NT20名校聯(lián)合體高一年級期末考試

物理（一）

注意事項：

1.本試卷考試時間為75分鐘，滿分100分。

2.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡相應(yīng)的位置。

一、單選題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項符合題目要求。

1.在物理學(xué)史上，開普勒和牛頓為天體運動的研究奠定了重要基礎(chǔ),下列關(guān)于他們貢獻的

描述中正確的是（）

A.牛頓通過分析第谷的觀測數(shù)據(jù)，總結(jié)出行星繞太陽運動的名L道是橢圓

B.開普勒提出行星與太陽間的引力大小與二者距離的平方成反比

C.牛頓的力有引力定律表明，彳丁星軌道半長軸的立方與公轉(zhuǎn)周期的平方成止比

D.開普勒發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運動的軌道是橢圓，而牛頓通過引力定律解釋了這一?現(xiàn)象的原因

【答案】D

【解析】A.開普勒分析第谷的觀測數(shù)據(jù)并提出行星軌道為橢圓，牛頓未直接參與此結(jié)

論，故A錯誤；

B.引力平方反比關(guān)系由牛頓提出，開普勒未涉及引力定量公式，故B錯誤；

C.軌道半長軸立方與周期平方成正比是開普勒第三定律，牛頓用萬有引力定律解釋了該

關(guān)系，但定律本身由開普勒提出，故C錯誤；

D.開普勒發(fā)現(xiàn)行星軌道為橢圓（第一定律），牛頓通過萬有引力定律解釋了其成因，故D

正確。

故選D,

2.如圖所示，衛(wèi)星。在赤道上空繞地球做勻速圓周運動，角速度為s,對地張角

0=60°o地球（視為質(zhì)量分布均勻的球體）的半徑為R,引力常量為G,球的體積公式為

4

V=-nr\其中,?為球的半徑。萬有引力常量為G,下列說法正確的是（）

3

A.衛(wèi)星的線速度U=B.根據(jù)題目數(shù)據(jù)可求出衛(wèi)星的質(zhì)量

C.地球的質(zhì)量為酬KD.地球的密度為變

GTIG

【答案】C

R

【解析】A.設(shè)衛(wèi)星M的軌道半徑為八由幾何關(guān)系可得sin30'=—,解得廠=2R

衛(wèi)星的線速度/=is=2Rs,故A錯誤;

得機被約去了，故無法求衛(wèi)星的質(zhì)量，故B錯誤;

C.設(shè)地球的質(zhì)量為M,由G—廠="〃皿2得

r

M=--------,故C正確;

