湖南省長沙市寧鄉(xiāng)市2022-2023學(xué)年高一（下）期末物理試卷（含解析）

第第頁湖南省長沙市寧鄉(xiāng)市2022-2023學(xué)年高一（下）期末物理試卷（含解析）2022-2023學(xué)年湖南省長沙市寧鄉(xiāng)市高一（下）期末物理試卷

一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）

1.下列有關(guān)物理學(xué)史的說法錯誤的是()

A.牛頓提出了萬有引力定律，開普勒通過實驗測出了萬有引力常量

B.庫侖總結(jié)出了點電荷間相互作用的規(guī)律

C.法拉第提出了電場的觀點，并第一個用電場線描述電場

D.米國物理學(xué)家密立根測出了元電荷的數(shù)值

2.無風(fēng)天氣，跳傘運動員訓(xùn)練，跳傘員跳傘后最初一段時間降落傘并不張開，跳傘員做加速運動。隨后，降落傘張開，跳傘員做減速運動。速度減小到一定值后便不再減小，跳傘員以這一速度做勻速運動，直至落地。下列描述該運動過程的圖正確的是()

A.B.C.D.

3.一部機(jī)器與電動機(jī)通過皮帶連接，機(jī)器皮帶輪的半徑是電動機(jī)皮帶輪半徑的倍，皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動。機(jī)器皮帶輪上點到轉(zhuǎn)軸的距離為輪半徑的一半，、兩點為輪邊緣。下列說法正確的是()

A.線速度：：

B.角速度：：

C.向心加速度：：

D.電動機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的轉(zhuǎn)速之比：：

4.在下面列舉的各個實例中，機(jī)械能守恒的是()

A.不計空氣阻力，拋出的鉛球在空中運動

B.跳傘運動員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落

C.拉著一個金屬塊使它沿光滑的斜面勻速上升

D.在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來

5.如圖，質(zhì)量為的物體，在汽車的牽引下由靜止開始運動，當(dāng)物體上升高度時，汽車的速度為，細(xì)繩與水平面間的夾角為，則下列說法中正確的是()

A.此時物體的速度大小為

B.上升過程中繩子對物體做功為

C.上升過程中物體機(jī)械能增量為

D.若汽車做勻速運動，則繩子上的拉力大于物體的重力

6.年月日，神舟十六號載人飛船成功將名航天員送入空間站。假定空間站在距地面高度處做理想的勻速圓周運動，每天繞地球大約個圈。某時刻“北斗”系統(tǒng)中的中軌道衛(wèi)星與空間站相距最近如圖所示，該中軌道衛(wèi)星距地面高度為，地球半徑為，衛(wèi)星和空間站的運行軌道在同一平面內(nèi)且運行方向相同，則從圖示位置往后開始計數(shù)不包括圖示位置，下列說法正確的是()

A.空間站繞地球運動的線速度大于

B.軌道衛(wèi)星繞地運動周期大于空間站的周期

C.軌道衛(wèi)星繞地運動向心加速度大于空間站的向心加速度

D.在衛(wèi)星運行一周時間內(nèi)，空間站與衛(wèi)星相距最近的次數(shù)為次

7.有關(guān)圓周運動的基本模型，下列說法正確的是已知重力加速度為()

A.如圖，汽車安全通過拱橋的最大速度不能超過

B.如圖所示圓錐擺，小球質(zhì)量為，小球運動的向心力為

C.如圖，穩(wěn)定時，、兩小球運動的線速度相等

D.如圖，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，輪緣對內(nèi)軌有擠壓作用

8.如圖，在帶電體的右側(cè)有兩個相互接觸的金屬導(dǎo)體和，均放在絕緣支座上。下列說法正確的是()

A.若先將、分開，再移走，則帶正電

B.若先將、分開，再移走，則帶正電

C.若先將移走，再把、分開，則帶正電

D.若先將移走，再把、分開，則帶正電

9.如圖甲所示，、為正對豎直放置的平行金屬板，、為兩板中心線上的兩點。當(dāng)、板間不加電壓時，一帶電小球從點由靜止釋放經(jīng)時間到達(dá)點，此時速度為。若兩板間加上如圖乙所示的交變電壓，時，將帶電小球仍從點由靜止釋放。小球運動過程中始終未接觸極板，則時，小球()

A.在點上方B.在點下方C.速度等于D.速度小于

10.如圖中實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。、和點處電場強(qiáng)度大小分別為、和，電勢分別為、和。下列說法正確的是()

A.

