2023-2024学年河北省唐山市高一（下）期末物理试卷（含解析）

2023-2024学年河北省唐山市高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于行星运动定律，下列说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B. 第谷通过研究行星的位置，发现了行星运动三大定律
C. 开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力
D. 对于任意两个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
2.在静电场中有、两点，试探电荷在两点的静电力与电荷量满足如图所示的关系，请问、两点的场强大小关系是( )
A. B. C. D.
3.如图，多块沿各方向导电性能相同的长方体样品，设它们的长为、宽为、厚为，电流沿方向时样品的电阻为。换用不同样品进行实验，下列说法正确的是( )
A. 保持样品长度不变，电阻与宽度成正比
B. 保持样品宽度不变，电阻与长度成正比
C. 保持样品厚度不变，长度和宽度加倍，电阻加倍
D. 保持样品厚度不变，长度和宽度减半，电阻保持不变
4.如图所示，完全相同的两金属球、分别位于空中和水中，某时刻从静止开始下落，一段时间后分别落到水平地面和容器底部，已知两球下落高度相同，忽略空气阻力，水的阻力随小球下落速度增大而增大，则下列说法正确的是( )
A. 两球下落过程中重力的平均功率相等
B. 两球在最低点的重力瞬时功率相等
C. 球落地时重力瞬时功率等于全程重力平均功率的两倍
D. 球落到容器底部时重力瞬时功率等于全程重力平均功率的两倍
5.如图所示，一根长为的绝缘轻质细绳，一端固定于点，另一端系着一带电小球，小球所带电荷量为，整个装置处在水平方向的匀强电场中，电场强度为，小球在竖直平面内做圆周运动，、为圆周的最高点与最低点，、为圆周上与点等高的两点。若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球在点时机械能最大 B. 小球在点时机械能最大
C. 小球从点到点过程中电场力做功 D. 小球从点到点过程中电场力做正功
6.如图所示的电路中，电源电动势、电阻，开关断开时电压表示数为，若开关闭合电压表示数为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，边长为的等边三角形。三角形处在匀强电场中，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的场强大小为，方向由指向
B. 匀强电场的场强大小为，方向由指向
C. 匀强电场的场强大小为，方向由指向
D. 匀强电场的场强大小为，方向由指向
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，水平面上固定着两金属导轨，导体棒、也固定不动，与导轨构成回路，回路正上方的条形磁铁做下列运动时，一定能使回路产生感应电流的是( )
A. 磁铁静止不动 B. 磁铁靠近导体棒 C. 磁铁远离导体棒 D. 磁铁向右平移
9.一硬质小球从空中落到松软地面上，小球与地面作用过程中，地面对小球作用力随下降距离的关系如图所示，图线弯曲部分和横轴围成的面积与图中阴影部分面积相等，重力加速度取，则下列说法正确的是( )
A. 小球重力势能不断减小 B. 小球的机械能先增加后减小
C. 小球的质量约为 D. 小球接触地面时的速度约为
10.嫦娥六号探测器在落到月球表面过程中先悬停，利用激光三维扫描技术选定好着陆点，然后开始缓慢竖直下降，距月面高度时发动机关闭，以自由落体方式到达月面，测得探测器下落时间为，已知月球半径为，万有引力常量为，忽略关闭发动机时探测器的速度，则( )
A. 月球表面重力加速度为 B. 月球质量为
C. 月球表面的第一宇宙速度为 D. 月球绕地球周期为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某课外科技活动小组利用铜片、锌片和橙子制作了橙汁电池，他们用如图所示的实验电路测量该电池的电动势和内阻。图中电流表的量程为；电阻箱阻值的变化范围为。连接电路后，调节电阻箱的阻值，得到一系列测量数据如下表所示。
以为纵轴，以为横轴建立坐标系，将实验点描在图的坐标纸中。做出图线_____。
根据图线求得电池的电动势_____保留两位有效数字。
图线的斜率_____保留两位有效数字。
若电流表内阻，则电池内阻为_____用和表示。
12.某实验小组利用与水平面成角的气垫导轨和光电门做验证机械能守恒定律实验，装置如图所示。将滑块从斜面的底端沿气垫导轨向上推出，宽度为的遮光片通过光电门、的时间分别为、，已知滑块的质量为，重力加速度为，光电门、之间的距离为。
利用图的螺旋测微器测得遮光片的宽度为_____；
滑块通过光电门时的速度大小为_____用题中字母表示；
要验证滑块上滑过程中机械能守恒，需要验证的表达式为_____用题中字母表示。
若考虑阻力的影响，动能的减少量_____势能的增加量填“大于”“小于”或“等于”。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，两平行金属板与电压为的电源相连，极板长度为。一带电粒子紧贴上板以速度平行极板射入，离开时刚好从下板边缘射出。已知粒子的质量为，电荷量为，不计粒子的重力，求：
说明粒子的电性；
计算两极板间的距离。
14.行星绕太阳的运动可以看做匀速圆周运动，牛顿猜测匀速圆周运动所需的向心力是由太阳对行星引力所提供。已知行星的质量，行星与太阳间的距离为，试证明为与太阳质量有关的常数。
15.如图所示，是长为的水平粗糙轨道，与半径为的竖直光滑半圆轨道相切于点，为该轨道最高点。另一半径为的竖直光滑半圆轨道与相切于点。三条轨道间均平滑连接。现使一小物块以的速度从点水平向右沿轨道运动，到达最高点时的速度为，已知小物块的质量为，与水平面间的动摩擦因数，取，求：
物块刚刚到达点时与轨道间的作用力；
物块在点具有的初速度；
物块从点水平抛出后落到半圆轨道时的动能大小。
答案解析
1.
【解析】A.根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆。故A正确；
B.开普勒通过研究行星的位置，发现了行星运动三大定律。故B错误；
C.牛顿指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力。故C错误；
D.根据开普勒第二定律，对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。故D错误。
故选A。
2.
【解析】根据电场强度的定义式可得，所以图像的斜率表示电场强度的大小，由图知，故选D。
3.
【解析】A.根据 可知，保持样品长度，厚度不变时，电阻与宽度成反比，选项A错误；
B.根据 可知，保持样品宽度不变，厚度不变时，电阻与长度成正比，选项B错误；
C.根据 可知，保持样品厚度不变，长度和宽度加倍，电阻不变，选项C错误；
D.根据 可知，保持样品厚度不变，长度和宽度减半，电阻保持不变，选项D正确。
故选D。
4.
【解析】A.由于球除重力外还受阻力作用，平均加速度较小，由
可知球所用时间较长，根据
可知球下落过程中重力的平均功率较小。故A错误；
B.由
可知球落地时的速度较小，根据
可知球在最低点的重力瞬时功率较小。故B错误；
C.依题意，球做自由落体运动，有
可得
即球落地时重力瞬时功率等于全程重力平均功率的两倍。故C正确；
D.依题意，球做加速度逐渐减小的加速直线运动，落到容器底部时速度不等于全程平均速度的大小，所以球落到容器底部时重力瞬时功率不等于全程重力平均功率的两倍。故D错误。
故选C。
5.
【解析】小球在竖直面内做圆周运动，只有电场力和重力做功，则小球的电势能、动能和重力势能之和守恒，因在点时的电势能最小，可知在点时的机械能最大，选项A错误，B正确；
C.小球从点到点过程中电场力做功 ，选项C错误；
D.小球从点到点过程中电场力先做负功后做正功，选项D错误。
故选B。
6.
【解析】开关断开时电压表示数为，则
若开关闭合，则
电压表读数
解得
故选C。
7.
【解析】设的中点为，则点的电势为
则，、在同一等势面上，、在同一条电场线上，电场强度大小为