G

8蘇4

11/,、6R

D.地球的密度為0=—=——=——,故D錯誤。

「1次兀G

3

故選C。

3.云室中有A、B兩個點電荷，其周圍的電場線分布如務(wù)所示。通過云室觀察到?帶電粒

子僅在電場力作用下的運動軌跡為曲線a4a為兩點電荷連線中垂線上的點、〃為兩點電

荷連線上的點。下列說法正確的是（）

A.A、B兩個點電荷等量異種電荷

B.a、〃兩點的電場強度和電勢關(guān)系為&＞與，（pa＞（pb

C.帶電粒子在〃點加速度比在。點大

D.帶電粒子在。點的電勢能比在。點大

【答案】D

【解析】A.由電場線分布的不對稱性可知，A、B帶不等量異種電荷，故A錯誤；

BC.電場線的疏密表示電場的強弱，由圖可知，〃點的電場強度一定小于〃點的電場強

度，粒子在。點的加速度一定小于在力點的加速度，由于A、B所帶電性未知，無法判斷

電場線方向，也無法判斷巴、處的關(guān)系，故BC錯誤；

D.粒子受力指向軌跡凹側(cè)，若帶電粒子從。運動到〃的過程中，電場力與速度之間的夾

角小于90。，電場力做正功,電勢能減小，%>Eg；若帶電粒子從〃運動到〃的過程

中，電場力與速度之間的夾角大于90。，電場力做負功，電勢能增大，Eg>Epb,故D正

確。

故選D。

4.近年來，高空拋物現(xiàn)象時有發(fā)生，危害巨大，如一枚30g的雞蛋從18樓拋卜，能砸破

人的頭骨。若將一質(zhì)量為〃?的乒乓球從足夠高的窗口由鄢止釋放，下落過程中，乒乓球所

受空氣阻力與下落的速度成正比關(guān)系（f=kv,k為常數(shù)）,已知乒乓球可看做質(zhì)點，且在

落地前已達到勻速，則乒乓球下落過程中其所受合外力做功的功率尸隨速率-變化的圖像

正確的是（）

P

【答案】A

【解析】乒乓球在下落過程中合力尸=

做功的功率尸=（-H）u=，W加2

所以功率P與速率y是二次函數(shù)的關(guān)系，且速度最大時，其合力尸為0,功率〃為0,A

選項符合題意。

5.范德格拉夫靜電加速器結(jié)構(gòu)如圖所示，其工作原理是先通過傳送帶將正電荷傳送到金屬

與地面間的滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。下列說法正確的是（)

P

A.帶電質(zhì)點在P點所受的電場力方向豎宜向下

B.帶電質(zhì)點在P點所受的電場力方向與豎直方向夾角的正切值等于2

2

C.帶電質(zhì)點與地面的摩擦因數(shù)為二

3

D.帶電質(zhì)點與地面的摩擦因數(shù)為!

3

【答案】C

【解析】A.對。點處質(zhì)點進行受力分析，C、。兩個質(zhì)點對P點質(zhì)點的庫侖力合力豎直

向下，4處質(zhì)點對夕點質(zhì)點的庫侖力如圖所示，質(zhì)點所受電場力有水平分量，故A錯且

kQ21kQ21_3kQ2

B.質(zhì)點在P點豎直方向的力的大小為々="y+

水平方向的力的大小為Fx=

F2

圖中匕11夕=衣二§

質(zhì)點所受電場力方向與豎直方向夾角止切等于g，故B錯誤；

CD.質(zhì)點在P恰好處于平衡狀態(tài)，滿足"二〃/,三個固定帶電質(zhì)點到P點距離設(shè)為

r,則工二^sin。，外=3久=3/cos。

廠r~

聯(lián)立解得〃=g,故C正確，D錯誤。

故選c。

7.如圖甲所示，絕緣粗糙水平面上工=-2/處和X=4/史分別固定兩個點電荷(場源電

荷)，其中/=-2/處的電荷量大小為Q。以無限遠處作為零電勢點，兩點電荷在x軸上形

成的電場其電勢。與x關(guān)系如圖乙所示，其中坐標(biāo)原點處電勢為。。、且為極小值，

A.x=4/處的電荷的電荷量為2。

B.犬二一/處和x=2/處的場強等大反向

C./=—/處無初速度釋放一個帶止電的光滑質(zhì)點物塊，物塊會以。點為中心來回往返運

動

D.質(zhì)量為機，電荷量為氣的帶電物體(視為質(zhì)點)，與地面動摩擦因數(shù)〃為著匕，欲

使它從o點向右出發(fā)剛好到達x=2/處，則物體在坐標(biāo)原點處的初速度大小為

【答案】D

【解析】。-X圖像斜率表示電場強度：

A.由圖可知在x=0處的場強為零，則黑=黑

(2/)2(4/)-

可得Q'=4Q,A錯誤；

B.由圖像的斜率等于場強可知，/=-/和X=2/處場強反向，但場強大小不等，故B錯

誤；

C.物體在運動過程中，弓勢能和動能等量轉(zhuǎn)化，質(zhì)點向右運動到O點右側(cè)電勢為、00處

速度為零，由圖可知在工=/右側(cè)，即物塊會以O(shè)點右側(cè)一點為中心來回往返運動，故C

錯誤；

D.由動能定理此一〃mg?2/=()-g"2片

又叱it=_gq。。

解得％二;萼，D正確。

故選D。

二、多選題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩

個或兩個以上正確答案，全部選對得6分，漏選得3分，錯選得0分。

8.某社區(qū)計劃為路燈安裝自動控制裝置，其核心電路如圖所示。電源電動勢為E,內(nèi)阻為

〃Ro為保護電阻，光敏電阻（阻值隨光照強度增大而減?。┡c電流表Ai串聯(lián)后與燈泡并

聯(lián)，R為滑動變阻器，其中燈泡可視為定值電阻，其功率得達到一定值才能發(fā)光。將滑動

變阻器的滑片置于某位置，閉合開關(guān)，燈泡不亮，當(dāng)天色逐漸變暗時，燈泡逐漸變亮。關(guān)

