江西省抚州市资溪县2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试题（含答案）

资溪县2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理
本卷共3大题，100分
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列说法中，符合物理学史实的是（　　）
A．法国科学家笛卡儿认为须有力作用在物体上，物体才能运动
B．牛顿得出了万有引力定律，并测定了引力常量
C．元电荷最早由美国物理学家密立根测得并因此获得诺贝尔物理学奖
D．卡文迪许用扭秤实验建立了库仑定律，并测定了静电力常量
2．物理科学中，为了更好的描述自然现象，需要引入很多物理量，才能真正发现现象背后的物理规律，下面选项中哪个是库仑定律的表达式（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，A、B是同一条电场线上的两点，这两点电场强度的关系是（　　）
A．EA＞EB，方向相同 B．EA＞EB，方向不同
C．EA＜EB，方向相同 D．EA＜EB，方向不同
4．如图所示，点电荷＋Q固定，点电荷＋q沿直线从A运动到B。此过程中，两电荷间的库仑力是（　　）
A．吸引力，先变小后变大 B．吸引力，先变大后变小
C．排斥力，先变小后变大 D．排斥力，先变大后变小
5．某中学户外研学活动中，同学们开展助农春耕，深度体验农耕文化及劳动人民的艰辛。如图所示，学生相互合作用一根绳子拉犁，绳子斜向上与水平方向成，拉力大小为200N，犁位移10m，经历时间10s。已知，，则下列关于该过程拉力做功及功率的说法正确的是（　　）
A．拉力做功为1800J
B．拉力做功为1200J
C．拉力做功的平均功率为160W
D．拉力做功的平均功率为120W
6．一辆汽车在平直公路上由静止启动，汽车的输出功率与汽车速度大小的关系图像如图所示，当汽车速度达到v0后，汽车的功率保持恒定，汽车能达到的最大速度为2v0，若运动过程中汽车所受阻力恒为f，汽车的质量为m，下列说法正确的是（　　）
A．汽车先做匀加速运动，然后开始做匀速运动
B．汽车速度为0.5v0时，加速度大小为
C．汽车从静止到速度v0通过的位移为
D．若汽车速度达到2v0所用时间为t，则经过的位移为
7．如图所示，轻弹簧劲度系数为，一端固定于挡板C上，另一端与质量为的物块A相连接，物块A处于静止状态。跨过滑轮的细绳，一端与物块A连接，另一端连接挂钩，挂钩上挂一个质量也为的物块B后，物块A、B由静止开始运动。细绳与斜面始终平行，B始终未接触地面，斜面足够长，倾角为，重力加速度为，滑轮、细绳和挂钩质量及一切摩擦都不计。下列说法正确的是（ ）
A．物块B刚挂上时，B的加速度为
B．物块A的最大速度为
C．物块A从静止上升到最高点过程中，弹性势能的增加量大于物块B的重力势能的减少量
D．物块A从静止上升到速度最大的过程中，绳对A做的功等于A的机械能增加量
8．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（　　）
A．安装避雷针可使建筑物免遭雷击
B．静电复印机的工作原理和静电现象完全无关
C．用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，既省漆又均匀
D．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链，能防止静电产生危害
9．质量为m的物体以速度2v竖直向上抛出，物体落回到抛出点时，速度大小为v。设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，以下说法正确的是（　　）
A．整个过程中重力做功为零 B．空气阻力做的功为
C．小球上升的最大高度为 D．小球运动过程中所受空气阻力大小为
10．如图所示，电荷量分别为、的点电荷分别固定在间距为L的A、B两点，以A、B两点连线的中点O为圆心、为半径作圆，与A、B两点连线及垂线相交于a、c、b、d四点，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度为零的点位于OA段
B．b、d两点电场强度大小相等、方向相反
C．O点的电场强度大小为
D．c点的电场强度为O点电场强度的倍
11．如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一轻小定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右侧，杆上套有一质量m=2kg的小球A。半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直的固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软轻绳，通过定滑轮将两个小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点。现给小球A一个水平向右的恒力F=60N，（取重力加速度大小g=10m/s2），则（　　）
