线，电场线方向由N指向M0.48VNMMNUU=-=设MN长度为d，由三角函数关系可得sin3710376cmdMPsin=︒=︒=电场强度大小0.48N/C=8N/C0.06NMUEd==由以上分析可知C正确，ABD错误。故选C。6.如图所示，把直流电源、电容器、电流表、电压表、开关组装成实验电路。闭合开关S，电路稳定后，在电容器两板之间有一带负电的油滴恰好处于静止状态。已知所用电表均为理想电表，则下列说法正确的是（）A.断开开关S时，电压表示数为零B.断开开关S时，带电油滴立即向上运动C.保持开关S闭合，适当增加两极板之间的距离，带电油滴仍处于静止状态D.保持开关S闭合，适当减小两极板正对面积的过程中，有自右向左的电流流过电流表【答案】D【详解】A．断开开关S时，电压表示数为电容器两极板间的电势差且不为0，故A错误；B．断开开关S时由于电表为理想电表，则电容器无法放电，则电容器两端电压不变，场强不变，则带电油滴仍处于静止状态，故B错误；C．保持开关S闭合，电容器两极板间的电压不变，适当增加两极板之间的距离，由公式UEd=可知，场强可减小，电场力减小，则带电油滴向下运动，故C错误；D．保持开关S闭合，电容器两极板间的电压不变，适当减小两极板正对面积的过程中，由公式4πrSCkdε可知，电容减小，再由公式=QCU可知，电荷量减小，即电容器放电，则有自右向左的电流流过电流表，故D正确。2故选D。7.如图所示是有两个量程的电流表。已知表头的内阻g1000ΩR=，满偏电流g2mAI=，电阻150ΩR=，2200Ω=R，则使用A、B两个端点时，电流表的量程为（）A.0~8mAB.0~10mAC.0~48mAD.0~50mA【答案】D【详解】使用A、B两个端点时，表头与电阻R2串联后再与R1并联，并联部分的电压为32()210(1000200)V2.4VggUIRR-=+=⨯⨯+=R1分担的电流为112.4=A=0.048A=48mA50UIR=则电流表的量程为150mAgIII=+=故选D。8.嫦娥四号探测器在2021年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星。某阶段嫦娥四号绕月球做匀速圆周运动时，离月球中心的距离为r，运行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，根据以上信息可以求得月球的第一宇宙速度为（）A.222πrRTB.2324πrRTC.2322πrTD.23224πrRT【答案】B【解析】【详解】嫦娥四号绕月球做匀速圆周运动由万有引力提供向心力2224πGmMmrrT=由公式222GmMvmRR=可知月球的第一宇宙速度为GMvR=联立解得2324πrvRT=故选B。9.一质量为2kg的物块静止放在粗糙水平地面上。从0t=时刻开始，物块受到水平推力的作用并开始运动，2st=时撤去水平推力，6st=时物块停止运动，此过程中物块的运动速度v与时间t变化的关系图像如图所示，重力加速度210m/sg=。则（）A.水平推力大小为10NB.1st=时刻水平推力的瞬时功率为50WC.整个过程中物块克服摩擦力做功为150JD.物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.5【答案】C【详解】AD．物体加速运动时的加速度215m/svat∆==∆减速运动时的加速度222.5m/svat∆==∆由牛顿第二定律F-μmg=ma1f=μmg=ma2解得μ=0.25F=15N选项AD错误；B．t=1s时刻物体的速度为2v1=at1=5m/s则水平推力的瞬时功率为P1=Fv1=75W选项B错误；C．整个过程中物块位移1610m=30m2x=⨯⨯克服摩擦力做功为Wf=μmgx=150J选项C正确。故选C。10.如图所示，在真空中固定放置两个等量异号点电荷Q+、Q-，其连线的中垂线上有a、b两点，且a、b两点关于中点O对称。将一个带正电的试探电荷q从点a沿此中垂线移到点b，下列说法正确的是（）A.a、b两点的电场强度相同B.a点电势高于b点电势C.由a到b的过程中，试探电荷q具有的电势能不变D.由a到b的过程中，试探电荷q受到的静电力先减小后增大【答案】AC【详解】A．根据等量异种电荷的连线的中垂线上的电场分布可知，a、b两点的电场强度大小和方向均相同，选项A正确；BC．因为等量异种电荷连线的中垂线是等势面，则a点电势等于b点电势，由a到b的过程中，试探电荷q具有的电势能不变，选项B错误，C正确；D．在ab连线上，因O点的电场线较两侧密集，则O点场强最大，则由a到b的过程中，试探电荷q受到的静电力先增大后减小，选项D错误。故选AC。11.如图所示，两条弹性轻绳1、2一端系在天花板上的O点，另一端分别系着质量均为m的小球a和b，现使两个小球都以O'为圆心在同一水平面内做匀速圆周运动。已知两弹性绳的弹力都与其伸长量成正比，且原长恰好都等于OO'，则（）2A.两小球的线速度大小相同B.两小球的运动周期相同C.两小球的向心力大小相同D.弹性绳1的劲度系数小于弹性绳2的劲度系数【答案】BD【详解】设弹性轻绳与竖直方向的夹角为θ，原长为LAB．小球受到绳子的弹力和重力的合力提供向心力，有2224πtantantanvmgmLmTLθθθ=⋅=解得2πLTg=tanvgLθ则小球a、b的运行周期相同，线速度大小不等，故A错误，B正确；C．由tannFmgθ=可知，小球a的绳与竖直方向的夹角大，故小球a的向心力大于小球b的向心力，故C错误；D．轻绳的弹力cosmgFθ=轻绳的伸长量cosLxLθ=-根据胡克定律可知，弹性绳的劲度系数(1cos)FmgkxLθ==-小球a的绳与竖直方向的夹角大，弹性绳1的劲度系数小于弹性绳2的劲度系数，故D正确。故选BD。12.如图所示，A是地球的同步卫星，B和C是位于赤道平面内同一圆形轨道上的另外两颗卫星。已知卫星B和卫星C绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（地2心O、B、A在同一直线上），地球自转周期为T0，卫星B运转周期为T，则（）A.卫星B运转周期T小于地球自转周期T0B.卫星B和卫星C所受的向心力大小相等C.要实现卫星B和卫星C对接，只要卫星B加速即可D.经过时间00TTtTT=-，A、B两卫星再次相距最近【答案】AD【详解】A．对卫星AB，根据开普勒第三定律32rkT=可知卫星B的周期小于卫星A的周期，而卫星A的周期等于地球自转的周期T0，则卫星B运转周期T小于地球自转周期T0，A正确；B．因卫星BC的质量关系不确定，则不能确定两卫星的向心力大小关系，B错误；C．若卫星B加速，则做离心运动进入更高的轨道，不可能与卫星C对接，C错误；D．当A、B两卫星再次相距最近时，则有222ttTTπππ-=解得00TTtTT=-D正确。故选AD。13.如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环竖直固定放置，甲、乙为套在圆环上的可视为点电荷的空心带电小球，其中小球甲固定在圆环的最低点a处，小球乙可以自由滑动。平衡时，小球乙静止在圆环上的b点。a、b连线与竖直方向成30角。已知小球乙带正电，电荷量为3q，质量为m，重力加速度为g。则（）2A.小球甲一定带正电B.小球甲在b点处产生的电场强度大小为mgqC.小球甲所带电荷量的绝对值为2mgRkqD.小球甲所带电荷量的绝对值为23mgRkq【答案】ABD【详解】A．乙能静止在图示位置，可知甲对乙一定有静电斥力作用，即小