于這個過程，下列說法正確的是（）

A.電流表Ai示數(shù)逐漸減小B.電流表A示數(shù)逐漸增大

C.電源的總功率減小D.電源的效率減小

【答案】AC

【解析】AB.天色逐漸變暗時，光敏電阻的阻值增大，并聯(lián)部分的阻值增大，總電阻增

大，干路電流減小，即電流表A示數(shù)減小。由于干路電流減小，則處于干路上各元件承擔(dān)

電壓減小，因此并聯(lián)部分分壓增大，燈泡電流增大，則電流表A］示數(shù)減小，故A正確，B

錯誤；

C.電源的總功率尸=￡7

結(jié)合上述，干路電流減小，則總功率減小，故C正確；

D.結(jié)合上述可知，干路也流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，路端電壓增大，電源效

率〃，x100%

E

則效率增大，故D錯誤。

故選ACo

9.如圖所示的電路中，兩金屬板沿水平方向放置，并與靈敏電流計G串聯(lián)后接在電源兩

端，D是理想二極管。單刀雙擲開關(guān)S接1時，帶電小球剛好靜止在兩極板間P點，A極

B.單刀雙擲開關(guān)S接1時，僅將A板向上移動少許，則P點的電勢會升高

C.單刀雙擲開關(guān)S接2時，僅將B板向上移動少許，則小球向上運動，且流過靈敏電流

計G的電流方向向右

D.單刀雙擲開關(guān)空置，在AB間插入電介質(zhì)，則小球向下運動，且電容器電壓減小

【答案】BD

【解析】A.單刀雙擲開關(guān)5接1時，AB板間電場強度方向豎直向上，帶電小球剛好靜止

在兩極板間，則小球所受電場力方向也是豎直向上，故小球帶正電，A板接地，電勢為

零，AB板間電勢都為正，根據(jù)電勢能練=4。，可知小球電勢能為正，A錯誤；

B.單刀雙擲開關(guān)S接1時，電容器的電壓E不變，僅將A板向上移動少許，板間距離變

大，則電場強度E場強變小，P點與B板電勢差U=后壯蹬減小

又UBP=(PR-(PP=E-(PP

可知。尸升高，R正確：

C.單刀雙擲開關(guān)S接2時，僅將B板向上移動少許，板間距離變小，但是由于二極管的

單向?qū)щ娦裕娙萜鞯碾娮畈蛔?，板間電場強度大小不變，小球仍保持靜止，C錯誤；

D.單刀雙擲開關(guān)S空置，電容器電量不變，插入電介質(zhì)，電容變大，由。二/可知，電

壓減小。

極板之間的電場強度E場強=§

電容器電容。=齊3

4兀kd

聯(lián)立解得后場強=色黑

43

知插入電介質(zhì)后場強七減小，小球向下運動，D正確。

故選BDo

10.618購物狂歡節(jié)后，快遞物流就迎來了高峰期，由于包裹數(shù)量龐大，傳送帶在分揀的時

候就代替了大量的勞動力,如圖甲所示，傾斜傳送帶與水平方向間的夾角為30。，在電動

機的帶動下順時針勻速轉(zhuǎn)動。現(xiàn)將一質(zhì)量〃尸1kg的貨物無初速地放在傳送帶底端的A點，

貨物從A到B的運動過程中機械能E隨高度h變化的圖像如圖乙所示，設(shè)4點所在平面為

零勢能面。可認為貨物與傳送帶間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度

g=10m/s2,不計空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.傳送帶勻速轉(zhuǎn)動的速度v=5m/s

