河北省邯郸市2021-2022学年高一下学期期末质量检测物理试题（Word版含答案）

邯郸市2021-2022学年高一下学期期末质量检测
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考场填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.关于物体的运动，下列说法正确的是
A.物体受到的合外力方向变化时，其一定做曲线运动
B.物体做曲线运动时，其速度一定变化
C.物体做曲线运动时，其加速度一定变化
D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动
2.有关物理学史和物理方法，下列说法正确的是
A.法拉第提出电荷周围存在电场，并发现了电流周围存在磁场
B.根据，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
C.牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，从而完成了月—地检验
D.安培根据通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似提出了“分子电流假说”
3.如图所示，用电压表和电流表测电阻，Rx为待测电阻，如果电压表的读数是2.70V，电流表的读数是10.0mA，电压表的内阻是3.00kΩ，电流表的内阻是10Ω，那么Rx的精确值最接近
A. 297Ω B. 270Ω C. 260Ω D. 280Ω
4.如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，C为电容器，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，下列判断正确的是
A.电容器C处于放电状态
B.电容器C两极板间的电场强度减小
C.电压表的读数增大
D. R1消耗的功率增大
5.如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕轴匀速转动，则圆盘转动的最大转速为
A. B. C. D.
6.空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则
A. a点的电场强度比b点的小
B. d点的电势比c点的低
C.质子在d点的电势能比在c点的小
D.将电子从a点移动到b点，电场力做正功
7. 2022年春天邯郸市出现新冠疫情，某医院接上级指示立即派出医疗小组开车到爆发地进行医疗教援，该医疗小组开车在某上坡的路段以10m/s的速度匀速行驶。已知车辆和医疗小组人员总质量为2.0103kg，该上坡的路段与水平面成15°，假设受到的阻力为1.8103N。此时汽车的发动机功率是（g=10m/s2，sin15°=0.26）
A.18kW B.52kW C.70kW D.20kW
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.邯郸园博游乐园摩天轮已成为我市西部最新地标性建筑，如图所示。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下面说法正确的是
A.摩天轮在转动的过程中，乘客的动能不变
B.在最高点时，乘客的重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮在转动的过程中，乘客的机械能守恒
D.摩天轮在转动的过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变
9.如图所示，在铁芯上绕着两个线圈P和Q，如果线圈P中的电流随时间t的变化关系有下图所示的四种情况，则可以在线圈Q中观察到感应电流的是
A B C D
10.在一个点电荷Q的电场中，让x轴与电场中的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m（如图甲所示），在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系分别如图乙中直线a、b所示。已知静电力常量，下列说法正确的是
甲 乙
A.A点的电场强度是40N/C，方向沿x轴负方向
B.B点的电场强度是2.5N/C，方向沿x轴正方向
C.点电荷Q带正电，所在位置为坐标原点
D.点电荷Q的带电荷量约为
三、实验题：本题共2个小题，共15分。
11.（6分）如图甲所示为用传感器观察电容器放电过程的电路图。电源电动势为8V，电容器可选几百微法的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出放电的I—t图像如图乙所示。
甲 乙
（1）电容器在整个放电过程中释放的电荷量约为 C。（结果保留两位有效数字）
（2）根据以上数据估算出电容器的电容为 F。（结果保留两位有效数字）
12.（9分）某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，有一直径为d、质量为m的金属小球在A处由静止释放，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，测得A、B间的距离为H，当地的重力加速度为g。
甲 乙 丙
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d= mm。
（2）小球通过光电门时的瞬时速度v= 。（用题中所给的物理量符号表示）
（3）调整AB之间的距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图像如图丙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线的斜率k= 。（用题中所给的物理量符号表示）
四、计算题：共3小题，共39分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位。
13.（12分）2022年4月16日，“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，三位航天英雄（翟志刚、王亚平、叶光富）成功凯旋归来，标志着我国“神舟十三号”载人飞行任务取得圆满成功，中国航天又站在了一个新的起点。若将“神舟十三号”绕地球运动视作匀速圆周运动，且绕行n圈的时间为t。已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G。试求：
（1）地球的质量M；
（2）地球的第一宇宙速度；
（3）“神舟十三号”离地球表面的高度。
14.（12分）2022年2月18日，北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛，中国队选手谷爱凌展现超强实力，获得冠军，摘得北京冬奥会上的个人第二金。谷爱凌某次的运动可简化为如图乙所示的运动情境，U型场地可近似看成半径R=4.5m的半圆，她从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落。若谷爱凌和滑雪装备总质量为m=60kg，重力加速度g取10m/s2。
（1）忽略一切阻力，求谷爱凌滑到U型场最低点时对最低点的压力大小；