A．小球B运动到C处时小球A的动能为0
B．小球B运动到C处时的速度大小为m/s
C．小球B被拉到与小球A速度大小相等时，离地面高度为0.225m
D．小球B从地面拉到P的正下方C时，小球B的机械能增加了20J
二、实验题（共20分）
12．某同学用气垫导轨验证机械能守恒定律。装置如图所示，气垫导轨上A处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块和遮光条的总质量为M。滑块每次在气垫导轨上B点由静止释放，测出A、B间距离为L，遮光条的宽度为d，当地重力加速度为g。
（1）实验前要调节气垫导轨水平．开通气源，不挂钩码，将滑块放在气垫导轨上，如果滑块向左加速滑动，应将气垫导轨右端调_________（填“高”或“低”），直到滑块放在气垫导轨上能处于静止状态
（2）挂上钩码，调节定滑轮使连接滑块的细线_________，将滑块在B处由静止释放，滑块通过光电门时遮光条遮光时间为，钩码的质量为，从B处到达光电门中心处时，和M组成的系统动能增加量可表示为_________，系统的重力势能减少量可表示为_________，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒（用题中字母表示）。
13．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电量不变时，距离增大，两小球间静电力______。（填“增大”、“减小”或“不变”）
②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力______。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）以上实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。
A．等效替代法　　B．理想实验法　　C．控制变量法　　D．微小量放大法
（3）接着该组同学又进行了如下实验，如图乙所示，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为30°和45°，则为_________。
三、计算题（共36分）
14．如图所示，用一绝缘轻质细绳悬挂一个质量为40g的带电小球，空间有水平向右，大小为的匀强电场，小球处于静止状态时绳子与竖直方向夹角为，。
（1）分析小球的带电性质；
（2）小球带的电荷量是多少？
15．水平转盘可以绕竖直轴转动，半径，转盘中心处有一个光滑小孔，用一根长细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接，小物块B放在水平转盘的边缘且与转盘保持相对静止，如图所示。现让小球A在水平面做角速度的匀速圆周运动，小物块B与水平转盘间的动摩擦因数（取），求：
（1）与竖直方向的夹角及细线上的拉力大小；
（2）小球A运动速度大小不变，现使水平转盘转动起来，要使小物块B与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度的取值范围。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
16．如图所示，粗糙水平地面AB与固定在竖直面内的半圆形光滑轨道BC在B点平滑连接，轨道半径。用外力将一质量的物块压缩弹簧至A点，撤去外力，由静止释放物块，物块经过B点（此时物块与弹簧已分离）进入半圆形轨道向上运动到达最高点C后飞出，落到水平地面上时与B点的距离。已知A、B两点间的距离，物块与水平地面AB间的动摩擦因数，取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）求物块经过C点时对轨道的压力大小；
（2）求弹簧被压缩至A点时的弹性势能；
（3）若半圆形轨道BC的半径可调节，仍然用外力将物块压缩弹簧至A点后由静止释放，求物块从C点平抛后落到水平地面上时离B点的最大距离。
1．C
A．亚里士多德认为须有力作用在物体上，物体才能运动，故A错误；
B．牛顿得出了万有引力定律，英国的卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故B错误；
C．元电荷最早由美国物理学家密立根测得并因此获得诺贝尔物理学奖，故C正确；
D．库仑利用扭秤实验建立了库仑定律，并测定了静电力常量，故D错误。
故选C。
2．A
库仑定律的表达式为
故选A。