B.貨物與傳送帶間動摩擦因數(shù)〃二等

C.貨物與傳送帶間的摩擦生熱Q=36.5J

D.貨物從4到8,電動機多做的功W=100J

【答案】ABD

【解析】A.由圖可知時，貨物與傳送帶共速，旦/?=3751=684+,〃如2

解得傳送帶速度v=5m/s,故A正確；

B.機械能的變化最對應(yīng)的是除重力以外的其他力做功，即共速前

△E=cos=閨ngcos0x”

sin。

則第一段的斜率k=.J/m=隼=15J/m

2.5tan3

解得〃=等，故B正確；

C.第一段貨物的加速度a=〃gcos6—gsin6=2.5m/s2

貨物和傳送帶達到共速的時間4=5=2s

傳送帶的位移x=M=10m

貨物沿斜面的位移X=2h】=5m

則摩擦生熱Q=〃機gcos，（x-X］）=37.5J

共速后貨物與傳送帶一起勻速，無摩擦生熱，故C錯誤；

D.貨物從A到以電動機多做的功卬=E+。=62.51+37.51=1001,故D正確。

故選ABD,

三、非選擇題：本題共5道小題，共54分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要

的演算步驟，只寫出最后答案的不得分；有數(shù)值計算的，答案中必須明確寫出數(shù)值和單

位。

11.電容器是一種基礎(chǔ)電子元件，廣泛應(yīng)用于各種電氣和電子設(shè)備中。其主要功能是存

儲和釋放電能，現(xiàn)利用圖甲所示電路觀察電容器的充電和放電現(xiàn)象，恒壓源電壓為U,開

關(guān)S接1對電容器充電，充滿電穩(wěn)定后，再把開關(guān)接2放電，測得放電過程的/一，圖像如

圖乙所示，一次通過較大組值電阻放電，一次通過較小阻值電阻放電，電壓表為理想電壓

表。

（2）圖乙放電電流圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積代表,實線和虛線與坐標(biāo)軸圍成的

面積（填“相等”或“不相等”實線是通過__________（填“較大阻值”或“較小

阻值”）的電阻放電電流的變化情況:

