2022-2023学年江西省丰城重点中学高一(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年江西省丰城重点中学高一(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  关于电现象，下列说法中不正确的是

A. 感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
B. 带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电
C. 摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷
D. 当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，当一种电荷消失时，必然有等量异种电荷同时消失

2.  某电场的电场线如图所示，、是电场中的两点，下列说法正确的是(    )
 

A. 无电场线的地方电场强度为零 B. 、两处的电场方向相同
C. 处的电场强度大于处的电场强度 D. 该电场线是匀强电场的电场线

3.  如图所示，在竖直平面内以点为圆心的圆上有、、三点。、、三点将圆三等分，其中、的连线水平。在、两点各固定一个电荷量为的点电荷，在点固定一个电荷量为的点电荷。现在点放置一个电荷量为的试探电荷，已知圆的半径为，则点的试探电荷所受电场力的大小和方向为(    )
 

A.  B. ，方向竖直向上
C. ，方向竖直向下 D. ，方向竖直向下

4.  如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷和直线是两点电荷连线的中垂线，是两点电荷连线与直线的交点．、是两点电荷连线上关于的对称点，、是直线上的两个点．下列说法中正确的是(    )
 

A. 点的场强大于点的场强；将一检验电荷沿由移动到，所受电场力先增大后减小
B. 点的场强小于点的场强；将一检验电荷沿由移动到，所受电场力先减小后增大
C. 点的场强等于点的场强；将一检验电荷沿由移动到，所受电场力先增大后减小
D. 点的场强等于点的场强；将一检验电荷沿由移动到，所受电场力先减小后增大

5.  如图所示，小球固定在绝缘支架上，电荷量为、重力为的小球用丝线悬挂，、均视为点电荷。、两小球因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使、两小球的带电荷量逐渐减小，在电荷量等于零之前，有关悬线对悬点的拉力和、之间库仑力的大小，下列说法正确的是(    )
 

A. 逐渐增大，先变大后变小 B. 先变大后变小，逐渐增大
C. 逐渐减小，逐渐减小 D. 保持不变，逐渐减小

6.  如图，用同一水平力先后两次拉同一物体，第一次沿光滑水平地面移动一段距离，做的功和平均功率分别为、；第二次沿粗糙水平地面移动相同的一段距离，做的功和平均功率分别为、，则(    )
 

A. 、 B. 、
C. 、 D. 、

7.  如图所示，带孔物块穿在竖直固定的细杆上，不可伸长的轻质柔软细绳一端连接物块，另一端跨过轻质定滑轮连接物块，用手将物块向上移动到与定滑轮等高处由静止释放后，两物块开始在竖直方向上做往复运动。已知物块的质量为，物块的质量为，定滑轮到细杆的距离为，细绳的长度为，重力加速度大小为，不计一切摩擦阻力，定滑轮大小不计，两物块均可视为质点，以下说法正确的是：(    )
 

A. 物块的机械能守恒
B. 物块的机械能减小
C. 物块与定滑轮间的最小距离为
D. 物块、处于同一高度时系统的总动能为

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8.  下列说法中正确的是(    )

A. 元电荷实质上是指电子和质子本身
B. 一个电子，在任何情况下均可视为点电荷
C. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计

9.  如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为，质量之比为，下列说法中正确的是(    )
 

A. 、做圆周运动的线速度之比为
B. 、做圆周运动的角速度之比为
C. 做圆周运动的半径为
D. 做圆周运动的半径为

10.  如图，和为两平行金属板，板间电压为，在板附近有一电子由静止开始向板运动。关于电子从运动到板过程，下列说法正确的是(    )
 

A. 两板间距离越大，加速时间越长
B. 两板间距离越大，加速度越大
C. 两板间距离越大，电场力做功越多
D. 两板间距离越大，电子到达板的速度大小不变

11.  如图所示，某人将质量为、静止在水平地面上点的足球以速度斜向上踢起，当足球到达离地面高度为的点时，取处为零势能参考面，重力加速度大小为，不计空气阻力。下列说法正确的是(    )
 

A. 足球在点的机械能为 B. 足球在点的机械能为
C. 足球在点的机械能为 D. 足球在点的机械能为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12.  用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为。

