北京市人大附中朝陽學校2020-學年高一物理下學期階段性測試試題(含解析)
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北京市人大附中朝陽學校 2019- -0 2020 學年高一物理下學期階段性測試試題(含解析)
1. 滿分為 100 分。
2. 第 Ⅱ 卷各題均須用黑色簽字筆按規(guī)定要求在答題紙上作答,確保拍照效果。
3. 請將個人信息完整填寫在答題紙密封線內(nèi),確保輸入信息準確無誤。
4. 考試結(jié)束后迅速用手機登陸網(wǎng)頁,將客觀題對應題號正確輸入選項;
觀題拍照(拍照時務必保證手機豎立并與試卷平行且為同一方向),并上傳照片。
第 第 I I 卷(共
42 分請將答案填涂在答題紙上)
一、選擇題:(本大題共
14 小題,每小題
3 分,共
42 分. . 在每小題給出的 四個選項中,只有一選項符合題意)
1.下列物理量屬于矢量的是(
。
A. 動量 B. 功 C. 電流強度 D. 電勢 【答案】A 【解析】
【詳解】A.動量是既有大小又有方向的矢量,故 A 符合題意; BD.功和電勢都是只有大小沒有方向的標量,不是矢量,故 BD 不符合題意。
C.電流強度既有大小又有方向,但不遵守平行四邊形定則,所以電流強度為標量,故 C 不符合題意。
故選 A。
2.真空中有兩個靜止的點電荷 q 1 、 q 2 ,若保持它們之間的距離不變,而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?2 倍,則兩電荷間的靜電力將變?yōu)樵瓉淼?/p>
。
)
A. 2 倍 B. 4 倍 C. 8 倍 D. 16 倍 【答案】B 【解析】
詳解】由庫侖定律可得:
變化前 1 22q qF kr? ; 而變化后,
1 2244kq qF Fr?? ?
A.2 倍,與結(jié)論不相符,選項 A 錯誤;
B.4 倍,與結(jié)論相符,選項 B 正確;
C.8 倍,與結(jié)論不相符,選項 C 錯誤;
D.16 倍,與結(jié)論不相符,選項 D 錯誤; 3.如圖所示,在光滑水平面上,一小球在細線的拉力作用下,以角速度 ω 做半徑為 r 的勻速圓周運動.則小球的向心加速度大小為
A. r ? B. 2 r? C. 2r? D. 2r ? 【答案】B 【解析】
【詳解】根據(jù)公式2a r ? ? 可知 B 正確。
故選 B。
4.大小相等的力 F 按如圖甲和乙所示的兩種方式作用在相同的物體上,使物體沿粗糙的水平面向右移動相同的距離 l ,有關力 F 做功的說法正確的是
A. 甲圖和乙圖中力 F 都做正功 B. 甲圖和乙圖中力 F 都做負功 C. 甲圖中力 F 做正功,乙圖中力 F 做負功 D. 甲圖中力 F 做負功,乙圖中力 F 做正功 【答案】A 【解析】
【詳解】根據(jù)功的公式可知,兩圖中力和位移之間的夾角均為銳角,故兩圖中力 F 均做正功 故選 A。
5.在如圖所示的勻強電場中,1、2、3 三條虛線表示三個等勢面, a 、 b 分別是等勢面 1、3
上的兩個點。下列說法中 正確的是(
。
A. 三個等勢面的電勢相等 B. 等勢面 2 的電勢高于等勢面 1 的電勢 C. 若將一正電荷由 a 移到 b ,電勢能減小 D. 若將一負電荷由 a 移到 b ,靜電力做正功 【答案】C 【解析】
【詳解】AB.沿著電場線方向電勢降低,所以 1、2 和 3 三個等勢面中 1 的電勢最高,3 的等勢面最低,故 AB 錯誤; C.正電荷的受力方向與電場強度方向相同,則將一正電荷由 a 移到 b ,力的方向與位移方向的夾角小于 90°,電場力做正功,電勢能減小,故 C 正確; D.負電荷的受力方向與電場強度方向相反,則將一負電荷由 a 移到 b ,力的方向與位移方向的夾角大于 90°,電場力做負功,故 D 錯誤。
故選 C。
6.電流表的內(nèi)阻是 R g =200Ω,滿偏電流值是 I g =500μA,現(xiàn)在欲把這電流表改裝成量程為 1.0V 的電壓表,正確的方法是(
