吉林省长春市朝阳区2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（选考）（含解析）

长春市朝阳区2022-2023学年高一下学期期末考试
物理试卷（选考）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信
息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书
写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；
在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
选择题（本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．关于电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场中某点放入试探电荷，受力为，该点的场强为，取走后该点场强不变
B．电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大
C．以点电荷为球心，为半径的球面上各点的场强都相同
D．电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质，实际上不存在
2．如图所示，是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图，及其示意图。货物从传送带A端传送到B端，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间不打滑。则货物在此过程中（　　）
A．所受重力的冲量为零 B．所受摩擦力对货物做负功
C．所受合力做功不为零 D．所受合力的冲量不为零
3．如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（　　）
A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒
C．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒
D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，但机械能不守恒
4．2023年4月16日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭成功将风云三号07星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。风云三号07星轨道距地面的高度小于地球同步卫星轨道距地面高度，若风云三号07星和地球同步卫星在同一平面内绕地球做匀速圆周运动，则
A．风云三号07星所受地球引力大于地球同步卫星所受地球引力
B．风云三号07星的角速度大于地球自转的角速度
C．风云三号07星的线速度小于地球同步卫星的线速度
D．风云三号07星的发射速度大于
5．如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的正电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处固定一电荷量为q的负点电荷。已知d点处的场强为零，静电力常量为k，则b点处场强的大小为（　　）
D．
6．如图所示，实线为某电场的电场线（方向未标明），虚线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹。下列判断中正确的是（　　）
A．粒子一定是从M点向N点运动
B．带电粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度
C．M点的电势一定高于N点的电势
D．带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能
7．如图所示，有一个匀强电场，电场线与平面平行。以原点O为圆心、5cm为半径的圆周上任意一点的电势为V，θ为该点与圆心连线跟x轴的夹角，关于该匀强电场电场强度的大小和方向，下列结论正确的是（　　）
A．场强大小为400V/m，方向沿y轴负方向
B．场强大小为800V/m，方向沿y轴正方向
C．场强大小为800V/m，方向与x轴正方向成45°角斜向右上方
D．场强大小为400V/m，方向沿x轴负方向
8．如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷，C、D是两点电荷连线上的两点，A、B是两点电荷连线中垂线上的两点，不计电子重力，下列说法正确的是（ ）
A．电子沿中垂线从A点运动到B点的过程中，所受电场力先减小后增大
B．电子沿中垂线从A点运动到B点的过程中，电势能逐渐减小
C．电子沿两点电荷连线从C点运动到D点的过程中，所受电场力先增大后减小
D．电子沿两点电荷连线从C点运动到D点的过程中，电势能逐渐增大
多选题
9．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（规定试探电荷所受电场力方向沿x正方向为正）。已知静电力常量，下列说法正确的是（　　）
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
10．两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个带电荷量为+2×10-7 C，质量为0.1 kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，则下列说法正确的是（　　）
A．由C到A的过程中物块的电势能一直在增大
B．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E = 1×104 V/m
C．由C点到A点电势逐渐降低
D．A、B两点间的电势差 UAB = -500 V
11．如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态。现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其他条件不变。下列说法中正确的是（　　）
A.液滴将向上运动
B．两板电势差增大
C．极板带电荷量将增大
D．电场强度不变
12．将质量为的物块置于水平地面上，已知物块与水平桌面间的动摩擦因数为，现在物块上施加一个平行于水平面的恒力，物块由静止开始运动，作用4s后撤去F。已知，对于物块从静止开始到物块停下这一过程下列说法正确的是（　　）
A．整个过程中物块运动的时间为8s B．整个过程中摩擦力的冲量大小为
C．整个过程中物块的位移大小为80m D．整个过程中物块的最大动量为
第Ⅱ卷
填空题（本题共两小题，第13题9分，第14题9分，共计18分。）
13.如图所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上固定着相同的竖直遮光条，实验主要步骤如下：
（1）接通气源，将一滑块放置在导轨上，轻推一下使其先后通过两个光电门1、2，发现滑块经过光电门1，2的时间，故应将________（填“水平螺丝Q”或“水平螺丝P”）调低些，使滑块通过两个光电门的时间相同。
（2）用天平测出滑块1、2（包含遮光条）的质量，本实验________（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度。
（3）将滑块2放置在光电门1、2之间，将滑块1放置在光电门1的右侧，轻推滑块1，使其与滑块2发生碰撞，光电门1记录的时间为，光电门2先后记录的时间为和。
（4）若关系式________________（用上面所测物理量字母表示）成立，则说明碰撞过程动量守恒。