解得

根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，电场强度的方向由指向。
故选D。
8.
【解析】A.磁铁静止不动，则穿过回路的磁通量不变，不会产生感应电流，选项A错误；
B.磁铁靠近导体棒，穿过回路的磁通量增加，则会产生感应电流，选项B正确；
C.磁铁远离导体棒，穿过回路的磁通量减小，则会产生感应电流，选项C正确；
D.磁铁向右平移，穿过回路的磁通量减小，则会产生感应电流，选项D正确。
故选BCD。
9.
【解析】A.由图可知，小球与地面作用过程中，其下落高度一直在增加，根据
可知小球重力势能不断减小。故A正确；
B.依题意，小球与地面作用过程中，阻力一直做负功，则小球的机械能一直减小。故B错误；
C.由图可知，小球最终停止运动，受力平衡
解得小球的质量约为
故C错误；
D.根据动能定理
由图可知
联立解得
故D正确。
故选AD。
10.
【解析】A.根据
解得
A正确；
B.根据黄金代换式

解得
B错误；
C.根据牛顿第二定律得

解得
C正确；
D.无法求出月球绕地球周期，D错误。
故选AB。
11.做出图线 如图所示



【解析】做出图线 如图所示
由闭合电路欧姆定律，有
结合图像可知
图线的斜率
若电流表内阻 ，则电池内阻为
解得
12.


大于

【解析】利用图的螺旋测微器测得遮光片的宽度
滑块通过光电门时的速度大小为
滑块通过光电门时的速度大小为
若滑块上滑过程中机械能守恒，则有
联立，可得
若考虑阻力的影响，根据能量守恒可知，滑块动能一部分转化为重力势能一部分转化为内能，所以动能的减少量大于势能的增加量。
13.电场强度向上，轨迹向下偏转，则电场力向下；负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反，所以粒子带负电。
粒子做类平抛运动
根据牛顿第二定律得

在匀强电场中

在水平方向粒子做匀速直线运动

解得

14.依题意，根据万有引力提供向心力有
根据开普勒第三定律
联立，解得

15.物块刚刚到达点时由牛顿第二定律
解得

从到由动能定理
解得
从到点由动能定理
解得
从点做平抛运动，则
落到半圆轨道时的动能
联立解得

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