)
A. 應串聯(lián)一個 2000Ω 的電阻 B. 應并聯(lián)一個 2000Ω 的電阻 C. 應串聯(lián)一個 1800Ω 的電阻 D. 應并聯(lián)一個 1800Ω 的電阻 【答案】C 【解析】
【詳解】電流表改裝成電壓表應串聯(lián)一個電阻,起到分壓的作用,串聯(lián)后的總阻值
-61.0= Ω=2000Ω500 10gURI??總
串聯(lián)電阻的阻值 1800ΩgR R R ? ? ?總
C 正確,ABD 錯誤。
故選 C。
7.以下哪個單位不屬于能量的單位(
。
A. eV B. W.h C. J D. mA.h 【答案】D 【解析】
【詳解】A.根據(jù)電場力對電荷做功公式 W = Uq 可知 eV 也是能量單位,故 A 不符合題意; B.根據(jù) W = Pt 可知 W•h 是功的單位,也是能量的單位,故 B 不符合題意; C.能量的國際單位是焦耳,故 C 不符合題意; D.毫安時(mAh)是電荷量的單位,不是能量的單位,故 D 符合題意。
故選 D。
8.利用引力常量 G 和下列某一組數(shù)據(jù),不能計算出地球質(zhì)量的是(
。
A. 地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))
B. 人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期 C. 月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離 D. 地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離 【答案】D 【解析】
【詳解】A.在地球表面附近,在不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下,物體所受重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力,有 2MmG mgR?
可得 GgRM2?
能計算出質(zhì)量,故 A 不符合題意;
B.根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力,由 22Mm mvGR R?
2πRvT?
解得 32πv TMG?
能計算出質(zhì)量,故 B 不符合題意; C.由 222π MmG m rr T? ??? ?? ?? ?月月月 解得 2 324π rMGT?月 能計算出質(zhì)量,故 C 不符合題意; D.由 222π M MG M rr T? ??? ?? ?日地地 地 消去兩邊的 M ,故不能求出地球質(zhì)量,故 D 符合題意。
故選 D。
9.在圖所示的電路中,電源電動勢為 E 、內(nèi)電阻為 r , 在滑動變阻器的滑動觸片 P 從圖示位置向下滑動的過程中(
。
A. 路端電壓變大 B. 通過滑動變阻器 R 1 的電流變大
C. 通過安培表的的電流變大 D. 電源的輸出功率變大 【答案】B 【解析】
【詳解】A.在滑動變阻器 R 1 的滑動觸片 P 向下滑動的過程中, R 1 變小,外電路總電阻變小,由閉合電路歐姆定律分析電路中的總電流變大,路端電壓 U = E - Ir I 變大, E 、 r 不變,則 U 變小,故 A 不符合題意; BC.路端電壓 U 變小,通過電阻 R 2 的電流變小,總電流變大,通過電阻 R 2 的電流變小,所以通過滑動變阻器 R 1 的電流必定變大,故 B 符合題意,C 不符合題意; D.因為不知道內(nèi)外電阻的關系,電源的輸出功率無法確定,故 D 不符合題意。
故選 B。
10.從距地面相同高度處,水平拋出兩個質(zhì)量相同的球 A 和 B,拋出 A 球的初速為 ,拋出 B球的初速為 2 ,則兩球運動到落地的過程中 A. 重力 平均功率相同,落地時重力的瞬時功率相同 B. 重力的平均功率相同,落地時重力的瞬時功率不同 C. 重力的平均功率不同,落地時重力的瞬時功率相同 D. 重力的平均功率不同,落地時重力的瞬時功率不同 【答案】A 【解析】