（2）谷爱凌在某次滑雪过程中调节动作要领，使其滑板与场地产生摩擦力，从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落，恰好滑到A点，求这一过程中谷爱凌克服摩擦力做的功。
15.（15分）如图所示，两足够长的带电金属板P、Q水平放置，间距为2d，两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同，G接地，P、Q的电势均为φ（φ>0）。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0（平行于纸面）水平射入电场，粒子重力忽略不计。求：
（1）粒子第一次穿过G时的动能；
（2）粒子从射人电场到第一次穿过G的过程，在水平方向上的位移大小；
（3）若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的最短长度应为多少。
邯郸市2021-2022学年高一下学期期末质量检测
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D A C B D C AB BCD BD
1.B 解析：物体受到的合外力方向变化，可能做直线运动，如合力时而与速度同向，时而反向，A错误；曲线运动的速度沿着轨迹的切线方向，时刻改变，故一定是变速运动，B正确；物体做曲线运动，其加速度与速度一定不共线，但加速度可能不变，如平抛运动的加速度为g，固定不变，C错误；平抛运动的合力垂直于初速度，但不是匀速圆周运动，D错误。
2.D 解析：法拉第提出电荷周围存在电场，奥斯特提出电流周围存在磁场，A错误；是比值定义法，磁感应强度B的大小只与磁场本身有关，B错误；月—地检验是指月球绕地球运动时的加速度和地球上自由落体苹果的加速度之比为，C错误；安培根据通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似提出了“分子电流假说”，D正确。
3.A 解析：通过电压表的电流，由欧姆定律得：
，A正确。
4.C 解析：滑动触头P下滑时，R2接入电路的电阻增大，电路中的总电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，R1两端电压减小，由于R1与R2串联，所以R2两端电压增大，电容器C两端的电压增大，由电容的定义式，得电荷量增加，为充电过程，A错误；由，得电容器中的电场强度增大，B错误；由于路端电压增大，故电压表的读数增大，C正确；R1两端电压减小，纯电阻电路有，得R1消耗的功率减小，D错误。
5.B 解析：硬币在圆盘上受重力、支持力、静摩擦力三个力的作用，静摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大静摩擦力时，角速度最大，由牛顿第二定律有：，可得最大的角速度为，由角速度与转速的关系，得最大转速为，B正确。
6.D 解析：电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由图可知a点的电场线比b点的电场线密，故a点的电场强度比b点的电场强度大，A错误；沿着电场线方向电势不断降低，可知d点的电势比c点的电势高，B错误；由于质子带正电，根据电势能公式，得正电荷在电势高的地方电势能大，可知质子在d点的电势能比在c点的电势能大，故C错误；由图可知，a点的电势低于b点的电势，且电子带的是负电荷，根据电势能公式，得负电荷在电势越低的点电势能越大，故电子在a点的电势能高于在b点的电势能，所以将电子从a点移动到b点，电势能减小，故电场力做正功，D正确。
7.C 解析：汽车的发动机功率，汽车匀速行驶时处于平衡状态有：，以上两式联立求得P=70kW，C正确。
8.AB 解析：由于摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动，乘客随座舱运动过程中动能不变，重力势能变化，机械能变化，A正确，C错误；在最高点时，乘客的速度不为零，向心加速度不为零，处于失重状态，此时乘客的重力大于座椅对他的支持力，B正确；乘客重力的瞬时功率，由于转动过程中重力与速度之间的夹角θ不断变化，因此乘客重力的瞬时功率不断变化，D错误。
9.BCD 解析：线圈Q中产生感应电流的条件：①电路必须闭合；②穿过回路的磁通量发生变化。若通过线圈P中的电流不变，则电流产生的磁场不变，穿过线圈Q的磁通量不变，不产生感应电流，A错误；若通过线圈P中的电流发生变化，则电流产生的磁感应强度发生变化，穿过线圈Q的磁通量发生变化，产生感应电流，故BCD正确。
10.BD 解析：根据图像乙的斜率求出A点的电场强度大小，同理可求出B点的电场强度大小，由于试探电荷带正电，得A、B两点的电场强度方向均沿x轴正方向，A错误，B正确；由于点电荷Q在两点产生的电场强度方向相同，且A点的电场强度大于B点的电场强度，所以场源电荷必定在A点的左侧。设场源电荷的坐标为x，，，解得x=0.2m，C错误；将x=0.2m代入到中，解得：，D正确。
11.答案：（1）（3分） （2）（3分）
解析：（1）I—t图像中图线与横轴所围面积表示电荷量，经计算（大于半格计为一格，小于半格舍去），图线下共有约40小格，所以电容器在整个放电过程中释放的电荷量约为。
（2）从上一问知道，电容器充满电后所带的电荷量，而所加电压，所以。
12.答案：（1）7.25mm（3分）（2）（3分）（3）（3分）
解析：（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加标尺读数，可读得游标卡尺的读数为7.25mm；
（2）已知经过光电门时的时间、小球的直径，则可以由平均速度表示经过光电门时的瞬时速度，故；
（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有，整理得，故该直线的斜率。
13.答案：（1）（2）（3）
解析：（1）地球表面处万有引力近似等于重力，有：（2分）
得：（2分）
（2）第一宇宙速度为近地卫星运行速度，由重力提供向心力：
（2分）
得：（1分）
（3）“神舟十三号”做圆周运动，由万有引力提供向心力：
（2分）
“神舟十三号”运动周期为：（1分）
联立方程求解得：（2分）
14.答案：（1）2000N （2）900J
解析：（1）谷爱凌从高出U型场H=1.5m处运动滑到最低点的过程中，由动能定理可得：
（3分）
在最低点由牛顿第二定律可得：（2分）
由牛顿第三定律可得：F压=FN（1分）
解得：F压=2200N（1分）
（2）整个过程由动能定理可得：（3分）
解得：W克=900J（2分）
15.答案：（1）（2）（3）
解析：（1）由题意得，P、G间与Q、G间电场强度的大小相等，均为E有：
（2分）
设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理得：
（2分）
解得：（2分）
（2）粒子在P、G间所受静电力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有：
（2分）
设粒子第一次到达G时，所用的时间为t，粒子在水平方向的位移大小为l，则有
，（2分）
解得：（2分）
（3）若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短。由对称性知，此时金属板的长度L为：
（3分）