永州市 2022 年上期高一期末质量监测
物理参考答案及评分标准
一、单选题（1~7题，每小题 4分，共 28分）
二、多选题（8~11题，每小题 5分，共 20分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 C A A D B B C AD BC AC AC
三、实验题（本题共 2小题，每空 2分，共 16分）
12．（1）B （2）大 （3） 2∶1（2也正确）
13．（1）B （2）0.547 0.513 （3） C （4）9.70
四、计算题（本题共 3小题，共 36分）
14．（10分）
解：（1）“天问一号”火星探测器做圆周运动的周期
T t （2分）
N
v 2 R （2分）
T
联立解得 v 2 RN （1分）
t
2
2 GMm m4 R（ ）由 （2分）
R2 T 2
M （1分）
V
V 4 R
3
（1分）
3
3 N2
联立解得 （1分）
Gt2
15．（12分）
解：（1）粒子带负电 （2分）
2 qE（ ）从 O到 P a （2分）
m
h 1 at 2 （2分）
2
E 2mh联立解得 （1分）
qt2
（3）从 O到 P L= vxt （2分）
从 M板中心到 O 1 1点 qU mv2 mv2MN 2 x 2 0
（2分）
m L2
联立解得 U 2MN 2q
v0 （1分）2
t
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16．（14分）
v2
解：（1）滑块恰好过最高点 C，有 mg m R （1分)
若滑块恰好能过最高点，从 A到 C，由机械能守恒定律，有
mg h0 2R
1
mv2 （2分）
2
解得 h0 0.25m （1分）
（2）要使滑块恰能运动到 E点，则滑块到 E点的速度为 0，从 A到 E，
由动能定理，有 mgh1 mg x1 x2 0 0 （2分）
解得 h1 x1 x2 0.7m （1分）
显然 h1 > h0，要使滑块恰能运动到 E点，则滑块释放点的高度
h1 0.7m （1分）
（3）①当滑块释放点的高度范围满足 0.25m h 0.3m时，滑块不能运动超过
D点，最终停在 BD上，设其在 BD上滑动的路程为 x，有
mgh mgx 0 0
解得 x h 10h （1分）
②当滑块释放点的高度范围满足0.3m h 0.6m时，滑块从传送带返回 D
点，最终停在 BD上，在 BD上滑动的路程为 2x1 x，有
mgh mg 2x1 x 0 0
x 2x h解得 1 6 10h （1分）
③当滑块释放点的高度范围满足0.6m h 0.7m时，滑块从传送带返回 D
点，重回圆轨道，不超过与圆心等高位置，最终停在 BD上，分析可知滑块
在 BD上滑动的路程为 2x1+x，有
mgh μmg 2x1 x 0 0
x h解得 2x 10h 6 （2分）
1
④当滑块释放点的高度h 0.7m时，滑块从 E点飞出，有
mgh mg x1 x2
1
mv2E 02
解得 vE 20h 14
平抛运动的时间 t 2H 0.4s
g
x x1 x2 vEt
x 7 2 20h 14解得 （2分）
5
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物 理
考生注意：
1．本试卷包括四道大题，共 16 道小题。满分 100 分，考试时量 75 分钟。
2．考生务必将各题的答案填写在答题卡的对应位置，在本试卷上作答无效。
3．考试结束时，只交答题卡。
一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题给出的四个选项中，只有一个
选项正确，将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人
类文明的进步，下列关于物理学家的贡献正确的是
A．开普勒发现了万有引力定律 B．牛顿测出了万有引力常量
C．爱因斯坦创立了狭义相对论 D．库仑最早测得了元电荷 e的数值
2．图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区，桶盖会自动绕 O点水平打开，如图
乙所示。桶盖打开过程中桶盖上 A、B两点的角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分
别为 vA、vB，则
A．vA＜vB
B．vA＞vB
C．ωA＜ωB
D．ωA＞ωB
3. 随着北斗三号第三十颗卫星乘着长征三号乙运载火箭从西昌发射场发射升空，北斗三号
全球卫星导航系统正式开通。北斗三号卫星导航系统由 24 颗中圆地球轨道卫星、3 颗地
球静止轨道卫星和 3 颗倾斜地球同步轨道卫星共 30 颗卫星组成。其中中圆地球轨道卫星
是指距离地球表面 2000-20000 千米的地球卫星，地球静止轨道卫星即地球同步卫星，倾
斜地球同步轨道卫星是指轨道平面与地球赤道平面有夹角，但周期等于地球自转周期的
卫星。对于其中 3 颗地球静止轨道卫星，下列正确的是
A．离地面的高度一定相同
B．地球对它们的引力一定相同
C．运行的线速度大于第一宇宙速度
D．通过技术改进可以使其中一颗卫星定点在永州上空
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4．如图为真空中两点电荷 A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚线对称，O
点为两点电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，
下列正确的是
