江西省抚州市乐安县2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

乐安县2022-2023学年高一下学期期末考试
物理
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。
3.请按照题序在各题的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答题无效。
4.保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（　　）
A．摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
B．摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的原子转移到另一个物体
C．通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷
D．通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷
2．我国的科研团队在引力常量的测量中作出了突出贡献，于2018年得到了当时最精确的引力常量的值。下列关于引力常量的说法正确的是（ ）
A．牛顿在提出万有引力定律的同时，也计算出了引力常量的值
B．引力常量只是一个常数，没有单位
C．引力常量的值最早由卡文迪什测出
D．不同物体间的引力常量的值不相同
3．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（　　）
A．周期 B．角速度 C．线速度 D．向心加速度
4．如图，悬挂在绝缘丝线下的A、B两小球带同种电荷，两小球的带电量，质量，两球都处于静止状态。 A、B两球所受库仑力的大小分别为和，则（　　）
A． B． C． D．无法确定
5．无人机因具有机动性能好、生存能力强、使用便捷等优点在生产生活中有广泛应用。某次工作人员用无人机练习物资投放时，无人机在距离水平地面高处以的速度沿水平方向匀速飞行时，某时刻无人机释放了质量为的物资（可视为质点，不影响无人机的运动状态），不计空气阻力，取重力加速度大小。则（ ）
A．物资落地前瞬间的速度大小为
B．物资落地前瞬间的动能为
C．物资落地前瞬间受到重力做功的功率为
D．物资落地时与无人机的距离为
6．如图所示，半径为r的四分之一竖直圆弧轨道AOB与水平轨道BC相切与B点，一质量为m的小物块从A点静止释放，经最低点B后最终停在C点，小球与轨道的摩擦因数处处相同，现在CB段给小球某一水平外力作用，使得小物块刚好能够回到A点，则关于外力做的功W说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．均匀带电球壳在球壳外某处产生的电场可等效看做相同电荷量的点电荷位于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布负电荷，总的电荷量为，球面半径为，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，M、N、P为CD上的点，且，。当P点固定一电荷量为的点电荷时，N点电场强度为0。则M点的场强大小为（　　）
A． B．
C． D．
8．关于对库仑定律的理解和应用，以下说法中正确的是（　　）
A．库仑定律适用于真空中点电荷的电场力计算
B．根据知，当两个带电体相距很近时，它们之间的库仑力会无穷大
C．两个电荷量分别为q1和q2的带电金属球，它们球心间的距离为r，则二者带同种电荷时，它们之间的库仑力，带异种电荷时
D．两个电荷量分别为q1和q2的带电金属球，它们球心间的距离为r，则二者带同种电荷时，它们之间的库仑力，带异种电荷时
9．如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同水平面且轻弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（　　）
A．重物的重力势能增加 B．重力对重物一直做正功
C．弹簧的弹性势能增加 D．系统的机械能增加
10．如图，电荷为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到薄板的垂线通过薄板的几何中心，若图中A点的电场强度为零，则下面关于薄板在A或B点产生的电场强度的分析正确的是（ ）
A．在A点产生的电场强度大小为
B．在B点产生的电场强度大小为
C．在A点和B点产生的电场强度是相等的
D．在计算薄板产生电场强度的时候，视其为真空中的点电荷
11．如图所示，一轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，A球质量为m，B球的质量是A球质量的2倍。开始时用手托住B球，使得轻绳刚好被拉紧，此时B球离地面的高度是h，A球静止于地面。现释放B球，若B球落地瞬间绳子断裂，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g，以地面为零势能面。则下列说法正确的是（ ）
A．B球下降高度为时，A球的速度为
B．A球能上升的最大高度为
C．A球整个上升过程总时间为
D．B落地时合力对A做的功
二、实验题（共20分）
12．用甲、乙两种实验装置来探究电荷之间相互作用的规律：
（1）如图甲所示，把两个完全相同的带电小球a、b分别挂在等长绝缘细线下端，稳定时两小球处于同一水平面上，此时两细线相对于竖直方向的偏角______；两细线的悬点越近，偏角越______。
（2）如图乙所示，把两个小球A、B挂在等长绝缘细线下端，稳定时两小球处于同一水平面上，两细线相对于竖直方向的偏离角均为α，则两小球的质量______，带______种电荷，把A、B接触一下，再悬挂起来，静止时偏离角α______（填“可能”或“一定”）等于零。
13．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律。

（1）下面选材和操作步骤中错误的是______。
A．物块a和物块b应选用质量大、体积大、密度大的材料
B．用天平测量物块a的质量和物块b的质量，要求小于
C．把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，跨过定滑轮的轻质细线连接物块a和物块b
D．把固定在物块a上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块a靠近打点计时器，先释放物块a和物块b再接通打点计时器的电源
（2）在实验过程中打出的一条纸带如图乙所示，若每相邻两计数点间还有四个计时点没有画出，打点计时器所用交流电的周期是T，测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为、、、、、，则打计数点A时物块a和物块b运动的速度大小______，打计数点E时物块a和物块b运动的速度大小______，从打计数点A到E的过程中，物块a和物块b组成的系统减小的重力势能______，系统增加的动能为______，若约等于，则在误差允许的范围内，物块a和物块b组成的系统机械能守恒。（物块a的质量、物块b的质量、重力加速度g、交流电的周期T、以及、、、、、均为已知，且结果用上述物理量符号表示，可以不化简）
三、计算题（共36分）
14．真空中有两个点电荷，电量均为+Q，将它们分别固定在等腰三角形底边的顶点A、B上，AB间的距离为d，现将电量为q的试探电荷放到顶点C，测得它所受静电力为F。求：
（1）C处的电场强度E；
（2）A、B两处点电荷之间的库仑力F。
15．新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求：
（1）该车在运动过程中所受阻力大小；
（2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小；
（3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。
16．如图所示，质量为的小滑块（视为质点）在半径为的圆弧端由静止开始释放，它运动到B点时对轨道的压力为20N，当滑块经过后立四将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为。长的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在之间调节，斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点，认为滑块通过C和D前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，，不计空气阻力，求：
（1）在AB上运动过程中克服阻力所做的功；
（2）为了不挤压弹簧，求的取值范围；
（3）若最终滑块停在D点，求的取值范围。