（3）0~2s內(nèi)圖乙中實線與坐標(biāo)軸的面積是整個面積的三，則2s時電容器兩端的電壓為

33

【答案】（1）正（2）電容器充滿電后儲存的電荷量（放電過程流過電阻R的電荷

7

量）相等較小阻值（3）—U

33

【解析】

【小問I解析】

充電時，開關(guān)連接1,電容器上極板與電源正極相連，上極板帶正電。

【小問2解析】

圖像中，圖線與時間軸所圍幾何圖形的面積表示放電過程放出的電荷量，即等于電容

器充電結(jié)束所帶電荷量；

由于放電的總電荷量不變，即圖線與時間軸所圍面積不變。

當(dāng)將電阻R換成阻值更大的電阻時，放電的最大電流減小，放電時間變長，實線是通過較

小阻值的電阻放電電流的變化情況；

【小問3解析】

0U33

設(shè)2s時電容器兩端電壓為S,根據(jù)電容。=穌，可得=

UU、33—Zo

7

解得凡二與。

12.某同學(xué)用伏安法測號某新能源車上使用蓄電池的電動勢E（大約為12V）和內(nèi)陽r

（內(nèi)阻較小，大約為1C）,按圖甲所示電路圖連接電路，實驗時發(fā)現(xiàn)，大范圍移動滑動變

阻器的滑片，無論開關(guān)接1還是2電壓表的示數(shù)都約為12V且變化不明顯。將一個定道電

阻Ro串入電路中，解決了上述問題。

（1）定值電阻品在電路中的作用是

（2）為準(zhǔn)確測得蓄電池的電動勢與內(nèi)阻，該組同學(xué)進行了以下操作。閉合開關(guān)So,電鍵S

分別接在I、2點時對應(yīng)的電壓表示數(shù)U與電流表的示數(shù)/的U—/圖像如圖乙所示，圖像

的延長線與坐標(biāo)軸分別交于0、。2、bi、歷，直線加m對應(yīng)的是開關(guān)S接（填'T'或

“2”），電動勢可表示為,內(nèi)阻可表示為.（以上兩空選用小、42、歷、歷、Ro

表示）

【答案】（I）讓電壓表讀數(shù)隨改變滑動變阻器阻值有明顯變化

b

（2）1b\—L-^o

出

【解析】

【小問1解析】

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

則有AU=-rA/

由于電源內(nèi)阻較小，導(dǎo)致電壓表示數(shù)變化范圍較小，為了減小誤差，需要使電壓表示數(shù)變

化范圍增大，所以串聯(lián)一個定值電阻起到明顯的分壓作用，讓電壓表讀數(shù)隨滑動變阻器阻

俏變化而有明顯變化。

【小問2解析】

根據(jù)閉合電路的歐姆定律有U=E—/（〃+%）

可知，U-/圖像斜率的絕對值表示r+用）的測量值，開關(guān)接1時，將電流表、電源與定

值電阻等效為一個新電源，內(nèi)阻的測量值實際上指—+凡+RA>〃+凡，即內(nèi)阻的測量值

大于真實值；開關(guān)接2時，將電壓表、電源與定值電阻等效為一個新電源，內(nèi)阻的測量值

（〃+凡）&

實際上指,

r+&+Ry

即內(nèi)阻的測量值小于真實值?？芍_關(guān)連接1時圖像斜率的絕對值大于開關(guān)連接2時圖

像斜率的絕對值，則圖乙中圖線是開關(guān)接1時的圖線，從。2是開關(guān)接2時的圖線。

開關(guān)接1時，誤差在于電流表的分壓，且有AUA=/RA

當(dāng)干路電流為0時，電流表分壓值也為0，即發(fā)生斷路時，即方⑼圖線縱軸交點坐標(biāo)與真

A,U

實圖像重合；開關(guān)接2時，誤差在于電壓表的分流，且有△/\，=彳-

當(dāng)路端電壓為0時，電壓表分流值也為0,即發(fā)生短路時，即歷42圖線橫軸交點坐標(biāo)與真

實圖像重合。綜合上述可知，6m圖線縱軸交點與5s圖線橫軸交點連線為真實的圖像，

b

則有E=偽，〃+&二'

b

解得一，一&）

a2

13.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場，一個質(zhì)帚為機，電荷最為一夕的小球以初速

度w從。點豎宜向上拋出，經(jīng)過一段時間小球過點A（圖中未畫出），速度變?yōu)樗?，?/p>

小依然為舟。重力加速度為g。求：

0

（1）電場強度E的大小:

（2）小球動能最小值以及此時到0A連線的距離。

nig

【答案】（I）—(2)—,°'。

q48g

【解析】

【小問1解析】

把運動分解為水平和豎直方向。A點速度方向水平，豎直速度為零。在豎直方向有％=刈

在水平方向有％=變/

m

解得E二駕

q

【小問2解析】

小球所受合外力F=J"放尸+（夕=6mg

方向與豎直方向夾角8=45。

0A連線垂直于合外力。以合外力和垂直合外力方向建立坐標(biāo)，如圖所示

加速度4=應(yīng)g

小球先做勻減速運動后做勻加速；x軸上，初速度L=%sin45。

做勻速直線運動。y軸上速度減為零時，動能最小，則有紜=；機說

此時到0A的距離h=^-=也殳

2a8g

14.絕緣的光滑水平面上存在如圖所示的直角坐標(biāo)系x0v,x>0的區(qū)域存在勻強電場E電

場方向沿)，軸負方向，x軸上的3點存在一粒子接收器，其只能接收與x軸正方向成60。運

動的帶電粒子?，F(xiàn)從y軸上的4點向電場內(nèi)發(fā)射一質(zhì)量為機、電荷量為+q的帶正電粒子，

初速度大小為vo,方向沿x軸正方向，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后被粒子接收器接收。

(1)求電場中A、8間的電勢差UAB；

(2)求8點的坐標(biāo)；

(3)若發(fā)射的粒子能以不同的速率沿/軸正方向射入電場，且均能被粒子接收器接收，求

粒子發(fā)射器位置在第一象限滿足的坐標(biāo)方程。

悟窠】⑴萼⑵(警。

/_、V3V3/WVn、/八八、

(3)y=—(z-——2--x)(x>0,y>0)

2qE

【解析】

【小問1解析】

由題意可知，粒子在電場中做類平拋運動，工軸方向ucos60°=%

得口=2%

則夕〃八&=；〃?（/一￡）

3〃叫；

得心

2q

【小問2解析】

qFl

設(shè)A—8運動時間為1,則tan600=——

得（=叵也

qE

X軸方向修=%￡=正竺2

qE

故8點的坐標(biāo)為（立"應(yīng),0）

qE

【小問3解析】

設(shè)粒子發(fā)射器的位置坐標(biāo)為（工,，），設(shè)粒子射入電場的初速度為以打到粒子接收器時的速

度方向與x軸正方向成60