平拋運動的時間由高度決定,與初速度無關,所以兩球落地時間相等;高度相等、兩球質(zhì)量相等,重力做功相等;據(jù)WPt? 可得重力的平均功率相同.兩球落地時間相等,兩球落地時在豎直方向的分速度相等,據(jù)yP mgvcos mgv ? ? ?,兩球落地時重力的瞬時功率相同.故A 項正確,BCD 三項錯誤. 11.在氣候干燥的秋冬季節(jié),人們常常會碰到這些現(xiàn)象:晚上脫衣時,常會聽到噼啪的聲響;早上起來梳頭時,頭發(fā)常會“飄”起來。這就是發(fā)生在我們?nèi)粘I钪械撵o電現(xiàn)象。有一次,小明的手指靠近金屬門把手時,突然有一種被電擊的感覺。這是因為運動摩擦使身體帶電,當手指靠近門把手時,二者之間形成的放電現(xiàn)象。若放電前,小明的手指帶負電。有關金屬門把手的兩端被感應帶電的情況,下列圖中標示正確的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A 【解析】
【詳解】人的手指帶負電,則由于靜電感應,門把手中離手指較近的一端感應出正電,離手指較遠的一端感應出負電,則圖 A 是正確的。
A.該圖與結(jié)論相符,選項 A 正確; B.該圖與結(jié)論不相符,選項 B 錯誤; C.該圖與結(jié)論不相符,選項 C 錯誤; D.該圖與結(jié)論不相符,選項 D 錯誤; 故選 A. 12.如圖將紅、綠兩種顏色石子放在水平圓盤上,圍繞圓盤中心擺成半徑不同的兩個同心圓圈( r 紅 < r 綠 ).圓盤在電機帶動下由靜止開始轉(zhuǎn)動,角速度緩慢增加.每個石子的質(zhì)量都相同,石子與圓盤間的動摩擦因數(shù) μ 均相同.則下列判斷正確的是
A. 綠石子先被甩出 B. 紅、綠兩種石子同時被甩出
C. 石子被甩出的軌跡一定是沿著切線的直線 D. 在沒有石子被甩出前,紅石子所受摩擦力大于綠石子的 【答案】A 【解析】
【詳解】ABD.對石子受力分析,在沒有被甩出之前,受重力、支持力、圓盤的靜摩擦力三個力的作用,靜摩擦力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有 f=mω2 r ,當角速度增大時,兩石子所受靜摩擦力也在增大,當靜摩擦力達到最大靜摩擦力時,石子將發(fā)生相對運動,即被甩出,由題意可知綠石子的半徑大于紅石子的半徑,所以綠石子所受摩擦力大于紅石子所受摩擦力,而兩石子與圓盤的最大靜摩擦力均為 f m = μmg ,則可知綠石子先被甩出,故 A 正確,BD 錯誤; C.石子被甩出后,其所受合外力不等于零,而是等于圓盤對它的滑動摩擦力,石子做離心運動,所以軌跡是沿著切線的曲線,故 C 錯誤. 13.如圖所示,一端連接輕彈簧的質(zhì)量為 m 的物體 B 靜止在光滑水平面上,質(zhì)量也為 m 的物體 A 以速度 v 0 正對 B 向右滑行,在 A、B 和彈簧發(fā)生相互作用的過程中,以下判斷不正確.......的是
A. 任意時刻 A 、 B 和彈簧組成的系統(tǒng)總動量都為 mv 0
B. 彈簧壓縮到最短時, A 、 B 兩物體的速度相等 C. 彈簧的最大彈性勢能為2018mv
D. 彈簧壓縮到最短時, A 、 B 和彈簧組成的系統(tǒng)總動能最小 【答案】C 【解析】
【詳解】A. AB 碰撞并壓縮彈簧,在壓縮彈簧的過程中,系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動量守恒,在任意時刻, A、B 兩個物體組成的系統(tǒng)的總動量都為0mv ,故 A 正確; BCD.當 AB 兩個物體速度相等時,兩物體相距最近,即彈簧被壓縮到最短,彈簧的彈性勢能最大,系統(tǒng)的動能最小,根據(jù)動量守恒定律可得02 mv mv ? ,根據(jù)能量守恒定律可得
? ?2 201 122 2Pmv m v E ? ?
