河北省邢台市2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版含答案）

邢台市2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，必修第三册前三章。
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。
1.一位质量为60kg的同学从一楼走到五楼的时间为一分钟，已知每层楼的高度约为3m，重力加速度g取10m/s2。则该同学上楼过程克服重力做功的平均功率约为
A．12 W B． 15 W C．120 W D． 150 W
2.5月1日，2023职业男篮对抗赛（中国·邯郸站）在邯郸市综合体育馆拉开战幕。运动员某次投篮，篮球的运动过程简化如图所示，已知篮球的质量为 m，投出时篮球的初速度为 v0，距离篮框的竖直距离为h，忽略篮球运动过程中的空气阻力，取篮框所在的平面为零势能面，篮球可看成质点。则下列说法正确的是
A． 篮球刚抛出时的重力势能为 mgh
B．篮球刚进入篮框时的机械能为
C．篮球在最高点的机械能大于
D．篮球从投出至进框的过程中，动能的变化量与对应时间的比值先变小后增大
3.在实验室中有两个定值电阻R1和R2，小明同学对两个电阻串联和并联的伏安特性进行了测量，分别为图中的图线 1和2，则以下定值电阻R1和R2满足要求的是
A．R1=10Ω R2=10Ω B． R1=10Ω R2=20Ω
C． R1=20Ω R2=30Ω D． R1=30Ω R2=40Ω
4.如图所示，小明同学玩荡秋千，家长将小明拉到距最低点高度差 0.9 m的位置后静止释放。已知秋千的两根绳长均为5m，小明和秋千的总质量为 25 kg。当小明第一次荡到最低点时，速度大小为 4m/s，重力加速度 g取 10m/s2。则下列说法正确的是
A．最低点位置每根绳子平均承受的拉力为 340 N
B． 最低点位置每根绳子平均承受的拉力为 165 N
C．从释放至第一次荡到最低点的过程，重力做功为 270 J
D．从释放至第一次荡到最低点的过程，克服阻力做功为 100 J
5.如图，用两根绝缘细绳把两个带同种电荷的小球A、B竖直悬挂在一点。两小球静止时，恰好位于同一水平面，细绳与竖直方向的偏角分别为α、β，已知小球A、B的质量和电荷量分别为mA、mB、qA、qB，若偏角 α>β。则下列说法正确的是
A． A、B两球的质量一定满足mA>mB
B． A、B两球的质量一定满足mAC． A、B两球的电荷量一定满足qA>qB
D． A、B两球的电荷量一定满足qA6.图为研究影响平行板电容器大小因素实验时的操作示意图，下列说法符合实际情况的是
A．进行如图甲所示的操作时，平行板电容器的电容增大
B． 进行如图乙所示的操作时，平行板电容器的电容增大
C．进行如图丙所示的操作时，若插入的是电介质，平行板电容器的电容增大
D．进行如图丙所示的操作时，若插入的是金属板，平行板电容器的电容减小
7.汛期将至，南方多地开展抗洪抢险救援实战演练。某次实战演练中，战士们驾驶摩托艇从岸边A点出发去解救被困于对岸的人员。已知河岸是平直的，河水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为 v2，且v2=2v1，河的宽度为L，如果战士们在最短的时间内到达对岸，则摩托艇登陆点离 A点的距离为
A. B. C. D. 3L
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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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.北京时间 2023年5月30日 18时22分，翘盼已久的神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”。已知“天宫”距离地面的平均高度约为h=390km，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为 R，引力常量为 G。根据以上四个数据，下列物理量可以求出的是
A．地球的质量
B．地球的公转周期
C．“天宫”运行的周期
D． 地球对航天员桂海潮的万有引力
9.空间中分布有一电场，一负电荷仅在电场力的作用下在电场中做直线运动。其 v-t图像如图所示。则下列说法正确的是
A．t1时刻所在位置的电场强度大于t2时刻所在位置的电场强度
B．t1时刻所在位置的电场强度小于t2时刻所在位置的电场强度
C．t1时刻所在位置的电势高于t2时刻所在位置的电势
D．t1时刻所在位置的电势低于t2时刻所在位置的电势
10.电荷量分别为 2q和-q（q>0）的电荷分别置于 A、B两点，虚线是以AB为直径的一个半圆，C、D为其三等分点，O为圆心。下列说法正确的是
A． O点的电场强度比C点的电场强度大
B． O点的电场强度比D点的电场强度大