14．随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作：
①在球N不带电时读出传感器示数F0；
②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数F1；
③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4；
④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数F5；
⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数F6、F7。
（1）小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为_________。
（2）对于上述操作，下列说法正确的是____________。
A．本实验采用的主要实验方法是等效替代法
B．根据①②③的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系
C．根据②④⑤的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电量
（3）实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是____________。
三、计算题（本题共3小题，共34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。）
15．(10分)如图，带电量为C的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，高度，一个质量为带电量C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为。（静电力常量）求：
（1）小球A、B之间的库仑力F的大小；
（2）小球运动的线速度v的大小。

16．(12分)如图所示，一个带电荷量绝对值为、质量为的小物块（可看做质点）处于一倾角为的光滑绝缘斜面上，斜面长度，整个装置处于一水平向右的匀强电场中，此时物块恰好静止于斜面的顶端，求：（g取，，）
（1）小物体的电性和电场强度的大小；
（3）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑至斜面底端时电场力做了多少功，到达斜面底端时物块的速度大小。
17．(12分)一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B，已知mA＝0.99 kg，mB＝3 kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长．现滑块A被水平飞来的质量为mC＝10 g，速度 0=400 m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求：
(1)子弹击中A的瞬间A和B的速度；
(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能；
答案
一、
1．A
2．D
3．【答案】C
【解析】
AB．若突然撤去力F，木块A离开墙壁前，墙壁对木块A有作用力，所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但由于A没有离开墙壁，墙壁对木块A不做功，所以A、B和弹簧组成的系统机械能守恒。故AB错误；
CD．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒且机械能守恒。故C正确D错误。
故选C。
4．B
5．【答案】B
【详解】由于d点处的电场强度为零，可知，-q在d点的场强与圆盘在d点的场强等大反向，可得
方向水平向右，由对称性可知圆盘在b点的电场强度大小为，方向水平向左，b点的合场强为
方向水平向左。故选B。
6．【答案】D
【详解】B．电场线越密的位置电场强度越强，由图可知，N点的电场强度大于M点的电场强度，可知带电粒子在N点的加速度一定大于在M点的加速度，B错误；
C．结合电场线和运动轨迹可知粒子的受力如图所示，
由于粒子电性未知，无法判断电场线方向，即无法判断M、N点的电势大小关系，也无法判断粒子的运动方向，C错误；
AD．粒子做曲线运动，可以从M点向N点运动，也可以从N点向M点运动，若粒子由向运动，电场力做正功，电势能减小，若粒子由向点运动，电场力做负功，电势能增加，即无论粒子的运动方向如何，带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能，A错误，D正确。故选D。
7．【答案】A
【详解】由题意可知，当时，可得圆与y轴负半轴的交点处的电势为圆上电势的最低点，即为
当时，可得圆与y轴正半轴的交点处的电势为圆上电势的最高点，即为
由于沿电场线方向，电势降落最快，可知电场线方向沿y轴负方向，由此可得，电场强度为，方向沿y轴负方向故选A。
8．【答案】D
【详解】AB．由等量异种电荷周围电场线的分布可知，在中垂线AB上，O点场强最大，从O点沿着中垂线向无穷远处延伸，场强逐渐减小，方向水平向右，AB为等势线。所以电子在从A点运动到B点的过程中，电势能不变，电场力先增大后减小，AB错误；
