湖南省长沙市宁乡市2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份湖南省长沙市宁乡市2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
湖南省长沙市宁乡市2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、下列有关物理学史的说法错误的是( )
A.牛顿提出了万有引力定律，开普勒通过实验测出了万有引力常量
B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C.法拉第提出了电场的观点，并第一个用电场线描述电场
D.美国物理学家密立根测出了元电荷e的数值
2、无风天气，跳伞运动员训练，跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员做加速运动。随后，降落伞张开，跳伞员做减速运动。速度减小到一定值后便不再减小，跳伞员以这一速度做匀速运动，直至落地。下列描述该运动过程的图正确的是( )
A. B. C. D.
3、一部机器与电动机通过皮带连接，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的4倍，皮带与两轮之间不发生滑动。机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，B、C两点为轮边缘。下列说法正确的是( )

A.线速度
B.角速度
C.向心加速度
D.电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比
4、在下面列举的各个实例中，机械能守恒的是( )
A.不计空气阻力，抛出的铅球在空中运动
B.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升
D.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来
5、如图，质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当物体上升h高度时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为θ，则下列说法中正确的是( )

A.此时物体的速度大小为
B.上升过程中绳子对物体做功
C.上升过程中绳子对物体机械能增量为
D.若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力大于物体的重力
6、2023年5月30日，神舟十六号载人飞船成功将3名航天员送入空间站。假定空间站在距地面450km高度处做理想的匀速圆周运动，每天绕地球大约19个圈。某时刻“北斗”系统中的中轨道卫星A与空间站相距最近如图所示，该中轨道卫星距地面高度为，地球半径为，卫星A和空间站的运行轨道在同一平面内且运行方向相同，则从图示位置往后开始计数（不包括图示位置），下列说法正确的是( )

A.空间站绕地球运动的线速度大于7.9km/s
B.轨道卫星A绕地运动周期大于空间站的周期
C.轨道卫星A绕地运动向心加速度大于空间站的向心加速度
D.在卫星A运行一周时间内，空间站与卫星A相距最近的次数为19次
7、有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（已知重力加速度为g）( )

A.如图1，汽车安全通过拱桥的最大速度不能超过
B.如图2所示圆锥摆，小球质量为m，小球运动的向心力为
C.如图3，稳定时，A、B两小球运动的线速度相等
D.如图4，火车转弯超过规定速度行驶时，轮缘对内轨有挤压作用
8、如图，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。下列说法正确的是( )

A.若先将A、B分开，再移走C，则A带正电
B.若先将A、B分开，再移走C，则B带正电
C.若先将C移走，再把A、B分开，则A带正电
D.若先将C移走，再把A、B分开，则B带正电
9、如图甲所示，M、N为正对竖直放置的平行金属板，A、B为两板中心线上的两点。当M、N板间不加电压时，一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点，此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压，时，将带电小球仍从A点由静止释放。小球运动过程中始终未接触极板，则时，小球( )

A.在B点上方 B.在B点下方 C.速度等于v D.速度小于v
10、如图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。1、2和3点处电场强度大小分别为、和，电势分别为、和。下列说法正确的是( )

A. B. C. D.
11、如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中，下列说法正确的( )

A.电阻R中没有电流 B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流 D.电阻R中有从b流向a的电流
二、多选题
12、如图甲所示，两个等量同种电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，电荷量、质量，的小球在该平面上从a点由静止释放，沿中垂线运动到电荷连线中点O，其图像如图乙中图线①所示，其中b点处为图线切线斜率最大的位置，图中②为过b点的切线，则下列说法正确的是( )

A.P、Q带正电荷
B.b点的场强
C.a、b两点间的电势差为90V
D.带电小球由a运动到O点，电势能减小
三、实验题
13、某同学做如下居家实验：如图甲所示，在小桌旁立一边长为的正方形方格网板背景，使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像（每秒60帧）。采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的画面。

（1）他大约可以得到___________帧小球正在空中运动的照片；
（2）他从获得画面中选取四帧，重叠后得到如图乙所示，取，那么，各帧照片的时间间隔___________s；小球做平抛运动的水平初速度大小是___________m/s。
14、某兴趣小组想自制一个电容器。如图甲所示，他们用两片锡箔纸做电极，在两层锡箔纸中间夹以电容纸（某种绝缘介质），一起卷成圆柱形，然后接出引线，再密封在塑料瓶当中，电容器便制成了。

