佳木斯市第一中学校2021-2022学年高一下学期期末考试物理试卷(含答案)

佳木斯市第一中学校2021-2022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、如图所示，一带电量为q的小球A固定于左侧绝缘支架上，右侧有一倾角为37°的绝缘光滑斜面，质量为m的带电小球B静止于斜面上，恰与A球处于同一高度。已知AB间距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g，（，），则(   )

A.A、B带异种电荷  B.B受到的库仑力方向沿斜面向上

C.B所带电荷量大小为 D.B受到斜面的支持力大小为

2、如图所示，虚线表示某电场的等势面，实线表示带电粒子仅在电场力作用下运动的径迹，粒子在A点的加速度为、动能为、电势能为；在B点的加速度为、动能为、电势能为，则下列结论正确的是(   )

A.， B.，

C.， D.，

3、如图，四个电荷量绝对值相等的点电荷分别固定在正方形的四个顶点处，其中两个为正电荷，两个为负电荷。A、B、C、D为正方形四条边的中点，O为正方形的中心，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是(   )

A.O点电场强度为零

B.B点电势不为零

C.A、C两点的电场强度不相同

D.将一带正电的检验电荷从A点沿直线移动到C点，在此过程中该电荷的电势能减小

4、反射式速调管是常用的微波器件之一，某速调管内电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示，。一电子仅在电场力作用下，从P点由静止开始运动，则电子(   )

A.将在P、M之间做往复运动

B.从P到O的运动过程中，加速度不断增大

C.从P到M的运动过程中，电势能先增大后减小

D.从P点沿x轴正方向运动过程中加速时间是减速时间的一半

5、如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是(   )

A.油滴带正电  B.P点的电势不变

C.油滴向上运动  D.静电计指针张角不变

6、如图所示，在匀强电场中有直角三角形BOC。，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为，、中，且边长，，将一电荷量为的负点电荷由O点开始沿路线OBC运动，则下列说法中正确的是(   )

A.该点电荷在O点的电势能为

B.该点电荷在O点若由静止释放后，会沿直线OB运动

C.该电场电场强度的大小为200V/m

D.该点电荷从O点移到C点过程中，电场力做功为

7、已知雨滴在空中运动时所受空气阻力，其中k为比例系数，r为雨滴半径，v为运动速率，一雨滴从高空由静止开始沿竖直方向下落，以地面为重力势能零势能面，用、、E、h表示雨滴重力势能、动能、机械能和下落高度，则下列四幅图像可能正确的是(   )

A.  B.

C.  D.

8、如图所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，a、b为同一条电场线上的两点，若将一质量为m、电荷量为的带负电粒子分别置于a、b两点，则粒子在a点时的电势能大于其在b点时的电势能；若将该粒子从b点以初速度竖直向上抛出，则粒子到达a点时的速度恰好为零。已知a、b两点间的距离为d，金属板M、N所带电荷量始终不变，不计带电粒子的重力，则下列判断中正确的是(   )

A.a点电势一定高于b点电势

B.若将M、N两板间的距离稍微增大一些，则a、b两点间的电势差变小

C.a、b两点间的电势差为

D.两平行金属板间形成的匀强电场的场强大小为

二、多选题

9、2020年11月28日，嫦娥五号探测器经过112小时奔月飞行，成功实施第一次近月制动，嫦娥五号探测器顺利进入环月椭圆轨道；一天后，嫦娥五号探测器又成功实施第二次近月制动，如图所示，嫦娥五号在P点处第二次制动由椭圆轨道Ⅱ变轨到圆形轨道Ⅰ，以便着陆月球。已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为，轨道半径为R且轨道半径大于月球半径；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，经过P点的速率为v，运行周期为，已知月球的质量为M，密度为ρ，引力常量为G，则(   )

A. B. C. D.

10、如图A、B 板平行放置，A板中间有一小孔，B板接地，A板的电势的变化如图所示，最大值为，板间距离为d，设带正电的粒子从A板的中央小孔无处速度的进入电场。粒子重力不计，则下列说法正确的是(   )

A.若粒子从时刻进入，无论d多大，一定能达到B板上

B.若粒子从时刻进入，无论d多大，一定能打到B板上

C.若粒子从时刻进入，如论 d多大，一定能打到B板上

D.若粒子从时刻进入，无论d多大，一定能打到B板上

11、如图所示，一质量为可视为质点的小物块从传送带A点以初速度滑上传送带，传送带以的恒定速率顺时针运行，传送带A、B间距离为8m，小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2。取，下列说法正确的是(   )

A.小物块在传带上A、B之间的运动时间为

B.传送带对小物块做功为18J

C.小物块在传送带上运动时，因摩擦产生的热量为

D.整个过程中电动机多消耗的电能为

12、质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入。它们最后打在同一点（不计重力及粒子间相互作用力），则从开始射入到打到上极板的过程中(   )

A.它们运动的时间

B.它们所带的电荷量之比

C.它们的电势能减少量之比

D.它们的动能增量之比为

13、如图所示，一倾角为θ的固定粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，弹簧上端位于B点。一质量为m的小物块从A点以某一速度匀速滑下，当物块到达B点后将弹簀压缩到C点，然后向上返回恰好能回到A点。已知AC长度为x，重力加速度为g，则(   )