解得2014PE mv ? ,BD 正確 C 錯誤; 故選 C。
14.某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進行治療。在這種療法中,為了能讓質(zhì)子進入癌細胞,首先要實現(xiàn)質(zhì)子的高速運動,該過程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來實現(xiàn)。質(zhì)子先被加速到較高的速度,然后轟擊腫瘤并殺死癌細胞。如圖所示,來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)加速電壓為 U 的加速器加速后,形成細柱形的質(zhì)子流。已知細柱形的質(zhì)子流橫截面積為 S ,其等效電流為 I ;質(zhì)子的質(zhì)量為 m ,其電量為 e .那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù) n 是
A. 2 I UeS m B. I meS eU C. 2 I eUeS m D. 2I meS eU 【答案】D 【解析】
【詳解】質(zhì)子被加速時:
212Ue mv ?
由于 I neSv ?
解得 2I mneS eU?
A.2 I UeS m,與結(jié)論不相符,選項 A 錯誤; B.I meS eU,與結(jié)論不相符,選項 B 錯誤; C.2 I eUeS m,與結(jié)論不相符,選項 C 錯誤; D.2I meS eU,與結(jié)論相符,選項 D 正確; 故選 D. 第 第 I II 卷(非選擇題部分共
58 分)
二、實驗題:(本大題共
2 小題,共
18 分,把答案填在題中橫線上)
15.如圖甲所示,在驗證機械能守恒定律的實驗中,質(zhì)量 m =1kg 的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列 的點,如圖乙所示。已知相鄰兩點時間間隔為 0.02s,長度單位為 cm,取重力加速度 g =9.8m/s2 。
。1)下列做法正確的是________。
A.圖甲中兩限位孔應在同一豎直線上 B.實驗前,手應提住紙帶上端,并使紙帶豎直 C.實驗時,先放手松開紙帶再接通打點計時器電源 (2)某同學在計算與 B 點對應 重錘的瞬時速度時,他采用了公式 2Bv gh ? ( h 表示 OB
距離),這種做法___________(填“正確”或“不正確”)。
。3)從起始點 O 到打下點 B 過程中,物體重力勢能的減小量 Δ E p =________ J(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】
(1). AB
(2). 不正確
(3). 0.48 【解析】
【詳解】(1)[1]A.為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦,圖甲中兩限位孔應在同一豎直線上,
故 A 正確; B.為了保證紙帶在豎直方向做自由落體運動,實驗前,手應提住紙帶上端,并使紙帶豎直,故 B 正確; C.實驗時,先接通打點計時器電源再放手松開紙帶,故 C 錯誤。
故選 AB。
。2)[2]用 2Bv gh ? 求解 B 點的瞬時速度相當于間接利用了機械能守恒定律,應該根據(jù)做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,通過2ACBxvT? 求解 B 點的速度,所以這種做法不正確。
。3)[3]從起始點 O 到打下點 B 過程中,物體重力勢能的減小量
2pΔ 1 9.8 4.88 10 J=0.48JBE mgh?? ? ? ? ?