A．a处无电场线，故其电场强度可能为零
B．A、B带等量异种电荷
C．a、b两点电场强度相同
D．a、b两点电势相等
5. 如图所示，水平桌面高度为 H，从桌面上的 A点将一质量为 m的小球以初速度 v0 水平
抛出，不计空气阻力，以 A点所在的水平面为零势能面，小球可视为质点，重力加速度
为 g。当小球下落高度 h到达 B点时，下列正确的是
A．小球的重力势能为mg H h
B 1．小球的动能为 mv2
2 0
mgh
C 1．小球的机械能为 mv2
2 0
mg H h
D．小球重力的瞬时功率为mg 2gh v20
6．如图所示，两块较大的金属板 A、B相距为 d，平行放置并与一电源相连，S 闭合后，
两极板间恰有一质量为 m、电荷量为 q的油滴处于静止状态，下列正确的是
A．若将 A向左平移一小段位移，则电流表○A 中有 a→b的电流
B．若将 A向上平移一小段位移，则电流表○A 中有 b→a的电流
C．若将 A向下平移一小段位移，则油滴向下加速运动
D．若将 S 断开，则油滴将做自由落体运动
7．如图所示，两个质量相等、可视为质点的木块 A和 B放在转盘上，用长为 L的细绳连
接，最大静摩擦力均为各自重力的 K倍，A与转轴的距离为 L，整个装置能绕通过转盘
中心的转轴 O1O2 转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，
使角速度缓慢增大，重力加速度为 g，下列正确的是
A ω < 2Kg．当 时，绳子一定无弹力
3L
B．当ω > Kg 时，A、B相对于转盘会滑动
2L
C ω 0 < ω < 2Kg． 在 范围内增大时，A所受摩擦力大小一直变大
3L
D Kg 2Kg．ω在 <ω< 范围内增大时，B所受摩擦力大小变大
2L 3L
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二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。每小题给出的四个选项中，有多个选
项正确，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。将你认为正确
的答案选出来填在答题卡的指定位置）
8． 火车是我国主要客运、货运工具之一，尤其是高速客运“复兴号”更给我们的出行带来
便利，仅仅 2021 年国家铁路完成旅客发送量 26.1 亿人次。高铁运动太快，转弯时容
易导致外轨受损，若火车在铁轨上转弯可以看作水平面内的匀速圆周运动，为解决火
车高速转弯时外轨受损这一难题，理论上可行的措施是
A．增大弯道半径
B．减小弯道半径
C．适当减小内外轨道的高度差
D．适当增加内外轨道的高度差
9． 如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为 10cm 的正六边形的六个顶
点，B、C、D三点的电势分别为 2V、4V、6V，正六边形所在平面与电场线平行。已
e = 1.6 10 19知电子电荷 C，下列正确的是
A．匀强电场的电场强度大小为 20V/m
B．通过 AB和 DE的直线应为电场中的两条等势线
C．匀强电场的电场强度方向为由 D指向 B
D 19．将一个电子由 D点移到 C点，电子的电势能将减少 3.2 10 J
10．如图所示，两轮平衡车广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出的最
大功率为 P0，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为 f，已知小
明和平衡车的总质量为 m，从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视
为质点，不考虑小明对平衡车做功，设平衡车启动后最初的一段时间内是由静止开始
做加速度为 a的匀加速直线运动，直到达到最大功率，下列正确的是
A．平衡车做匀加速直线运动时，输出功率与速度成正比
B．平衡车做匀加速直线运动时，牵引力大小 F = ma
C P．平衡车做匀加速直线运动所用的时间 t 0
( f ma)a
D P．平衡车做匀加速直线运动所用的时间 t 0
fa
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11．如图所示，一对平行金属板长为 L，两板间距为 d，两板间所加交变电压 UAB ，交变
电压的周期 T L 。质量为 m、电荷量为 e的电子从平行板左侧以速度 v0沿两板的中
2v0
线持续不断的进入平行板之间，已知所有电
子都能穿过平行板，且最大偏距的电子刚好
从极板的边缘飞出，不计重力作用，则
A．所有电子离开电场时速度都是 v0
B．所有电子在两板间运动的时间为 T
C． T d t = 时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为
4 16
D d． t = T 时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为
8 4
三、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分。将答案填在答题卡的指定位置）
12．（6 分）用如图所示的实验装置探究小球做匀速圆周运动所需向心力的大小 F与质量
m、角速度ω和半径 r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮 1 和变速塔