B.

C.

D.

二、多選題（本大題共2小題，共8.0分）

11.如圖所示是一個由電池、電阻與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板距離的過程中，下列說法正確的是()

A.電阻中沒有電流

B.電容器的電容變小

C.電阻中有從流向的電流

D.電阻中有從流向的電流

12.如圖甲所示，兩個等量同種電荷、固定于光滑絕緣水平面上，電荷量C、質(zhì)量，的小球在該平面上從點由靜止釋放，沿中垂線運動到電荷連線中點，其圖像如圖乙中圖線所示，其中點處為圖線切線斜率最大的位置，圖中為過點的切線，則下列說法正確的是()

A.、帶正電荷B.點的場強(qiáng)

C.、兩點間的電勢差為D.帶電小球由運動到點，電勢能減小

三、實驗題（本大題共2小題，共15.0分）

13.某同學(xué)做如下居家實驗：如圖甲所示，在小桌旁立一邊長為的正方形方格網(wǎng)板背景，使小球沿桌面水平飛出，用數(shù)碼相機(jī)拍攝小球做平拋運動的錄像每秒幀。采用逐幀分析的辦法，保存并打印各幀的畫面。

他大約可以得到______幀小球正在空中運動的照片；

他從獲得畫面中選取四幀，重疊后得到如圖乙所示，取，那么，各幀照片的時間間隔______；小球做平拋運動的水平初速度大小是______。

14.某興趣小組想自制一個電容器。如圖甲所示，他們用兩片錫箔紙做電極，在兩層錫箔紙中間夾以電容紙某種絕緣介質(zhì)，一起卷成圓柱形，然后接出引線，再密封在塑料瓶當(dāng)中，電容器便制成了。

為增加該電容器的電容，應(yīng)當(dāng)______填正確答案標(biāo)號；

A.增大電容器的充電電壓

B.減小電容器的充電電壓

C.錫箔紙面積盡可能大

D.錫箔紙卷繞得盡可能緊

為了測量該電容器電容的大小，由于實驗室沒有電容計，該小組采用了如圖乙所示的電路進(jìn)行測量。其中電壓傳感器和電流傳感器可以在計算機(jī)上顯示出電壓和電流隨時間變化的、圖像。先將開關(guān)置于端，電壓和電流隨時間變化圖像分別如圖丙、圖丁所示，則該電容器充滿電后所帶的電荷量約為______；電容大小約為______。結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，圖線與坐標(biāo)軸圍的小格為個

四、簡答題（本大題共2小題，共24.0分）

15.如圖，真空中平行金屬板、之間的距離為，有的帶電粒子位于板旁，粒子的電荷量為，給兩金屬板加直流電壓。

求帶電粒子所受的靜電力的大小。

求帶電粒子從板由靜止開始運動到達(dá)板時的速度。

16.質(zhì)量為的汽車，某次平直路面行駛測試，啟動后如果保持發(fā)動機(jī)的輸出功率恒為行駛，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車能夠達(dá)到的最大速度為。

求行駛過程中汽車受到的阻力大小。

當(dāng)汽車的車速為時，求汽車的瞬時加速度的大小。

五、計算題（本大題共1小題，共13.0分）

17.如圖所示，在豎直向下的無界勻強(qiáng)電場中有一組合軌道．一個金屬小球從距水平面為的光滑斜面軌道上的點由靜止釋放．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為，金屬小球的質(zhì)量為，電荷量為，光滑斜面軌道的傾角為金屬小球運動到點時無能量損耗，水平軌道是長為的粗糙水平面，與半徑為的處于豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道相切于點，為半圓形軌道的最高點，金屬小球恰能通過軌道最高點小球的重力大于所受的電場力，重力加速度為求：