（1）为增加该电容器的电容，应当___________（填正确答案标号）；
A.增大电容器的充电电压 B.减小电容器的充电电压
C.锡箔纸面积尽可能大 D.锡箔纸卷绕得尽可能紧
（2）为了测量该电容器电容的大小，由于实验室没有电容计，该小组采用了如图乙所示的电路进行测量。其中电压传感器和电流传感器可以在计算机上显示出电压和电流随时间变化的、图像。先将开关S置于a端，电压和电流随时间变化图像分别如图1、图2所示，则该电容器充满电后所带的电荷量约为___________C；电容大小约为___________F。（结果均保留两位有效数字，图线与坐标轴围的小格为75个）

四、计算题
15、如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为，给两金属板加直流电压。

（1）求带电粒子所受的静电力的大小。
（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。
16、质量为的汽车，某次平直路面行驶测试，启动后如果保持发动机的输出功率恒为行驶，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为。
（1）求行驶过程中汽车受到的阻力大小。
（2）当汽车的车速为36km/h时，求汽车的瞬时加速度的大小。
17、如图所示，在竖直向下的无界匀强电场中有一组合轨道，一个金属小球从距水平面为h的光滑斜面轨道上的A点由静止释放，匀强电场的电场强度大小为E，金属小球的质量为m，电荷量为，光滑斜面轨道的倾角为θ，金属小球运动到B点时无能量损耗，水平轨道BC是长为L的粗糙水平面，与半径为R的处于竖直平面内的光滑半圆形轨道相切于C点，D为半圆形轨道的最高点，金属小球恰能通过轨道最高点D，小球的重力大于所受的电场力，重力加速度为g。求：

（1）金属小球沿光滑斜面轨道运动到B点时的速度大小；
（2）金属小球从B运动到C的过程中摩擦阻力所做的功。
参考答案
1、答案：A
解析：A.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故A错误；
B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，故B正确；
C.法拉第提出了电场的观点，并第一个用电场线描述电场，故C正确；
D.美国物理学家密立根测出了元电荷e的数值，故D正确。
本题选错误的，故选A。
2、答案：D
解析：速度时间图象的斜率表示加速度，跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员做加速运动，有向下的加速度，降落伞张开，跳伞员做减速运动，有向上的加速度，且加速度在减小，速度减小到一定值后便不再减小，跳伞员以这一速度做匀速运动，此时跳伞员的加速度为零。
故选D。
3、答案：A
解析：A.机器和电动机是皮带传动，所以B、C点有

A、C点是共轴传动，有

由公式
得
故有
即
故A正确；
B.由上可知

即
故B错误；
C.由公式
得向心加速度

故C错误；
D.由公式

得电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比

故D错误。
故选A。
4、答案：A
解析：A.不计空气阻力，抛出的铅球在空中运动过程中，铅球仅仅受到重力作用，铅球的机械能守恒，故A正确；
B.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落伞绳对运动员的拉力做负功。运动员的机械能减小，故B错误；
C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升，拉力对金属块做正功，金属块的机械能增大，故C错误；
D.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来，弹簧对小球的弹力先做负功，后做正功，小球的机械能先减小后增大，故D错误。
故选A。
5、答案：D
解析：A.将汽车的速度沿绳与垂直于绳分解，沿绳的分速度等于物体上升的速度，则汽车的速度为

故A错误；
B.对物体分析，根据动能定理有

结合上述解得

故B错误；
C.物体上述过程中，绳子对物体做正功，物体机械能增大，结合上述可知，增大的机械能为

故C错误；
D.由于
若汽车向右做匀速运动，夹角θ减小，增大，可知物体的速度增大，物体向上做加速运动，加速度方向向上，可知若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力大于物体的重力，故D正确。
故选D。
6、答案：B
解析：A.第一宇宙速度为卫星绕地球的最大环绕速度，故空间站绕绕地球运动的线速度应小于7.9km/s，故A错误；
B.根据开普勒第三定律可得