C． C点的电场强度与D点的电场强度之比为
D． C点的电场强度与D点的电场强度之比为
三、实验题：共15分。
11.（7分）学校举行“利用生活中的物品进行物理实验”活动，某实验小组设计通过手机拍摄小球自由下落的视频，得到分帧图片来验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。
实验步骤如下：
①将毫米刻度尺固定在竖直墙壁上，手机固定在手机支架上，调整好摄像头的视野位置；
②打开手机摄像功能，开始摄像；
③用手捏住小球，使其下端位于刻度尺零刻度处，松手，小球自由下落；
④停止拍摄，对视频进行分帧处理，选取合适的分帧图片，处理数据。
数据处理时每隔0.08s取一张分帧图片，选取连续获取的三帧图片，并从图中刻度尺上读出小球最下端对应刻度分别为：第一帧3.63cm、第二帧12.76cm、第三帧29.23cm；
（1）小球在第二帧图片所示位置时的速度 v= m/s（结果保留三位有效数字）；
（2）设从0刻度到第二帧对应位置时下落高度为 H，重力加速度为g，若要验证机械能守恒，则v、H、g需满足表达式 ；
（3）实验组对数据进一步处理，根据得到的信息推测出小球重力势能的减少量稍小于动能的增加量，出现这一结果的可能原因是 。
A．存在空气阻力
B． 实际释放位置在0刻度上方
C．刻度尺放置得有些倾斜
12.（8分）实验室有一捆金属丝，某实验小组对其电阻率进行测量。设计测量方案如下：
①用多用电表粗测金属丝电阻值；
②选取合适实验器材，用伏安法测得多组金属丝的电压U和对应电流I，并画出其U-I图像；
③用刻度尺测量连入电路的金属丝平均长度L；
④用螺旋测微器测量金属丝平均直径 d；
⑤根据测得的数据计算该金属丝的电阻率。
（1）某次直径 d的测量如图1所示，则此次读数为 mm；
（2）图 2为多用电表“×1”挡测得的数据，若用伏安法测电阻时所用电源电动势3V、内阻不计，实验电路图如图3所示，请结合以上信息在图4中进行实物连线；
（3）若②中画出的 U-I图像为一条过原点的倾斜直线，斜率为k，则金属丝的电阻率ρ= 。
四、计算题：共39分。
13.（10分）移居火星是人类的梦想，我国计划 2033年后载人登陆火星，若宇航员抵达火星球表面后，为了进一步测定火星的质量，做了如下实验：在火星极地处将一个小球以一定速度水平抛出，经过时间 t小球落回地面，下落的高度为L。已知引力常量为G，火星的半径为R，阻力忽略不计。求：
（1）火星的质量 M；
（2）火星的第一宇宙速度v。
14.（13分）虚线 MN、PQ间存在如图所示的竖直匀强电场，质子从a点由静止开始经电压 U=5.0×103V的电场加速后，从b点垂直进入匀强电场中，从虚线 PQ的某点c（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成45°角。已知 MN、PQ间距为d=50cm，质子的比荷是1.0×108C/kg，不计质子重力。求：
（1）竖直匀强电场的电场强度大小；
（2）b、c两点间的电势差
15.（16分）如图所示，有一水平足够长的传送带，以v 1=4m /s的速度沿顺时针方向匀速运转，传送带右端与一光滑水平轨道平滑连接，轨道的右端固定有一个挡板，一质量m=2kg的小滑块以v2=5m /s的速度从传送带右端冲上传送带，在传送带上减速到零，后反向运动并在水平轨道右端与挡板发生碰撞，假设每次碰撞后小滑块的动能减为碰前的四分之一，小滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度 g取10m/s2，已知当n足够大时，有 求：
（1）小滑块在传送带上第一次减速到零的位置距传送带右端的距离 x1；
（2）从开始到第一次与挡板碰撞前，小滑块与传送带之间摩擦产生的热量 Q；
（3）从开始到小滑块最终静止的过程，电动机多消耗的电能E。
邢台市2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理参考答案
1.答案：C
解析：根据功率的定义 其中t=60s，h=12m，解得平均功率 P=120W，故C正确。
2.答案：D
解析：取篮框所在的平面为零势能面，则篮球刚抛出时的重力势能为-mgh，故A错误；篮球在抛出时的机械能为 且运动过程中机械能守恒，故 B、C错误；根据动能定理知，合外力做功等于动能的变化，篮球抛出后只有重力做功，动能的变化量与对应时间的比值即重力做功的功率，由于篮球在竖直方向上先减速后加速，所以重力的功率先减小后增大，故D正确。
3.答案：A
解析：由伏安特性曲线可知，定值电阻 R1和 R2串联、并联后的阻值之比为4：1，则可知解得R1=R2，故A正确。
4.答案：B
解析：当小明第一次荡到最低点时，细绳的拉力与重力的合力提供向心力，设每根绳子拉力为T，则 解得 T=165 N，故 B 正确、A错误；从释放至第一次荡到最低点的过程，由动能定理可得 可得重力做功 克服阻力做功 故 C、D错误。
5.答案：B
解析：因为库仑力的作用A、B两球被排斥开，则满足 可知A、B两球的质量一定满足mA6.答案：C