金屬小球沿光滑斜面軌道運動到點時的速度大??；

金屬小球從運動到的過程中摩擦阻力所做的功．

答案和解析

1.【答案】

【解析】解：、牛頓提出了萬有引力定律，卡文迪什通過實驗測出了萬有引力常量，故A錯誤；

B、庫侖利用扭秤實驗得出了點電荷間的相互作用規(guī)律，故B正確；

C、法拉第提出了電場的觀點，并第一個用電場線描述電場，符合史實，故C正確；

D、物理學(xué)家密立根測出了元電荷的數(shù)值，符合史實，故D正確。

本題選錯誤的，故選：。

根據(jù)物理學(xué)史和常識解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可。

本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。

2.【答案】

【解析】解：速度時間圖象的斜率表示加速度，跳傘員跳傘后開始一段時間降落傘并不張開，所以跳傘員做勻加速運動，有向下的加速度；隨后降落傘張開，期間跳傘員做減速運動，有向上的加速度，且加速度在減小，速度減小到一定值后便不再減小，跳傘員以這一速度做勻速運動，此時跳傘員的加速度為零，故ABC錯誤，D正確。

故選：。

運動員經(jīng)歷向下加速運動，加速度方向向下；打開降落傘向下減速運動，加速度向上，為超重狀態(tài)；勻速運動，加速度為零，速度不隨時間變化。

解決本題的關(guān)鍵知道不同階段跳傘員的運動情況，其中需注意降落傘沒打開時物體做勻加速直線運動。

3.【答案】

【解析】解：機(jī)器和電動機(jī)是皮帶傳動，所以、點有

其中

則

即

：：

A、點是共軸傳動，有

由公式

得

故有

即

故A正確；B錯誤；

C.由公式

其中

得向心加速度

：：

故C錯誤；

D.由公式

得電動機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的轉(zhuǎn)速之比

：：

故D錯誤。

故選：。

傳動裝置，在傳動過程中不打滑，共軸的角速度是相同的；同一傳動裝置接觸邊緣的線速度大小是相等的。所以當(dāng)角速度一定時，線速度與半徑成正比；當(dāng)線速度大小一定時，角速度與半徑成反比。因此根據(jù)題目條件可知加速度、線速度、轉(zhuǎn)速及角速度。

本題要緊扣隱含條件：共軸的角速度是相同的；同一傳動裝置接觸邊緣的線速度大小是相等的。以此作為突破口；同時能掌握線速度、角速度與半徑之間的關(guān)系。

4.【答案】

【解析】解：、不計空氣阻力，拋出的鉛球在空中運動過程中，只受到重力作用，只有重力做功，則鉛球的機(jī)械能守恒，故A正確；

B、跳傘運動員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落時，傘繩的拉力對運動員做負(fù)功，運動員的機(jī)械能減小，故B錯誤；

C、拉著一個金屬塊使它沿光滑的斜面勻速上升，拉力對金屬塊做正功，金屬塊的機(jī)械能增加，故C錯誤；

D、在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來，彈簧對小球的彈力先做負(fù)功，后做正功，所以小球的機(jī)械能先減小后增大，故D錯誤。

故選：。

物體機(jī)械能守恒的條件是只有重力或者是彈力做功，根據(jù)機(jī)械能守恒的條件逐個分析物體的受力情況，判斷各力做功情況，即可判斷物體是否是機(jī)械能守恒。

本題是對機(jī)械能守恒條件的直接考查，掌握機(jī)械能守恒的條件是關(guān)鍵，注意在分析機(jī)械能是否守恒時，首先要明確研究對象，再分析各力做功情況。

5.【答案】

【解析】解：、將汽車的速度沿繩與垂直于繩分解，沿繩的分速度等于物體上升的速度，如圖所示。

則物體的速度大小為，故A錯誤；

B、對物體分析，根據(jù)動能定理有

解得繩子對物體做功為，故B錯誤；

C、物體上述過程中，繩子對物體做正功，物體機(jī)械能增大，由功能關(guān)系可知，物體增大的機(jī)械能為，故C錯誤；

D、由于，若汽車向右做勻速運動，不變，夾角減小，增大，可知物體的速度增大，物體向上做加速運動，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，可知若汽車做勻速運動時，繩子上的拉力大于物體的重力，故D正確。

故選：。

汽車沿繩子方向的分速度與物體的速度大小相等，將汽車的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，從而得到此時物體的速度大小。對物體分析，根據(jù)動能定理求繩子對物體做功，由功能關(guān)系求物體機(jī)械能增量。分析物體的運動情況，根據(jù)加速度方向判斷繩子拉力和重力的大小關(guān)系。

