山东省德州市2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

德州市2022-2023学年高一下学期期末考试
物理试题
2023．7
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号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。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．下列说法错误的是（ ）
A．电势降低的方向一定是电场强度的方向
B．“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从相同规律
C．卡文迪什由于测出了引力常量G，被誉为能“称量地球重量”的人
D．电工穿的高压作业服是用包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用，保护工人
2．工地上起吊重物的吊车如图所示，在某次操作过程中，液压杆伸长，吊臂绕固定转轴O逆时针匀速转动，吊臂上有M、N两点，OM的长度与MN的长度之比为，下列关于M、N两点的说法正确的是（ ）
A．线速度之比为 B．角速度之比为
C．向心加速度之比为 D．周期之比为
3．如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量正负点电荷、，虚线是以所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（ ）
A．b、d两点处的电场强度相同 B．a点的电势高于c点的电势
C．a点的电场强度大于c点的电场强度 D．b、d两点处的电势不同
4．如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一负电荷由c点经a点移到d点，电场力一直做正功。则关于各点电势和负电荷在各点具有的电势能下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（ ）
A．a点场强小于b点场强
B．a点电势高于b点电势
C．该烟尘颗粒在运动过程中做匀变速运动
D．该烟尘颗粒在a点的电势能大于在b点的电势能
6．长征二号丁遥六十四运载火箭载荷舱上的离轨系统于2022年6月26日在轨顺利展开离轨帆装置。离轨帆是一种配置在卫星或航天器上、可在太空中实现自主展开的薄膜结构。卫星发射入轨后在圆轨道上运行时，离轨帆呈收拢状态，等卫星寿命结束后，薄膜帆面展开，像一个“大风筝”，利用低轨环境稀薄大气形成的阻力，让卫星缓慢降轨。则（ ）
A．降轨过程中卫星所需向心力大于所受万有引力
B．卫星在圆轨道上运行时的速度小于地球第一宇宙速度
C．降轨过程中卫星的机械能逐渐增大
D．降轨过程中卫星的重力势能逐渐增大
7．游乐场中有一种叫旋转飞椅的游乐项目，示意图如图所示。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。座椅和小孩的质量为50kg，当转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力和空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．小孩转动的轨道半径为6m
B．钢绳对转椅的拉力大小为1000N
C．座椅匀速转动的角速度大小为
D．小孩的向心加速度大小为
8．以速度竖直向上抛出质量为m的小球，小球上升的最大高度为H，空气阻力的大小恒为f，以抛出点所在水平面为零重力势能面，重力加速度为g。则小球落到抛出点下方h时的机械能为（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对的得4分，对但不全的得2分，选错或不答的得0分。
9．去年受强对流天气影响，狂风暴雨袭击川渝地区，据气象部门监测，九龙坡区局地风力已达10级。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力传感器。如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大（两电极不接触）。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则（ ）
A．极板间电压变大 B．极板间电场强度不变
C．电容器电容变大 D．静电计指针张角越小，风力越小
10．下图是海王星绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从M到N所用的时间大于
B．从P到Q的过程中，动能先增大后减小
C．从P到N的过程中，机械能不变
D．从M到N的过程中，万有引力对它先做负功再做正功
11．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的电场强度
B．小球运动至圆周轨迹的最高点时动能最小
C．小球运动至圆周轨迹的最左端点时电势能最大
D．小球运动至圆周轨迹的最左端点时机械能最大
12．如图所示，在O点处固定一力传感器，细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动。时刻小球通过最低点时力传感器的示数为，经过半个圆周，在时刻通过最高点时力传感器的示数为。已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．时刻小球到达最高点时的速度大小为
B．从时刻到时刻的运动过程中，小球克服空气阻力做的功为
C．小球再次经过最低点时，力传感器的示数等于
D．小球再次经过最低点时，力传感器的示数大于
三、非选择题：本题共6个小题，共60分。
13．（6分）电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，一段时间后再把开关S掷向2端。电压传感器记录电容器两端电压，与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示。