16.某小組測量一金屬絲的電阻率,除多用電表、刻度尺、螺旋測微器、開關、導線外,還能提供的其它器材規(guī)格如下:
電流表 A 1 (量程 0~0.6A,內(nèi)阻 r 1 約為 0.125Ω)
電流表 A 2 (量程 0~3A,內(nèi)阻 r 2 約為 0.025Ω)
電壓表 V(量程 0~3V,內(nèi)阻約為 3kΩ)
滑動變阻器 R 1 (最大阻值為 20Ω)
滑動變阻器 R 2 (最大阻值為 1750Ω)
電源 E(電動勢約為 3V)
。1)在實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其示數(shù)如圖所示,則該金屬絲直徑的測量值 d =________mm。
(2)使用多用電表歐姆擋粗測金屬絲的電阻,倍率選擇“×1”擋,指針位置如圖所示,則該金屬絲的電阻為_______Ω。
(3)若采用伏安法測量金屬絲的電阻,為保證電表安全及測量準確、方便,那么電流表應選擇_______(選填 A 1 或 A 2 );滑動變阻器應選擇_______(選填 R 1 或 R 2 )。
(4)采用伏安法測電阻時,測得了多組 U 、 I 數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出如圖所示的 U - I 圖像。由此可得金屬絲的電阻 R =_______Ω。(保留兩位有效數(shù)字)
(5)若通過實驗測量獲得了數(shù)據(jù):金屬絲的電阻 R ,金屬絲的長度 l ,以及金屬絲的直徑 d 。那么本次實驗得到金屬絲電阻率 ρ =_______。
【答案】
(1). 0.383(0.381~0.386 之間均可)
(2). 5.0
(3). A 1
(4). R 1
(5). 4.8(4.6~5.0 之間均可)
(6). 24R dl? 【解析】
【詳解】(1)[1].該金屬絲直徑的測量值 d =0.01mm×38.3=0.383mm。
(2)[2].該金屬絲的電阻為 5×1Ω=5.0Ω。
(3)[3][4].電路中可能出現(xiàn)的最大電流3A 0.6A5EIR? ? ? ,則電流表選擇 A 1 ;滑動變阻器選擇 R 1 。
。4)[5].由圖像可知:
2.94.80.6URI?? ? ? ? ??
。5)[6].由 214l lRSd? ??? ?
解得 2=4R dl??
三、解答題:(本大題共
5 小題,共
40
。
分。解答應寫出文字說明,證明過程或演算步驟)
17.在如圖所示的電路中,電阻箱的阻值 R 是可變的,電源的電動勢為 E ,電源的內(nèi)阻為 r ,其余部分的電阻均可忽略不計。
。1)閉合開關 S ,寫出電路中的電流 I 和電阻箱的電阻 R 的關系表達式; (2)若電源的電動勢 E 為 3V,電源的內(nèi)阻 r 為 1Ω,閉合開關 S ,當把電阻箱 R 的阻值調(diào)節(jié)為 14Ω 時,電路中的電流 I 為多大?此時電源兩端的電壓(路端電壓)
U 為多大?
【答案】(1) EIR r?? (2)0.2A
2.8V 【解析】
【詳解】(1)由閉合電路的歐姆定律,得關系表達式: EIR r?? (2)將 E =3V, r =1Ω, R =14Ω,代入上式得:
電流表的示數(shù) I =3A14 1 ?=0.2A 電源兩端的電壓 U=IR =2.8V 18.尋找地外文明一直是科學家們不斷努力的目標。為了探測某行星上是否存在生命,科學家們向該行星發(fā)射了一顆探測衛(wèi)星,衛(wèi)星距離該行星表面的高度為 h ,衛(wèi)星的質(zhì)量為 m ,該行星的質(zhì)量為 M ,半徑為 R ,引力常量 為 G ,試求:
。1)衛(wèi)星運行的周期; (2)若已知該行星的半徑為 R ,試求該行星的第一宇宙速度。
【答案】(1) ? ? 2RRGhhM? ??
(2) GMR 【解析】
【詳解】(1)根據(jù)萬有引力提供向心力 ? ?? ?22 24 MmG m R hTR h?? ?? 解得衛(wèi)星運行的周期 ? ? 2R hT R hGM??? ?
(2) 根據(jù)萬有引力提供向心力 22Mm vG mR R?
解得該行星的第一宇宙速度 GMvR?