本題是繩端物體速度分解問題，關(guān)鍵要知道汽車沿繩子方向的分速度與物體的速度大小相等，并能根據(jù)牛頓第二定律分析拉力的大小。

6.【答案】

【解析】解：第一宇宙速度為衛(wèi)星繞地球的最大環(huán)繞速度，空間站繞地球運動的線速度小于，故A錯誤；

B.根據(jù)開普勒第三定律

，故，故B正確；

C.根據(jù)向心加速度公式

軌道衛(wèi)星運動半徑大于空間站，故軌道衛(wèi)星繞地運動向心加速度小，故C錯誤；

D.根據(jù)開普勒第三定律

從圖示位置開始，二者轉(zhuǎn)過的角度相差時可得

解得

故在衛(wèi)星運行一周時間內(nèi)，的取值為，共有次相距最近，故D錯誤。

故選：。

第一宇宙速度為衛(wèi)星繞地球的最大環(huán)繞速度；

根據(jù)開普勒第三定律，分析周期關(guān)系；

根據(jù)向心加速度公式，比較加速度大??；

根據(jù)開普勒第三定律求周期比，再根據(jù)題意分析，從圖示位置開始，二者轉(zhuǎn)過的角度相差相距最近，分析次數(shù)。

本題考查學(xué)生對開普勒第三定律、向心加速度公式的掌握，其中解題關(guān)鍵是分析出從圖示位置開始，二者轉(zhuǎn)過的角度相差時相距最近。

7.【答案】

【解析】解：汽車安全通過拱橋，速度最大時拱橋?qū)ζ嚨闹С至榱?，此時重力提供向心力，即

可得

故A正確；

B.對小球進(jìn)行受力分析可知，繩子拉力的豎直分力與重力平衡，水平分力提供向心力，可得

故B錯誤；

C.在固定且內(nèi)壁光滑的圓錐筒內(nèi)沿、小球所在的圓平面做水平勻速圓周運動，、小球處與圓錐頂點連線的傾角大小相同，根據(jù)牛頓第二定律得

解得線速度大小為

軌道半徑大的線速度大，所以小球在小球處運動的線速度較大，故C錯誤；

D.當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，支持力與重力的合力不夠提供所需向心力，從而輪緣對外軌產(chǎn)生擠壓，故D錯誤。

故選：。

汽車過拱橋所需的向心力由重力、拱橋?qū)ζ囍С至Φ暮狭μ峁?，速度最大時，支持力為，重力提供向心力；

圓錐擺做圓周運動的向心力由繩子拉力在水平方向的分力提供；

在圓錐筒內(nèi)做圓周運動的小球根據(jù)幾何關(guān)系得出向心力公式，求出線速度公式判斷其大?。?/p>

火車轉(zhuǎn)彎速度如果比較快，外軌的擠壓將提供足夠的向心力。

向心力相關(guān)知識的運用在生活當(dāng)中隨處可見，注意向心力并不是物體受到的確定的某個力，而是做圓周運動的物體的向心力要由合力或合力的一部分提供。

8.【答案】

【解析】解：若先將、分開，再移走，根據(jù)感應(yīng)起電原理可知帶負(fù)電，帶正電，故A錯誤，B正確；

若先將移走，此時導(dǎo)體和的電荷又發(fā)生中和，不再帶電；再把導(dǎo)體和分開，同樣不再帶電，所以此時不帶電，也不帶電，故CD錯誤。

故選：。

根據(jù)感應(yīng)起電原理同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引分析解答。

本題考查了靜電現(xiàn)象的解釋，了解靜電感應(yīng)的相關(guān)知識是解決本題的關(guān)鍵，平時要注意熟記這些知識。

9.【答案】

【解析】解：、對小球受力分析，小球受到重力和電場力的作用，電場力作周期性變化，且電場力在水平方向，所以小球豎直方向做自由落體運動，與不加電場時相同。

在水平方向小球先做勻加速直線運動，后沿原方向做勻減速直線運動，時速度為零，接著，沿相反方向先做勻加速直線運動，后繼續(xù)沿反方向做勻減速直線運動，時速度為零。根據(jù)對稱性可知在時小球的水平位移為零，所以時，小球恰好到達(dá)點，故AB錯誤。

