六安市第一中学2020-2021学年高一下学期期末考试 物理试题(含答案)

物理试题

一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分.每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项选择是正确的，9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1.下列说法中正确的是（ ）

A.力对物体做功多，说明物体的位移一定大 B.滑动摩擦力总是做负功 C.作用力做功，反作用力也一定做功 D.一对平衡力所做的功的代数和总为零 2.一个物块以60J的初动能从倾角为30°的固定斜面（足够长）底端冲上斜面，其加速度大小为面底端为零势能面，则此物块（ ）

3g，以斜4

A.到达最高点时重力势能为50J B.滑回底端时的动能为20J

C.上滑过程中动能与势能相等时机械能为50J D.下滑过程中动能与势能相等时机械能为30J

3.一物体沿半圆形滑梯的圆心等高位置A以沿切线方向的初速度释放，圆的半径为R，假设摩擦力大小恒定为f，从A运动到B的过程，下面说法正确的是（ ）

A.重力对物体做功为2mgR

B.重力对物体做功的瞬时功率先增后减

C.摩擦力对物体做功为Rf D.支持力对物体先做正功后做负功

4.在一些居民楼尤其是老旧小区的阳台，堆砌杂物、盆栽，甚至悬挂拖把等现象屡见不鲜，甚至有些空调外挂机上都堆有放着随时有坠落风险的杂物。这些安全隐患随时都可能转化为一起伤人事件。若一个10g的核桃从高为45m的居民楼由静止坠下，与地面的撞击时间约为1.010s，则该核桃对地面产生的冲击力约为（g取10m/s，核桃与地面撞击后不反弹）（ ）

A.30N B.310N C.310N D.310N

5.如图所示，一带电粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，图中带箭头的实线表示电场线，虚线表示粒子运动的径迹，下列判断正确的是（ ）

23244

A.粒子带负电 B.a点的场强大于b点的场强 C.粒子在a点的电势能比在b点时大 D.粒子在a点的动能比在b点时大

6.如图所示，在一平面坐标系xoy内有四个电量相等的点电荷a、b、c、d位于正方形四个顶点，A、B在x轴上且为ab、cd连线的中点，O为其中心。一质子（不计重力）沿x轴从A点运动到B点。则下列说法正

1

确的是（ ）

A.A、O、B三点中A点电势最高 B.A、O、B三点中O点电势最低 C.A、B两点电场强度相同

D.质子所受电场力方向先沿y轴负向，后沿y轴正向

7.如图所示，直角三角形△ABC处于匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行，D为A，C连线的中

ACB 30，BC3cm，点，将电荷量q4106C的粒子从A点移到C点，静电力做功2.410J；

再将该粒子从C点移到B点，其电势能减少1.210J。下列说法正确的是（ ） A.A，C两点间的电势差UAC3V B.A，B，C三点中B点电势最低 C.过B点的电场线方向由D指向B

D.匀强电场的电场强度为200V/m

55

8.如图所示，质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球在落到车底前瞬时速度是25m/s，g取10m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（ ）

2

A.5m/s B.4m/s C.8.5m/s D.9.5m/s

9.如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的水平底板上放着一个质量为m的小木块.现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（ ）

A.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 B.小木块和木箱最终速度为

Mv0

MmC.小木块与木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D.整个过程中，木箱与木块组成的系统机械能守恒

2

10.如图，固定光滑水平长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与竖直面内处于压缩状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在天花板上，圆环从位置P开始以初速度v0向右运动，通过位移L到达位置N时，弹簧的弹力大小与在P位置时弹力的大小相等。已知弹簧的弹性势能EP簧的形变量大小，则圆环在由位置P向位置N运动的过程中（ ）

12kx，k是弹簧的劲度系数，x是弹2A.圆环到达位置N时速度等于v0

B.圆环的速度先减小后增大

C.圆环的机械能不守恒 D.弹簧的弹簧势能先减小后增大

11.如图所示，一竖直绝缘足够长的光滑细杆，杆上套一带电圆环，圆环的带电量为q，质量为m，可视为质点，杆与两等量固定正点电荷连线的中垂线重合，交点为O，圆环从M点以初速度v0沿细杆下滑，到N点的速度恰好为零，已知该方向场强极大点在N点下方，ONOM，以下说法正确的是（ ）

A.小环带正电，从M运动到N点加速度无增大后减小 B.小环带负电，从M到N点电势能先减小后增大 C.小环运动到О点时具有最大速度 D.小环能回到M点且速度大小为v0

12.空间内有一沿x轴分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x1、x1、x2、x3是x轴上的四个点，图象关于坐标原点O中心对称，规定沿x轴的正方向为场强E的正方向，下列说法中正确的是（ ）

A.x1处的电势与x1的电势相等

B.将一负电荷由x1移到x2，电势能先增大后减小

3

C.将一负电荷由x1处由静止释放，若只受电场力作用，则运动到О点时电势能最小 D.将一正电荷由x1处由静止释放，若只受电场力作用，则先做加速再做减速运动

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分。请将答案填写在答题卷相应位置上）

13.某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律。通过控制电磁铁使小铁球从P点自由下落，并调整光电门Q的位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。若小铁球下落过程中经过光电门Q时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间△t，测出PQ之间的距离h，小铁球直径d，已知当地的重力加速度为g.回答下列问题：

