黑龙江省绥化市哈尔滨师范大学青冈实验中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

哈尔滨师范大学青冈实验中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题
一．选择题（本题共10小题，共43分，在每小题给出的四个选项中，1-6题只有一项符合题目要求，选对得3分，7-11题有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．炎炎夏日，电风扇为我们带来了凉爽。扇叶匀速转动时，扇叶上某两质点的物理量一定相同的是（　　）
A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力
2．在真空中，等腰三角形ABC平行于电场线的方向置于匀强电场中，AB=AC=cm，BC=2cm，已知=1V，现把一个电子从无穷远处移动到A点，电场力做功，把一个质子从B点移到无穷远处，电场力做功，其中电子的电荷量为，选取无穷远处为电势零点，则匀强电场的电场强度的大小为（ ）
A．V/cm B．1V/cm
C．V/cm D．V/cm
3．如图所示，实线MN是匀强电场中的一个等势面，虚线AB是一电子只在电场力作用下的运动轨迹。电子从A运动到B过程中，加速度大小a、动能随时间t的变化关系图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．静止于水平地面的足球，被运动员从位置1以踢出后，沿如图所示的轨迹运动到位置3，在最高点2时距地面高度为h且速度大小为v，已知足球质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．从位置1到位置3的过程，足球的机械能守恒
B．从位置2到位置3的过程，足球的动能增加mgh
C．踢球时，运动员对足球做的功等于
D．从位置1到位置2的过程，阻力对足球做功
5．“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球同步卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，恒星A、B构成的双星系统绕点O沿逆时针方向做匀速圆周运动，运动周期为T1，它们的轨道半径分别为RA、RB，RAA．恒星A的质量MA为
B．若已知C的轨道半径，则可求出C的质量
C．设A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为t，则
D．若A也有一颗运动周期为T2的卫星，则其轨道半径一定小于C的轨道半径
7．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　）
A．M点的电势大于N点的电势
B．M点的电势小于N点的电势
C．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
D．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
8．宇宙中的“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，且一般远离其他天体。如图所示，两颗恒星球组成的双星系统，在相互的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗恒星之间的距离为L，质量之比为。则、做圆周运动（ ）
线速度之比为 B．角速度之比为
C．向心力之比为 D．半径之比为
9．平行板电容器的两板A、B接于电池两极，一个带电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，小球最终静止不动，如图所示。若要使细线偏离竖直方向的夹角增大一些，则下列方法可行的是（ ）
A．将S断开，再将A板向右移一些 B．将S断开，再将A板向上移一些
C．保持S闭合，将B板向左移一些 D．保持S闭合，将B板向下移一些
10．山西运城生产的“大运”电动出租车空间大、性价比高，某次该汽车在平直公路上试车的图像如下。已知汽车质量为，限定最大功率为匀加速阶段的加速度为时刻汽车达到限定的最大功率并保持功率不变，运动过程中阻力恒定。下列选项正确的是（ ）
A．图像中
B．汽车受到的阻力为
C．汽车在内，牵引力保持不变
D．汽车在内，牵引力做的功为
11．如图所示，长为L的细线拴一个带电荷量为＋q、质量为m的小球，重力加速度为g，球处在竖直向下的匀强电场中，电场强度为E，小球恰好能够在竖直平面内做圆周运动，则（　　）
A．小球在最高点的速度大小为
B．当小球运动到最高点时电势能最小
C．小球运动到最低点时，机械能最大
D．小球运动到最低点时，动能为(mg＋qE)L
二、实验题.17分
12．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
(1)开关S改接2后，电容器进行的是 （选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是 。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为 。
(3)电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
13．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸袋上打出一系列的点，对途中纸袋上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
(1)下列几个操作步骤中：
A．按照图示，安装好实验装置
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C．用天平测出重锤的质量
D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点
E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
没有必要的是 ，操作错误的是 。（填步骤前相应的子母）
(2)在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，纸带上所打的点记录了重锤作不同时刻对应的位置，那么纸带的 （填“左”或“右”）端与重锤相连。
(3)已知交流电频率为50Hz，重锤质量为200g，当地重力加速度，则从O点到C点，重锤的重力势能变化量的绝对值 J、打C点的动能 J（计算结果均保留3位有效数字）。
(4)比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______。
A．工作电压偏高
B．存在空气阻力和摩擦力
C．接通电源前释放了纸带
三、解答题（40分）
14．如图所示，一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d，方向竖直向上，P、Q两点间的电势差为U(U>0)，不计粒子重力，P点的电势为零。求：
（1）带电粒子在Q点的电势能。
（2）P、Q两点间的竖直距离。
（3）此匀强电场的电场强度大小。
15．如图所示，匀强电场的方向与等腰直角△ABC所在的平面平行，A、B间的距离为，将电荷量为点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。求：
（1）AB两点间的电势差；
（2）匀强电场的电场强度E的大小。
16．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点平滑衔接，导轨半径为R，一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧，在弹力的作用下获某一向右速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后运动恰能到达C点，求：
（1）弹簧对物块的弹力做的功；
（2）物块从B到C克服阻力做的功。
17．如图所示，电子枪的加速电压，平行极板A与B的间距。一电子从电子枪的电热丝无初速逸出，经电压加速后以从M点沿平行于板面的方向射入板间电场。电子从N点射出电场时，沿垂直于板面方向偏移的距离，动能。已知电子的比荷，两板间的电场可看作匀强电场。求：
（1）电子经电压加速后的速度大小；
（2）M、N两点间的电势差；
（3）A、B两极板间电场强度E的大小及电压。
参考答案：
一．选择题（本题共10小题，共43分，在每小题给出的四个选项中，1-6题只有一项符合题目要求，选对得3分，7-11题有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．B 2．A 3．D 4．D 5．D 6．A
7．AC 8．AD10．ABD11．CD
二、实验题.17分
12．(1) 放电 0.2秒内电容器释放的电荷量 不变
(2)430
(3)BCD
13．(1) C D
(2)左
(3) 0.547 0.564
(4)C
14．（1）－qU；（2）；（3）
解；（1）由题图可知，带电粒子的轨迹向上弯曲，则粒子受到的静电力方向竖直向上，与电场方向相同，所以该粒子带正电，P、Q两点间的电势差为U，所以
其中
所以
根据电势能与电势的关系可知，带电粒子在Q点的电势能为
（2）根据类平抛运动知识可知Q点速度的反向延长线过水平位移的中点，则
可得P、Q两点间的竖直距离为
（3）根据电场强度的定义式可知，此匀强电场的电场强度大小为
15．（1）4V；（2）
解；1）由电场力做功与电势差关系，有
则A、B两点间的电势差为
（2）同理有
则A、C两点为等势点，所以电场强度E垂直AC斜向下
16．（1）3mgR；（2）
解；（1）根据题意，在B点对物块有
解得
由功能关系有
（2）在C点对物块有
解得
B到C过程由动能定理关系有
解得
17．（1）；（2）；（3），1000V
解；（1）电子的加速过程，由动能定理得
解得
（2）M到N过程根据动能定理
解得
（3）由匀强电场的电场强度和电势差关系得
解得
根据
解得