3．C
电场线越密表示该处电场强度越大，电场线上每一点的切线方向跟该点的电场强度方向相同，故ABD错误，C正确。
故选C。
4．D
因两电荷均带正电，所以一直相互排斥。根据库仑力公式
可知，由于r先减小后增大，所以库仑力先变大后变小。
故选D。
5．C
AB．该过程拉力做功
代入数据得
AB错误；
CD．拉力做功的平均功率
代入数据得
C正确，D错误。
故选C。
6．D
A．由图像可知，0~v0内图像斜率表示牵引力，由于图像斜率为定值，则牵引力恒定，所汽车先做匀加速直线运动，达到额定功率后，速度增大，牵引力减小，则汽车再做变加速运动，故A错误；
B．0~v0汽车做匀加速运动，图像斜率表示牵引力，则有
当汽车达到最大速度时有
所以
所以汽车速度为0.5v0时，加速度大小为
故B错误；
C．匀加速过程的位移为
故C错误；
D．变加速运动过程中，由动能定理可得
总位移为
联立解得
故D正确。
故选D。
7．D
A．A静止时弹簧弹力为
根据牛顿第二定律
物块B刚挂上时，B的加速度为
A错误；
B．当A、B组成的系统受力平衡值，速度最大，则
得
此时，弹簧伸长量与A静止时压缩量相等。即弹性势能相等。根据机械能守恒
物块A的最大速度为
B错误；
C．物块A从静止上升到最高点过程中，两物块速度为零，弹性势能的增加量与A重力势能的增加量之和等于B重力势能减少量，则弹性势能的增加量小于物块B的重力势能的减少量，C错误；
D．物块A从静止上升到速度最大的过程中，弹簧对A做功为零，则绳对A做的功等于A的机械能增加量，D正确。
故选D。
8．ACD
A．高大建筑物顶上安放避雷针是为了防止静电危害，使建筑物免遭雷击，故A正确；
B．静电复印机是利用静电工作的，与静电现象有关，故B错误；
C．用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，由于电荷间的相互作用，既省漆又均匀，故C正确；
D．油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了将摩擦产生的静电及时导走，防止静电危害，故D正确。
故选ACD。
9．AC
A．整个过程竖直方向没有位移，重力做功为零，故A正确；
B．根据功和能的关系，空气阻力做的功为
故B错误；
C．上升过程根据动能定理
解得
故C正确；
D．小球运动过程中所受空气阻力大小为
故D错误。
故选AC。
10．AC
A．电荷量为+Q的点电荷在AB产生的电场强度方向水平向右，电荷量为+4Q的点电荷在AB产生的电场强度方向水平向左，又
根据场强的叠加原理可知电场强度为零的点靠近电荷量小的电荷，故电场强度为零的点位于OA段，选项A正确；
B．b、d两点电场强度如图：
二者大小相等，但方向不相反，选项B错误；
C．O点的电场强度大小为
根据题意，由点电荷场强公式可得，电荷量为+Q的点电荷在O点产生的电场强度方向水平向右，大小
电荷量为+4Q的点电荷在O点产生的电场强度方向水平向左，大小
所以O点的电场强度方向水平向左，大小
选项C正确；
D．根据题意，由点电荷场强公式可得，电荷量为+Q的点电荷在c点产生的电场强度方向水平向右，大小
电荷量为+4Q的点电荷在c点产生的电场强度方向水平向左，大小
所以c点的电场强度方向水平向左，大小
所以是
选项D错误。
故选AC。
11．AC
A．小球B运动到C处时，已无沿绳的分速度，所以此时小球A的速度为0，动能为0。故A正确；
BD．小球B从地面拉到P的正下方C时，小球A的速度为0，根据功能关系可知，拉力F做的功等于B球机械能的增量，即
由几何关系可知
联立，解得
故BD错误；
C．当绳与轨道相切时两球速度相同，如图

由几何知识可得
所以
解得
故C正确；
故选AC。
12．（1）低 （2）水平
13．（1）减小 增大 （2）C （3）
14．（1）正电；（2）
（1）由图可知带电小球向右偏，说明小球受到向右的电场力，与电场方向相同，故小球带正电；
（2）绳子偏转45°时小球处于静止状态，根据受力平衡有
可得
15．（1），；（2）
（1）对A受力分析，可知
由牛顿第二定律得
其中
解得
，，
（2）当物体B受到的最大静摩擦力指向圆心时，转盘最大，有
解得
当物体B受到的最大静摩擦力背离圆心时，转盘最小，有
解得
综上所述角速度的范围
16．（1）；（2）；（3）1.25m
（1）物块从C点飞出做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
对物块在半圆形轨道上C点受力分析，有
由牛顿第三定律有
解得
（2）物块从A点运动到C点，由动能定理有
根据功能关系可知
解得
。
（3）当半圆形轨道BC的半径变为时，物块从A点运动到C点，由动能定理有
物块从C点做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
当时，物块从C点平抛后落到水平地面上时离B点的最大距离