19.如圖所示為半徑 R =0.40m 的四分之一豎直圓弧軌道, OA 在水平方向,底端距水平地面的高度 h =0.45m。一質(zhì)量 m =1.0kg 的小滑塊從圓弧軌道頂端 A 由靜止釋放,到達軌道底端 B 點的速度 v B =2.0m/s。忽略空氣的阻力,取 g =10m/s2 。
(1)小滑塊從 A 點運動到 B 點的過程中,小滑塊克服摩擦力所做的功 W f ; (2)小滑塊離開 B 點后至落地前重力的沖量 I G 。
【答案】(1)−2 J;(2)3 N?m
【解析】
【詳解】(1)滑塊由 A 運動到 B 的過程中只有重力和摩擦力做功,根據(jù)動能定理有 2f102BmgR W mv ? ? ?
代入數(shù)據(jù)可解得整個過程中摩擦力做功 f2J W ? ?
(2)小滑塊離開 B 點后,做平拋運動,根據(jù) 212h gt ?
可得下落的時間為 0.3s t ?
重力的沖量 3N mGI mgt ? ? ?
20.密立根用如圖所示的實驗裝置來測定很小的帶電油滴所帶的電荷量。油滴從噴霧器噴出時由于摩擦而帶電,并落入兩塊相互平行的極板 M 、 N 之間的區(qū)域( M 板帶正電、 N 板帶負電),透過顯微鏡尋找那些剛好懸浮在極板間的油滴。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)算出油滴的質(zhì)量,再根據(jù)油滴懸浮時受到的電場力和重力平衡,可計算出油滴所帶的電荷量。
。1)若 P 為從顯微鏡中觀察到的懸浮油滴,則可推知 P 帶哪種電荷? (2)已知極板 M 、 N 之間 距離為 d ,電壓為 U ,求兩板之間的電場強度 E 的大; (3)油滴 P 可視為球體,并測得其半徑為 R 。已知油 密度為 ρ,重力加速度為 g ,極板 M 、N 之間的距離為 d ,電壓為 U 。求該油滴的電荷量 q 。(提示:球的體積公式34π3V R ? )
【答案】(1) 負電(2) UEd?
(3) 343R gdqU? ??
【解析】
【詳解】(1)油滴受向上的電場力,而上極板帶正電,可知 P 帶負電.
。2)兩板之間的電場強度 UEd?
(3)∵油滴 P 懸浮∴油滴 P 受到的重力和電場力平衡 即: mg qE ?
而: 343m R ? ? ? ?
UEd?
聯(lián)立以上各式,可得: 343R gdqU? ??
21.如圖所示,電源電動勢 E =20V,內(nèi)阻 r =1Ω;電阻 R =9Ω,滑動變阻器 Rx 的最大阻值為 15Ω,現(xiàn)有電子以初動能 E k0 =3.2×10-18 J 從水平放置的平行金屬板左側(cè)正中央 O 處射入,平行金屬板的間距 d =0.1m,兩板長均為 L= 0.20m, 平行金屬板右側(cè)到豎直放置的足夠大的熒光屏距離 b =0.1m,不計電子的重力,電子的電量 e =1.6×10-19 C。
(1)
當滑動變阻器 R x
接入電路的阻值為多大時,其消耗的功率最大,并求其最大值; (2)
當滑動變阻器 R x
接入電路的阻值為多少時,電子打在熒光屏上距屏中心 O`最遠?并求最遠距離 Y。
【答案】(1) 10Ω
10W
(2) 62Ω
0.1m 【解析】
【詳解】(1) 將 R 等效為電源內(nèi)阻,則當內(nèi)外電阻相等時,滑動變阻器消耗的功率最大,即 R x = R + r =9+1=10Ω 時,滑動變阻器的功率最大,最大功率
222010 10W10 10xR xxEP RR R r? ?? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ?? ? (2) 要想使電子打在熒光屏上距屏中心 O `最遠,電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后必須從上板邊緣出來,根據(jù)類似平拋運動的分位移公式,有 L = v 0 t 212 2dat ?
加速度為 eUamd?
根據(jù)歐姆定律可得 xEU RR R r?? ? 粒子運動軌跡如圖所示
結(jié)合幾何關系,有 12 22d LLyb?? 聯(lián)立解得 62xR ? ?
y 1 =0.1m
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