解析：平行板电容器电容的决定式为 图甲中减小正对面积S，电容C减小，故 A错误；图乙中增大两极板之间的距离 d，电容C减小，故B错误；在两极板之间插入电介质，介电常数 ε 增大，电容 C增大，故C正确；在两极板之间插入金属板，等效于减小两极板间的距离d，电容C增大，故 D错误。
7.答案：C
解析：要使摩托艇在最短的时间内到达对岸，则摩托艇的速度方向垂直河岸，在垂直河岸方向L=v2t，在沿着河岸的方向x=v1t，则摩托艇登陆点离 A点的距离为 故C正确。
8.答案：AC
解析：根据在地球表面万有引力等于重力 得出地球质量 可知能够求出地球质量，故A正确；上述信息无法求解地球公转的周期，故 B错误；“天宫”运行由万有引力提供向心力 可知能够求出“天宫”运行的周期，故 C 正确；要求地球对航天员桂海潮的万有引力，需要知道航天员桂海潮的质量，故 D错误。
9.答案：AD
解析：v-t图像的斜率表示加速度，由图可知t1时刻加速度大于t 时刻加速度，因电荷仅在电场力作用下运动，qE=ma，则t 时刻所在位置的电场强度大于 t2时刻所在位置的电场强度，故A正确、B错误；由图可知，从t1到 t2电荷的速度越来越大，电场力做正功，电荷带负电，电荷由低电势向高电势运动，则t1时刻所在位置的电势低于t2时刻所在位置的电势，故C错误、D正确。
10.答案：ABD
解析：设 AB的距离为2r，则AD、BC间的距离为 r，故带电量为2q的电荷在O、C、D点产生的场强大小分别为 带电量-q的电荷在O、C、D点产生的场强大小分别为 两电荷在O点的场强方向相同，合场强大小为 两电荷在 C点的场强方向相互垂直，则场强大小为 两电荷在 D点的场强方向相互垂直，则场强大小为 综上可知，A、B、D正确。
11.答案：（1）1.60（2分）
（2）（3分）
（3）BC （2分）
解析：（1）第二帧为第一帧与第三帧的中间时刻，速度 代入数据计算得v=1.60m/s；
（2）验证机械能守恒即 故满足 即可；
（3）存在空气阻力会使得动能增加量小于重力势能减少量，故 A 错误；实际释放位置在 0刻度上方，则高度 H读取偏小，可能出现题目中的现象，故 B正确；刻度尺竖直放置不倾斜时，忽略空气阻力的情况下 刻度尺放置有些倾斜，尺子与竖直方向夹角为θ时，读取的刻度值 H 与实际高度 h的关系为 则机械能守恒满足 则 因此可得对于测量值 故C正确。
12.答案：（1）1.414~1.416 （2分）
（2）见解析 （3分）
（3）（3分）
解析：（1）螺旋测微器的固定刻度为 1mm，可动刻度为41.5×0.01mm=0.415mm，则其读数为 d=1mm+41.5×0.01mm=1.415 mm，考虑到估读，最终读数可为 1.414 mm~1.416 mm。
（2）电源电动势为 3 V，电压表量程选3V；因金属丝电阻约为 6Ω，电流表量程选0.6A，实物连线见下图；
（3）U-I 图像的斜率代表电阻大小，则由电阻率公式可得电阻率为
13.答案：（1）（6分）（2）（4分）
解析：（1）小球做平抛运动，在竖直方向
（2分）
小球在极地处，万有引力等于重力
（2分）
解得 （2分）
（2）根据万有引力定律有
（2分）
解得 （2分）
14.答案：（1）2×104V/m（9分）（2）5.0×103V（4分）
解析：（1）质子在电场中加速，由动能定理可得
（2分）
解得v0=1.0×106m/s（1分）
质子在竖直匀强电场中做类平抛运动
水平方向d=v0t （1分）
竖直方向 （1分）
由题意可知 （1分）
由牛顿第二定律得qE=ma （1分）
解得E=2×104 V/m。（2分）
（2）质子做类平抛运动，由动能定理得
（2分）
解得： （2分）
15.答案：（1）2.5m （3分） （2）81J （7分） （3）136J （6分）
解析：（1）小滑块在传送带上第一次减速到零，由动能定理可得
（2分）
解得x1=2.5m 。（1分）
（2）小滑块在传送带上第一次减速到零的时间为 t0，物块在传送带上的加速度为 a，此过程传送带位移为 x0，此过程产生的热量为 Q0，则可得
v =at0 a=μg（1分）
x0=v1t0（1分）
Q0=μmg（x1+x0）（1分）
小滑块反向加速至皮带共速后匀速到达传送带右端，加速时间为 t1，此过程传送带位移和物块位移分别为x11、x ，此过程产生的热量为 Q ，则可得
v =at （1分）
（1分）
（1分）
可得Q=Q +Q =81J。（1分）
（3）分析可知，从开始到小滑块最终静止的过程中，小滑块给传送带的摩擦力对皮带一直做负功，则对传送带由动能定理可得
（2分）
由第（2）问中的分析可知，小滑块第一次与挡板碰前的速度为 v ，碰后动能变为原来四分之一，则可知速度大小变为 方向反向，一段时间后冲上传送带先匀减速后匀加速，以原速度大小返回传送带右端，在传送带上运动时间为 t ，滑块与挡板发生第二次碰撞到第三次碰前，在传送带上运动时间为 且依次类推……
（1分）
滑块和传送带之间有摩擦力的过程，传送带的位移为
（1分）
解得 E=136J。（2分）