轮 2 匀速转动，槽内的小球就随槽做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向
心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，
标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的大小关系。
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关
系时，用到的主要实验方法是________；
A．理想实验法
B．控制变量法
C．等效替代法
D．演绎推理法
（2）通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做
圆周运动的角速度越大，需要的向心力就越________（填“大”或“小”）；
（3）由更精确的实验可得向心力的表达式为 F =mrω2。在某次探究实验中，当 a、b
两个完全相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出 a、
b两个小球所受向心力的比值为 1∶4，由此表达式可求得与皮带连接的变速塔轮
1 与塔轮 2 对应的半径之比为________。
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13．（10 分）某实验小组利用如图甲所示装置，让重物带动纸带从静止开始自由下落验证
机械能守恒定律。
（1）要完成此实验，除了图甲中所示的器材及导线和开关外，还必须选用下列器材中
________（填字母标号）；
A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．砝码
（2）在某次实验中，质量为 0.3kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图
乙所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为 0.02s，从起点 O到打下点 B的过程
中，重力势能减少量△Ep=________J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J，
（g取 9.8m/s2，结果均保留 3 位有效数字）；
（3）多次实验结果显示，重力势能的减少量稍大于动能
的增加量，最可能的原因是________；
A．利用公式 v gt计算重物速度
B．利用公式 v 2gh计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
（4 1）该小组同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出 v2 h图像如图丙所示，请
2
根据图像计算出当地的重力加速度 g＝________m/s2。（结果保留 3 位有效数字)
四、计算题（本题共 3 小题，共 36 分。解答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）
14.（10 分）2021 年 5 月 15 日 7 时 18 分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托
邦平原南部预选着陆区，我国成为第二个成功着陆火星的国家。若“天问一号”火星
探测器被火星捕获后，贴近火星表面环绕火星做“近火”匀速圆周运动 N圈，用时为
t，已知火星的半径为 R，引力常量为 G，求：
（1）“天问一号”火星探测器环绕火星做“近火”匀速圆周运动的线速度大小；
（2）火星的平均密度ρ。
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15.（12 分）如图所示，金属板 M、N竖直平行正对放置，M板带正电、N板带负电，两
板中心的小孔连线正好与 x轴重合，在 0 < x L区域内存在沿 y轴正方向的有界匀强电
场。有一质量为 m、电荷量大小为 q的粒子，从 M板中心的小孔以速度 v0 沿 x轴正方
向进入 M、N间，通过 O点进入竖直电场后经 P点离开电场。已知粒子从 O到 P的
运动时间为 t，沿 y轴负方向偏移的距离为 h，不计粒子所受的重力，试求：
（1）粒子带何种电荷；
（2）y轴右侧电场的电场强度的大小 E；
（3）金属板 MN之间的电势差UMN 。
16．（14 分）如图所示的简化模型，主要由光滑曲面轨道 AB、光滑竖直圆轨道、水平轨
道 BD、水平传送带 DE和足够长的落地区 FG组成，各部分平滑连接，圆轨道最低点
B处的入、出口靠近但相互错开，滑块落到 FG区域时马上停止运动。现将一质量为
m=0.2kg 的滑块从 AB轨道上某一位置由静止释放，若已知圆轨道半径 R=0.1m，水平
面 BD的长度 x1=3m，传送带长度 x2=4m，距离落地区的竖直高度 H=0.8m，滑块与水
平轨道 BD和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.1，传送带以恒定速度 v0=4m/s 逆时针转
动（g取 10m/s2，不考虑传送带的半径对运动的影响）。
（1）要使滑块恰能通过圆轨道最高点 C点，求滑块释放点距水平轨道的高度 h0；
（2）要使滑块恰能运动到传送带最右端 E点，求滑块释放点距水平轨道的高度 h1；
（3）若释放点距水平轨道的高度h h0 ，求滑块静止时距B点的水平距离 x与 h的关系。
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