C．两点电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大，O点最小但不为零，方向不变，电子在从C点运动到D点的过程中，电场力先减小后增大，C错误；
D．电场力做负功，电势能逐渐增大，D正确。故选D。
多选
9．【答案】BD
【详解】AB．根据图像乙的斜率可求出A点的电场强度大小为
同理可求出B点的电场强度大小为
由于试探电荷带正电，可知A、B两点的电场强度方向均沿x轴正方向，A错误，B正确；
CD．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，据点电荷场强公式可得；
联立解得x=0.2m；，C错误，D正确。
故选AD。
10．【答案】BCD
【详解】A．从图像可知，由C到A的过程中，物块的速度一直增大，电场力对物块做正功，电势能一直减小，故A错误；
B．v-t图像的斜率表示加速度，由v-t图可知带电粒子在B点的加速度最大，且为
则小物块在B所受的电场力最大为Fmax = mamax = 2 × 10 - 3N
则B点处场强最大，且最大值为故B正确；
C．两个等量同种正电荷其连线中垂线上电场强度方向是由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C正确；
D．从图像可知，A、B两点的速度分别为vA = 6 × 10 - 2m/s，vB = 4 × 10 - 2m/s，再根据动能定理得
解得故D正确。故选BCD。
11．AC
【详解】由题意可知，电源一直接在电容器两极板上，所以两极板间的电势差不变，即U不变。当将极板A向下平移一小段距离时，即d减小，由电容的决定式可得
电容器的电容C增大。由公式
可得电容器两极板带电荷量增大，所以B错误；
D．根据电场强度与电势差的关系可得
当d减小、U不变时，电场强度E增大，所以D错误；
A．由以上选项分析可得，带电液滴所受电场力增大。之前电场力与重力相等，现在液滴所受电场力比重力大，所以液滴将向上运动，所以A正确。
故选A。
12．【答案】ABC
【解析】
A．整个过程由动量定理可得
解得运动的总时间为
A正确；
B．整个过程中摩擦力的冲量大小为
B正确；
C．加速过程由动量定理可得
解得运动过程的最大速度为
物块从静止加速至20m/s再减速至0，故全程的平均速度为
整个过程中物块的位移大小为
C正确；
D．整个过程中物块的最大动量为
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷
填空题（本题共两小题，第13题6分，第14题10分，共计16分。）
13． 水平螺丝P 不需要 【详解】（1）[1]，说明导轨右端较高，应将水平螺丝调低些。
（2）[2]根据动量守恒有
消掉可得
故不需要测量遮光条的宽度。
（4）[3]根据前面分析可知，满足的关系式为
则说明碰撞过程动量守恒。
14．【答案】 BD 使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分
【详解】（1）[1]在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1。
（2）[2]A．本实验是采取了控制变量法，A错误；
B．根据①②③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑力，因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电荷距离间的关系，B正确；
C．在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1，操作④⑤，保持小球间距离不变，每次小球N放电后再与M接触，由于两球完全相同，使小球所受电荷量依次减小到前次的一半，所以要研究库仑力跟小球带电荷量间的关系①②④⑤操作能够完成，C错误；
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量，D正确。
故选BD。
（3）[3]实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分。
三、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。）
15.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由几何关系知，A、B小球间的距离
A、B球连线与竖直方向的夹角为，则有
得
由库仑定律得
（2）库仑力的水平方向分力提供向心力
代入数据可得
16.（1）负电；（2）；（3）-，
【详解】（1）小物块静止时受力如图：可知小物块受的电场力与匀强电场的方向相反，所以小物块带负电。

（2）由受力平衡得
解得
代入数据得
（3）物块下滑至斜面底端时电场力做功为
根据动能定律可得
解得到达斜面底端时物块的速度大小为

17．解析：(1)对子弹与滑块A：mCv0＝(mC＋mA)vA
得：vA＝4 m/s
因子弹与A作用时间极短，B没有参与，故：vB＝0 m/s.
(2)由题，A、B速度相等时弹性势能最大，对于A、B、C和弹簧组成的系统：
(mC＋mA)vA＝(mC＋mA＋mB)v
得：v＝1 m/s
Ep＝(mC＋mA)v－(mC＋mA＋mB)v2＝6 J.