（1）要研究电容器充电过程的规律，开关S应接在________端（选填“1”或“2”）；
（2）根据计算机所记录的曲线
①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。②在形成电流曲线2的过程中，电容器电容________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
14．（8分）某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。主要实验步骤如下：
①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，用量角器测出气垫导轨的倾角；
②测量挡光片到光电门的距离L；
③由静止释放滑块，记录数字计时器显示挡光片的挡光时间t；
④改变L，测出不同L所对应的挡光时间t；
⑤用天平测出滑块和挡光片的总质量m；
根据上述实验步骤请回答：
（1）滑块通过光电门时速度的表达式________（用实验中所测物理量符号表示）。
（2）滑块下滑至光电门的过程中，动能的增加量为________；重力势能的减小量为________。
（3）根据实验测得的多组L、t数据，可绘制图像，图像的纵坐标为，横坐标为L，如果滑块下滑过程符合机械能守恒定律，则图像应为过原点的一条倾斜直线，其斜率为________（用d、、g表示）。
15．（7分）在电场强度为的匀强电场中，将带电荷量为的正点电荷由A点移到B点电场力做的功为，已知：A点的电势为4V。求：
（1）正点电荷在电场中受到的静电力F；
（2）A、B两点的电势差；
（3）B点的电势。
16．（9分）如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道AB，在最低点B与水平传送带相切，传送带以的速度顺时针转动。质量为的物块从A点静止滑下，物块与传送带的动摩擦因数，出传送带后滑上倾角的木板（木板在C点与传送带平滑连接），物块与木板的动摩擦因数为。已知BC之间的距离，重力加速度g取。求：
（1）物块滑到B点时，轨道对物块的支持力大小；
（2）物块滑到C点时速度的大小；
（3）物块第一次滑上木板后距C点的最大距离。
17．（14分）在光滑的绝缘水平桌面上有一直角坐标系，现有一个质量、电量为的带电小球，经电势差为U的加速电场加速后，从y轴正半轴上的处以速度沿x轴正方向射入、的空间，在、的空间有沿y轴负方向的匀强电场，经的点射入、的空间，在、的空间存在与x轴负方向夹角为、大小匀强电场，小球从y轴负半轴上的点射出。如图所示，求：
（1）加速电场电势差U的大小；
（2）带电小球经过时的速度；
（3）的坐标。
18．（16分）如图所示，质量、长的小车静止放在光滑水平地面上，右端与墙壁的距离为，小车上表面与光滑的半圆轨道ABC的最低点A的切线相平。现有一质量的滑块（可视为质点）以的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动，小车与墙壁碰撞瞬间被粘在墙壁上停止运动，滑块继续运动后从A点进入半圆轨道，最终滑块恰好从圆轨道最高点C飞出。已知滑块与小车表面的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）滑块与小车达到共同速度的时间t；
（2）滑块与小车从开始运动到达到共同速度过程中系统产生的热量；
（3）半圆轨道半径R的值；
（4）试通过计算分析滑块从C点飞出后，能否落在小车上，如果能，求滑块落点到小车左端的距离；如果不能，求滑块落点到墙壁的距离。
高一物理试题参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．A 2．C 3．B 4．A
5．D 6．B 7．D 8．C
二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．BC 10．ACD 11．AC 12．AD
三、非选择题：本题共6小题，共计60分。
13．（1）1（2分）
（2）变大（2分）不变（2分）
14．（1）（2分）
（2）（2分）（2分）
（3）（2分）
15．解：（1）正点电荷在电场中受到的静电力F
2分
方向与电场强度同向 1分
（2）A、B两点的电势差
2分
（3）B点电势
2分
16．解：（1）物块从A到B机械能守恒，可得：
1分
物体在B点，由牛顿第二定律得
1分
解得 1分
（2）假设物块在传送带上一直做减速运动
2分
解得假设正确，
即 1分
（3）物块沿木板上滑，设最大距离为s，由动能定理
2分
1分
17．解：（1）带电小球在加速电场加速过程中，由动能定理得
1分
在电场中有
1分
1分
1分
联立解得 1分
（2）设带电小球经过时的速度为v，v与x轴正方向夹角为，沿y轴负方向的速度为
1分
1分
1分
解得 1分
故：经过时的速度为，方向与x轴正方向夹角为 1分
（3）设带电小球在y轴负半轴上的点的坐标为，在中运动的时间，
1分
1分
解得 1分
因此坐标为 1分
18．解：（1）以向右为正方向，设滑块在小车上滑动时，滑块的加速度大小为，小车的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对滑块有
1分
解得
对小车有 1分
解得
经时间t滑块与小车达到共同速度，则
1分
联立解得
1分
（2）在内，滑块与小车运动的位移分别是、，则有
1分
1分
1分
（3）滑块与小车达到共同速度时，滑块到小车右端距离为
1分
小车右端距离A点
滑块与小车以共同速度向右运动后，小车与墙壁碰撞瞬间被粘在墙壁上，小车速度瞬间为零，滑块以在小车上表面向右做匀减速运动，到达A点的速度为，根据速度位移公式
1分
解得
在C点，由牛顿第二定律 1分
滑块从A点到C点，由动能定理 1分
联立解得 1分
（4）滑块在C点飞出后做平抛运动：
1分
1分
联立解得故：滑块从C点飞出后，能落在小车上 1分
滑块落点距离小车左端的距离 1分