、在時間內(nèi)，電場力做功為零，小球機(jī)械能變化量為零，所以時，小球速度等于，故C正確，D錯誤。

故選：。

電場的方向在水平方向上，小球在豎直方向上仍然做自由落體運動，根據(jù)對稱性分析出小球的運動狀態(tài)，得出在時間內(nèi)的速度變化和位移情況。

本題由于電場方向不斷變化，粒子運動情況比較復(fù)雜，分析清楚粒子的運動過程是解題的關(guān)鍵，要注意電場力反向時粒子的運動方向并不是立即反向。

10.【答案】

【解析】解：根據(jù)電場線疏密程度可得，電場線越密，電場強(qiáng)度越大，由此可得

故AB錯誤；

沿電場線方向電勢降低，則

故C錯誤，D正確。

故選：。

電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小；沿電場線方向電勢逐漸降低。

本題考查電場線的特點，解題關(guān)鍵是知道電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小，沿電場線方向電勢逐漸降低。

11.【答案】

【解析】解：由，當(dāng)兩板間距增大時，電容減小，由知，電容減小，電壓不變，則電荷量減小，故電容器放電，板帶正電荷，板帶負(fù)電荷，故放電時通過電阻的電流方向從流向。故BC正確，AD錯誤。

故選：。

電容器與電源相連，電壓不變．增大電容器兩板間距離的過程中，電容減小，電量減小，電容器放電，從而即可求解．

本題是電容器動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵要抓住不變量．當(dāng)電容器保持與電源相連時，其電壓不變．

12.【答案】

【解析】解：、帶正電的小球從點由靜止釋放，向上做加速運動可知，受到向上的電場力，則線上的電場豎直向上，故兩電荷帶負(fù)電，故A錯誤；

B、圖象上斜率表示加速度在點可得

根牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

故B正確；

C、在由動能定理得

由圖乙可得

解得

故C正確

D、由圖象乙可知，小球速度一直增大，電場力一直做正功，故電勢能一直減小，運動到點時電勢能最小，故D正確。

故選：。

從題目所給圖象中找出小球從運動到過程中的速度以及加速度變化，再根據(jù)速度變化判斷合外力方向和動能變化以及、的電性，最后根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式計算電場強(qiáng)度的大小。

本題綜合考查點電荷電場分布、運動圖象的理解、力和運動的關(guān)系、電場強(qiáng)度的定義等知識點，需要學(xué)生有較好的分析能力，注意圖象中某點切線斜率代表加速度。

13.【答案】

【解析】解：由圖可知桌子高度為，根據(jù)豎直方向的運動規(guī)律有

解得

數(shù)碼相機(jī)每秒幀，所以該同學(xué)大約拍到幀幀照片。

由圖可知，從相鄰兩點的時間間隔相等，設(shè)為，豎直方向上有：

解得

水平方向

解得

故答案為：；，。

根據(jù)位移時間關(guān)系式計算平拋運動時間，再計算拍到的幀數(shù)；

根據(jù)相鄰相等時間位移差為定值計算相鄰點跡間的時間間隔，根據(jù)勻速運動規(guī)律計算初速度。

本題關(guān)鍵掌握平拋運動的規(guī)律和特點，根據(jù)勻變速直線運動和勻速運動規(guī)律計算。

14.【答案】

【解析】解：電容器的電容與充電電壓無關(guān)，故A、B錯誤；

根據(jù)電容決定式

可知為增加該電容器的電容，可以增大或減小，所以使錫箔紙面積盡可能大或使錫箔紙卷繞得盡可能緊，都可以增大電容，故C、D正確。

故選：。

根據(jù)可知，圖像與時間軸圍成的面積表示電荷量。圖像每小格表示的電荷量為

圖像與時間軸圍成的面積共約個小格，則電容器充滿電后所帶的電荷量約為

由圖像知，充滿電后電容器兩端電壓為，則電容大小約為

故答案為：；，。

由電容決定式知增大或減小都可以增大電容；

根據(jù)圖像與時間軸圍成的面積計算電荷量，根據(jù)電容定義式計算電容。

本題考查電容器知識，根據(jù)電容決定式以及電容器充放電知識求解。

15.【答案】解：兩金屬板間的電