为了减小实验误差，对体积和形状相同的重锤，实验时应选择的材质是______。

A.木质           钢质            泡沫              塑料

除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是______。

A.直流电源、天平含砝码                   

B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平含砝码                    

D.交流电源、刻度尺

如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点、、、、，通过测量并计算出点距起始点的距离为，、两点间的距离为，、两点间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为，重锤质量为，根据这些条件计算重锤从释放到打下点时的重力势能减少量______，动能增加量______。

某同学利用图中纸带，先分别测量出从点到、、、、、点的距离其中、点为点后连续打出的点，图中未画出，再计算打出、、、、各点时重锤下落的速度，绘制图像，如图所示，并求得图线的斜率。请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？______

在一次测量中，某同学发现略大于，出现这一结果的原因可能是______。

A.存在空气阻力和摩擦力

B.接通电源前释放了纸带

13.  图示为探究影响电场力的因素的演示实验，为大带电金属球，为用绝缘细线连接的小带电球。

当小带电球放在周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说明带电体激发的电场中的不同位置，电场的方向和强弱__________。选填“相同”或“不同”

若在电场中同一位置改变的大小，试探电荷受到的静电力与其电荷量的比值__________。选填“变”或“不变”

在电场中同一位置，若改变场源电荷的大小试探电荷受到的静电力与其电荷量的比值__________。选填“改变”或“不改变”

这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟什么因素有关？________________。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14.  在未来的“星际穿越”中，某航天员降落在一颗不知名的行星表面上。该航天员从高处以初速度水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的距离为。已知该星球的半径为，引力常量为，求：

该星球的质量；

该星球的密度。

15.  如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角取。求：

小球的电性和电荷量；

悬线的拉力大小。

16.  如图所示，为粗糙弧形轨道，它和两个光滑半圆轨道和组成翘尾巴的形轨道。半圆轨道半径均为，二者的直径和共线且与水平面垂直，它们的连接处之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，之间距离可忽略。粗糙弧形轨道最高点与水平面上点之间的高度为，从点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿轨道运动后从点水平飞出，落到水平地面上的点。已知小球质量为，不计空气阻力，若小球在点时受到轨道的弹力大小为，求：

小球从点水平飞出时的速度大小；

之间的距离大小；

从到小球克服阻力做功。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程，故A正确；

B.带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电，故B正确；

C.摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷，故C正确；

D.当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，但电荷不能消失，只能转移．故D错误．

本题选择不正确的，故选D．

2.【答案】 

【解析】A. 电场线的疏密程度表示电场强度的强弱，无电场线的地方不能说明电场强度为零，故A错误；

B. 电场线某点的切线方向表示场强的方向，根据图象可知，、两处的电场方向不同，故B错误；

C. 电场线越密，场强越大，所以点的场强一定大于点的场强，故C正确；

D. 匀强电场电场线是等间距的平行直线，所以此电场线一定不是匀强电场的电场线，故D错误；

故选C

3.【答案】 

【解析】、、三点的点电荷对点试探电荷的电场力大小均为  ，根据对称性和几何关系，、两点的点电荷对点试探电荷的电场力合力大小为  ，方向竖直向下，点的点电荷对点试探电荷的电场力大小为  ，方向竖直向下，所以点的试探电荷所受的电场力大小为  ，方向竖直向下。

故选C。

4.【答案】 

【解析】根据等量异种电荷周围的电场分布，、两点的电场强度的大小相等，方向相同．为一条等势线，它上面的场强点最大，向两边逐渐减小，所以检验电荷在点受到的电场力最大．一检验电荷沿由移动到，所受电场力先增大后减小．故选项C正确，选项A、、D错误．故选C．
 

5.【答案】 

【解析】以小球为研究对象，小球受到重力、的斥力和线的拉力三个力作用，如图所示。作出、的合力，则由平衡条件得

根据  得

在、两小球带电荷量逐渐减少的过程中，、、均不变，所以不变；变小，所以变小。

故选D。

6.【答案】 

【解析】根据

可知两次做功相同，而第二次粗糙面上合力小于第一次，所以第二次加速度较小，则运动相同的距离所用时间较长，由

可知

故选C。

7.【答案】 

【解析】A.物块在运动的过程中，除了重力做功之外，绳子的拉力也对物块做功，根据机械能守恒定律的条件可知，物块的机械能不守恒，故A错误；

B.物块在上升的过程中，绳子的拉力对物块做正功，物块的机械能增大，B错误；

C.释放的瞬间系统总动能为零，物块与定滑轮间的距离最小时系统的总动能也为零，因此物块减小的重力势能等于物块增加的重力势能，设物块与定滑轮的间距最小时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为  ，有