（1）小铁球通过光电门Q时的瞬时速度v______________； （2）若小铁球在下落过程中机械能守恒，则

11______________； h与的关系式为22△t△t（3）用图甲的装置也可测量当地重力加速度的值。实验中，该同学保持Р点位置不变，调节光电门Q的高

v2

h图像如图乙所示，若小铁球的机械能守恒，则当地重力加速度的测量值g度多次进行实验，作出22_________________m/s

14.某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下：

A.用天平测量a、b两球的质量m1和m2；

B.用游标卡尺测出两个小球的直径d；

C.用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H；

D.用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O；

E.在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次；

F.用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的OM、OP和ON的长度。

4

（1）上述实验操作中不必要的步骤是___________。（双选） （2）本实验中，实验必须要求的条件是___________。（双选） A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端点的切线是水平的

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放 D.入射球与被碰球满足m1m2

（3）如果满足关系式___________，则验证了系统碰撞过程中动量守恒。（用测量的物理量表示）

三、计算题（本题共4小题，共40分。计算过程写在答题卡上的指定区域内，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15.如图所示，电荷量Q2107C的正点电荷A固定在空间中O点将质量m2104kg、电荷量

q1107C的另一正点电荷B从O点正上方0.5m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P

9222点。若静电力常量k910Nm/C，重力加速度g取10m/s，求：

（1）B释放时的加速度大小； （2）P、O间的距离L。

16.如图所示，静止在光滑水平地面上的三个小物块A、B、C，质量相等都为m1.0kg，物块C左端固定一轻质弹簧，某时刻给物块A一水平向右的速度v02m/s，物块A和物块B碰撞后粘在一起，A、B整体运动一段时间后压缩弹簧，求：

（1）物块A和物块B碰撞后的速度v1；

（2）物块AB压缩弹簧过程中，弹簧的最大弹性势能。

5

17.如图所示，质量m10.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5m，现有质量加m20.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v02m/s从左端滑上小车，最后与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10m/s2. （1）物块在车面上滑行的时间t；

不超过多少. （2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0

18.如图，ABD为竖直平面内的绝缘轨道，其中AB段是长为L1.25m的粗糙水平面，其动摩擦因数为0.1，BD段为半径R=0.2m的光滑半圆轨道，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小E510V/m。一带负电小球，以速度v0从A点沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D点。已知小球的质量为m2.010kg，所带电荷量q2.010C，g取

53

10m/s2（水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移），求：

（1）带电小球在从D点飞出后，首次在水平轨道上的落点与B点的距离； （2）小球的初速度v0.

6

参

一、选择题（12×4'=48'） 1 2 3 4 5 D B C C D 二、实验题（每空2分，共14分） 13.

6 D 7 D 8 A 9 AB 10 ACD 11 BD 12 AC d2g 2h 9.70（或者9.7） △tdd △t【详解】

（1）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故v（2）根据机械能守恒的表达式有mgh1212gmv 即22h 2td11.v2m/s29.70m/s2 gh 当地重力加速度的测量值gk（3）根据以上分析

1.2214.BC BC m1OPm1OMm2ON

【详解】

（1）A.验证动量守恒定律，需要用天平测量两个小球的质量；B.为了发生对心碰撞，两球的直径需相同，但具体直径大小，并不需要测量；C.只需要保证小球做平抛运动的高度相同，不需要用刻度尺测量其具体值；D.需要用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O，方便测量小球的水平位移；E.在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次；F.用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的OM、OP、ON的长度纸上的不同位置，重复多次；上述实验操作中不必要的步骤是BC。

（2）A.斜槽轨道不一定必须是光滑的，只要小球到达底端时速度相同即可，选项A错误；B.斜槽轨道末端点的切线是水平的，从而保证小球碰后做平抛运动，选项B正确；C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放，以保证小球到达底端时速度相同，选项C正确；D.入射球与被碰球满足m1m2，以保证入射小球碰后不反弹，选项D错误。故选BC。

m2v2 （3）碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得m1v1m1v1小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，

tm2v2t 得m1OPm1OMm2ON m1v1tm1v115.（1）6.4m/s（2）0.3m

（1）根据库仑定律可得B释放时所受库仑力的大小

2Qq9109210711074Fk2N7.210N 2l0.52根据牛顿第二定律，则有mgFma 代入数据解得a6.4m/s

（2）速度最大时加速度为零，由力的平衡条件，则有Fmg 代入数据解得L0.3m

116.（1）1m/s（3）EPJ0.33J

3【详解】

（1）由题意可知，物块A和物块B发生碰撞动量守恒定律，规定向右为正方向，则mv02mv1，解得（2）物块AB压缩弹簧过程中，速度相等时弹簧的最大弹性势能，根据动量守恒定律有mv03mv2 v11m/s 7

根据机械能守恒有联立可得EP1122mv12EP3mv2 221J0.33J 32217.（1）0.24s（2）5m/s 【详解】

（1）根据牛顿第二定律得，物块的加速度大小为：a2g0.510m/s5m/s，

0.5210m/s2m/s2，

m10.33v02根据v0a2ta1t得则速度相等需经历的时间为：ts0.24s.

25a1a23小车的加速度大小为：a1m2g（2）物块不从小车右端滑出的临界条件为物块滑到小车右端时恰好两者达到共同速度，设此速度为v，由

m2gL水平方向动量守恒得：m2V 0m1m2v①根据能量守恒得：5m/s. 据，联立①②解得v018.（1）0.4m；（2）2.5m/s

【详解】

2vD（1）对小球，在D点，有：mgqEm 得：vD1m/s

R2从D点飞出后，做平抛运动，有：mgqEma 得：a5.0m/s

12Rat2 得：t0.4s xvDt0.4m

2112m1m2v2②代入数m2v022（2）对小球，从A点到D点，有：mgqELmg2RqE2R解得：v02.5m/s

1212mvDmv0 22 8