由于
故
故B正确；
C.根据万有引力提供向心力可得

由于轨道卫星A运动半径大于空间站，故轨道卫星A绕地运动向心加速度小于空间站的向心加速度，故C错误；
D.根据开普勒第三定律可得

从图示位置开始，二者转过的角度相差时可得

解得
故在卫星A运行一周时间内，n的取值为，共有7次相距最近，故D错误。
故选B。
7、答案：A
解析：A.汽车安全通过拱桥，速度最大时拱桥对汽车的支持力为零，此时重力提供向心力，即

可得
故A正确；
B.对小球进行受力分析可知，绳子拉力的竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力，可得

故B错误；
C.稳定时，A、B两小球在圆锥筒内做匀速圆周运动，小球重力与筒壁对小球的支持力的合力提供向心力，设支持力与竖直方向的夹角为α，则


可得
由题意可知

故
故C错误；
D.当火车转弯超过规定速度行驶时，支持力与重力的合力不够提供所需向心力，从而轮缘对外轨产生挤压，故D错误。
故选A。
8、答案：B
解析：AB.若先将A、B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上等量异种电荷，A带负电，B带正电，故A错误，B正确；
CD.若先将C移走，此时导体A和B的电荷又发生中和，不再带电；再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B也不带电，故C、D错误。
故选B。
9、答案：C
解析：AB.在M、N两板间加上如图乙所示的交变电压，小球受到重力和电场力的作用，电场力作周期性变化，且电场力在水平方向，所以小球竖直方向做自由落体运动，与不加电场时相同。在水平方向小球先做匀加速直线运动，后沿原方向做匀减速直线运动，时速度为零，接着，沿相反方向先做匀加速直线运动，后继续在该方向做匀减速直线运动，时速度为零。根据对称性可知在时小球的水平位移为零，所以时，小球恰好到达B点，AB错误；
CD.在时间内，电场力做功为零，小球机械能变化量为零，所以时，小球速度等于v，C正确，D错误。
故选C。
10、答案：D
解析：AB.电场线越密，电场强度越大，可得

故AB错误；
CD.沿电场线方向电势降低，可得

故C错误，D正确。
故选D。
11、答案：D
解析：减小电容器两极板间距离的过程中，根据

可知电容器的电容变大，根据
可知，电容器带电量增加，电容器充电，则电阻R中有从b流向a的电流，则选项D正确，ABC错误。
故选D。
12、答案：BCD
解析：A.带正电的小球从a点由静止释放，向上做加速运动可知，受到向上的电场力，则aO线上的电场竖直向上，故两电荷带负电，A错误；
B.图象上斜率表示加速度在b点可得

根牛顿第二定律得

联立解得

B正确；
C.在ab由动能定理得

由图乙可得

代入解得

C正确；
D.由图象乙可知，小球速度一直增大，电场力一直做正功，故电势能一直减小，运动到O点时电势能最小，D正确。
故选BCD。
13、答案：（1）24（2）0.1；2.0
解析：（1）由图可知桌子高度为，根据竖直方向的运动规律有

解得
数码相机每秒60帧，所以该同学大约拍到照片。
（2）由图可知，从相邻两点的时间间隔相等，设为T，竖直方向，根据

解得
水平方向

解得
14、答案：（1）CD（2）；
解析：（1）AB.电容器的电容与充电电压无关，故A、B错误；
CD.根据电容决定式

可知为增加该电容器的电容，可以增大或减小，所以使锡箔纸面积尽可能大或使锡箔纸卷绕得尽可能紧，都可以增大电容，故C、D正确。
故选CD。
（2）根据可知，图像与时间轴围成的面积表示电荷量。图像每小格表示的电荷量为

图像与时间轴围成的面积共约75个小格，则电容器充满电后所带的电荷量约为

由图像知，充满电后电容器两端电压，则电容大小约为

15、答案：（1）（2）
解析：（1）由
得
故
（2）由动能定理

得
16、答案：（1）（2）2m/s
解析：（1）当汽车最大速度时，汽车受到的阻力大小大小等于发动机牵引力，则有

又最大速度为

联立可得

（2）当汽车的车速为时，发动机牵引力为

由牛顿第二定律

可得
17、答案：（1）（2）
解析：（1）设金属小球运动B点时的速度为，对金属小球从A点运动到B点的过程应用动能定理有

解得
（2）根据金属小球“恰能”通过轨道最高点D有

设金属小球由B运动到C的过程中摩擦力所做的功为，对金属小球由B运动到D的过程有

解得