解得

C错误；

D.设物块、处于同一高度时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为  ，有

解得

D正确。

8.【答案】 

【解析】A.元电荷是指电子或质子所带的电荷量，不是电子或质子本身，A错误；

B.当研究电子的旋转时，需要用到电子的形状和大小，电子不能看作点电荷，B错误；

C.所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，C正确；

D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，D正确．

故选CD．

9.【答案】 

【解析】双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度的大小相等，根据

得

根据

可知，  、  做圆周运动的线速度之比为  ，故A正确B错误；

由于

得

故C错误D正确。

故选AD。

10.【答案】 

【解析】A.电子在电场中一直做匀加速直线运动，则

解得

由此可知，两板间距离越大，加速时间越长，故A正确；

B.由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为

电子的加速度为

由此可知，两板间距离越大，加速度越小。故B错误；

C.对于全程，只有电场力做功，则有

由此可知，由于两极板之间的电压不变，所以不变，故C错误；

D.对于全程，由动能定理可得

所以电子到达板的速度大小不变，仅与加速电压有关，故D正确。

故选AD。

11.【答案】 

【解析】取处为零势能参考面

足球在点的重力势能为

动能为

足球在点的机械能为

故A正确；B错误；

因为不计空气阻力，足球机械能守恒，足球在点的机械能和点的机械能相等。

故C错误；D正确。

故选AD。

12.【答案】                     在实验误差允许范围内，若近似等于，则认为这一过程机械能守恒      

【解析】验证机械能定律，为了减小实验误差，重锤在下落过程中受空气阻力应远小于重力，所以对体积和形状相同的重锤，应选择密度大的材质的重锤。

故选B。

该实验要用到打点计时器，而打点计时器使用的是交流电源，因此还需要交流电源，除此之外，还需要用刻度尺测量纸带上点迹之间的距离，因此还需要用到刻度尺，而该实验验证机械能守恒，根据机械能守恒定律有

 或 

等式两边的质量会约去，因此不需要测量质量，即不需要天平。

故选D。

从释放重锤到打下点，重锤下落的距离为  ，由此可知从释放重锤到打下点时重锤重力势能的减少量为

打下点时重锤的速度可根据平均速度来计算，对于做直线运动的物体，其某段时间的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，则可得

则打下点时重锤动能的增加量为

若重锤下落过程中机械能守恒，则有

公式中  表示打点时重锤的速度，  表示后打出的、、、各点时重锤的速度，则上式变式后可得

可以看出，只要根据  图像计算出其斜率在实验误差允许范围内近似等于，即可验证重锤下落过程中机械能守恒。

存在空气阻力和摩擦力，动能的增加量一定略小于势能的减小量，故A不符合题意；

B.接通电源前释放了纸带，重锤会因此获得一个初动能，从而导致最终的计算结果略大于，故B符合题意。

故选B。

13.【答案】不同     不变     改变     跟场源电荷的带电量以及该点与场源电荷的距离都有关 

【解析】当小带电球放在周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说明带电体激发的电场中的不同位置，电场的方向和强弱不同。

若在电场中同一位置改变的大小，试探电荷受到的静电力与其电荷量的比值  不变。

在电场中同一位置，若改变场源电荷的大小试探电荷受到的静电力与其电荷量的比值  改变；

这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟场源电荷的带电量以及该点与场源电荷的距离都有关。

14.【答案】解：由平抛运动的规律可知，
竖直方向：，
水平方向：，
联立得：，
重力提供向心力，有：，
代入得：；
该星球的密度为，又，
得：。 

【解析】根据平抛规律求得星球表面的重力加速度；根据万有引力与重力相等，由星球的重力加速度和星球半径及引力常量求得星球的质量；
根据密度公式求解该星球的密度。
万有引力应用问题主要从重力与万有引力相等和万有引力提供环绕天体圆周运动的向心力两方面入手处理，不难属于基础题。
 

15.【答案】正电，  ；  

【解析】受力分析图如图所示，小球受到的静电力方向水平向右，故带正电。      

由平衡条件有

解得

由平衡条件得

解得

16.【答案】  ； 

【解析】设小球从点水平飞出时的速度大小为  ，由牛顿第二定律得

又

故

设之间的距离为，由平抛运动规律得

解得

设小球沿轨道运动时克服摩擦力做的功为，由动能定理得

解得