1．C
A．电荷既不能创生，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量保持不变，故A错误；
B．摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上，故B错误；
CD．摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上，且通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷，故C正确，D错误。
故选C。
2．C
AC．牛顿提出了万有引力定律，引力常量的值最早由卡文迪什测出，故A错误，C正确；
B．根据万有引力定律可推导出引力常量的单位为，故B错误；
D．在计算不同物体间相互作用的万有引力时，引力常量的值为相同的，故D错误。
故选C。
3．A
卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
可知，卫星的轨道半径越大，周期越大，而角速度、线速度和向心加速度越小，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”较小的是周期，较大的是角速度、线速度和向心加速度。
故选A。
4．C
AB两球所受库仑力是相互作用力，大小相等，方向相反。
故选C。
5．C
ABC．释放的物资做平抛运动，竖直方向有
解得
则物资落地前瞬间的速度大小为
物资落地前瞬间的动能为
物资落地前瞬间受到重力做功的功率为
故AB错误，C正确；
D．物资和无人机在水平方向以相同的水平速度做匀速直线运动，则物资落地时与无人机的距离为，故D错误。
故选C。
6．C
物块下滑过程中，在圆轨道上，由动能定理
B运动到C的过程中
物块在返回过程中，在圆轨道上
C到B过程中
可知，上滑过程中，轨道对物体的支持力大于下滑过程轨道对物块的支持力，即，故
故选C。
7．D
假设半球面右侧有一相同的半球面组成一个完整的均匀带电球壳，球壳所带电荷量为，设半球面在点的场强大小为，半球面在点的场强大小为，则有
当P点固定一电荷量为的点电荷时，N点电场强度为0，则有
联立解得
，
根据对称性可知半球面在点的场强大小为
则P点固定一电荷量为的点电荷时，M点的场强大小为
故选D。
8．AD
A．库仑定律适用于真空中点电荷的电场力计算，故A正确；
B．当两个带电体相距很近时，两个带电体不能看成点电荷，则不适用，故B错误；
CD．两个电荷量分别为q1和q2的带电金属球，它们球心间的距离为r，则二者带同种电荷时，它们之间的库仑力为排斥力，则带电中心的距离比r大，故，若带异种电荷时它们之间的库仑力为吸引力，则带电中心的距离比r小，故，故C错误，D正确。
故选AD。
9．BC
ABC．重物自由摆下到最最低点的过程中，重力对重物一直做正功，重物的重力势能减小，弹簧拉力对重物做负功，弹簧的弹性势能增加，故A错误，BC正确；
D．对系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，故D错误。
故选BC。
10．AB
ABC．根据点电荷的场强公式，电荷q在A点产生的场强
，方向沿BA方向
而A点的场强为0，则可知薄板在A点产生的场强大小为
，方向沿AB方向
根据对称性可知，薄板在B点产生的场强
，方向沿BA方向
场强是矢量，可知薄板在A、B两点产生的场强大小相等，方向相反，故AB正确，C错误；
D．在计算薄板产生电场强度的时候，不能将其视为真空中的点电荷，薄板在某点产生的电场实际上是薄板上所有点的电荷在某点产生的电场的合场强，故D错误。
故选AB。
11．BC
A．B球下降时，A球上升，对两球构成的系统，由动能定理
故
A选项错误。
BC．B球从释放至落地过程中，有动能定理
可得
B球下落至地面时绳子恰好断裂，绳子断裂前A、B以某一加速度a加速运动，此后A球以某一速度v向上做上抛运动，对B
对A
联立方程得
又
A上升最大高度
B、C选项正确。
D．B落地时，合力对A做的功
D选项错误。
故选BC。
12．（1）相等 大 （2）相等 异 可能
13．（1）AD （2）
14．（1）；（2）
（1）根据电场强度的定义可知
（2）AB间的距离为d，电量均为+Q，则A、B两处点电荷之间的库仑力为
15．（1）720N；（2）；（3）
（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有
可得该车在运动过程中所受阻力大小为
（2）根据图像可知，匀加速阶段加速度大小为
根据牛顿第二定律有
可得该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小
（3）内汽车匀加速运动的位移为
牵引力做的功为
变加速过程中，即内，汽车牵引力的功率恒为，所以该过程中牵引力做的功为
则从静止开始到末该车所受牵引力所做的功
16．（1）2J；（2）；（3）或
（1）滑块从A运动到B，根据动能定理有
滑块在B点时，根据牛顿第二定律，可得
其中
联立，解得
可知在AB上运动过程中克服阻力所做的功为6J。
（2）设滑块在斜面上运动的距离为l，则有
为了不挤压弹簧，需满足
联立，解得
又
可得
（3）最终滑块停在D点有两种可能
a．滑块恰好能从C下滑到D则有
代入数据得
b．滑块在斜面CD和水平地面间多次反复运动，最终静止于D点。当滑块恰好能返回C有
代入数据得到
当滑块恰好能静止在斜面上，则有
代入数据得到
可得
综上所述， 的取值范围为
或