A.物块与斜面之间的动摩擦因数为

B.物块匀速下滑的速度大小为

C.从B点到C点的过程中，物块和弹簧组成的系统机械能守恒

D.弹簧的最大弹性势能为

14、如图所示，质量为2m和m的两个弹性环A、B用不可伸长的、长为L的轻绳连接，分别套在水平细杆OP和竖直细杆OQ上，OP与OQ在O点用一小段圆弧杆平滑相连，且OQ足够长，初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后释放两个小环，A环通过小段圆弧杆时速度大小保持不变，重力加速度为g，不计一切摩擦，以下说法正确的是(   )

A.运动过程中A、B组成的系统机械能守恒

B.当B环下落时A的速度为

C.当B环下落L时A的速度为零

D.A环到达O点后再经过的时间能够追上B环

三、实验题

15、“验证机械能守恒定律”的实验采用重锤自由下落的方法。

（1）用公式时，从所打下的5条纸带选取其中一条纸带，以下说法正确的是___________。

A.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近1mm

B.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近1cm

C.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近2mm

D.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近2cm

（2）在本实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度，测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。图中所示数据均为各点到O点的距离，则记录C点时，重锤的动能___________J，从开始下落起至C点，重锤的重力势能变化量___________J。（计算结果均保留3位有效数字）

（3）根据纸带算出的相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的___________。

A.  B.

C.  D.

（4）在本实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用。假设阻力恒定，则阻力的大小可依据图象和重物质量算出，依据你在（3）问中所选择的图像，若重物质量用m表示，图像斜率为k，当地的重力加速度g，则可测量出阻力大小为___________。（用k、m、g表示）

四、计算题

16、如图所示,长为、倾角为的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中,一带电荷量为,质量为m的小球(可视为质点),以初速度恰能沿斜面匀速上滑,g取,,,求：

（1）水平匀强电场的电场强度的大小？

（2）若水平匀强电场电场强度减半,小球运动到B点时速度为多少？

17、如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，此后，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速直线运动，到达A孔进入半径的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长，，小球质量为，D点与A孔的水平距离，g取.（，）

（1）求摆线能承受的最大拉力为多大；

（2）若小球恰好到达圆弧轨道的最高点，求摆球与粗糙水平面间的动摩擦因数μ。

18、如图所示为某显像设备内电场的简化模型。在y轴左侧存在水平向左的匀强电场，右侧存在竖直向上的匀强电场，场强大小均为E。电子枪在A处无初速释放一质量为m，电荷量为e的电子，A点的坐标为，不计电子重力。求：

（1）电子进入第一象限的速度大小；

（2）电子从释放到达x轴所需的时间；

（3）电子经过x轴上的点时的速度大小及速度方向与x轴正方向夹角θ的正切值。

19、如图所示，在光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量均为2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，物块A通过一根轻绳跨过光滑的定滑轮与物块D相连，物块D的质量也为2m，用手托住物块D，使轻绳拉直但没有作用力。从静止释放物块D，当物块D达到最大速度时，物块B恰好离开挡板C，重力加速度为g。求：

（1）斜面的倾角θ；

（2）物块D的最大速度；

（3）在其他条件不变的情况下，将物块D的质量改为，若物块D的最大速度为v，求物块D从开始运动到达到最大速度的过程中弹簧的弹性势能的变化量。

参考答案

1、答案：C

解析：AB、对B球受力分析，受到重力mg、斜面的支持力N以及A对B的库仑力F，根据平衡条件和库仑定律知库仑力方向水平向右，如图所示：

可知B受到斥力的作用，A、B带同种电荷，故A错误；

C、B球处于静止状态，根据平衡条件得：，根据库仑定律得AB之间库仑力为，解得：，故C正确；

D、B受到斜面的支持力大小为，故D错误。

故选：C。

2、答案：A

解析：B点附近的电场线比A点附近的电场线密集，所以粒子在B点所受电场力比在A点所受电场力大，根据牛顿第二定律可知。根据粒子运动轨迹与等势面高低分布可知粒子带负电，即，又根据，可知，根据能量守恒定律可知，故选A。

3、答案：D

解析：

4、答案：D

解析：A.由图可知，所以电子由静止开始后，将在P、N之间做往复运动，故A错误；

B.由图可知在P、O之间，是常量，由，可知P、O之间为匀强电场，所以电子的加速度不变，故B错误；

C.从P到M的运动过程中，电势先升高再降低，由可知电子的电势能先减小后增大，故C错误；

D.从P点到O点电子做加速运动，设加速度大小为，用时为，位移大小为；从O点到N点电子做减速运动，设加速度大小为，用时为，位移大小为：则，，由图可知，又，解得，故D正确。

故选D。

5、答案：B

解析：A.根据受力平衡可知，油滴的电场力方向向上，极板间电场向下，电场力与电场方向相反，故油滴带负电，故A错误；

BCD.根据

电容的决定式

联立得出

可知电场强调要与极板间的距离无关，所以场强不变，所以油滴的电场力不变，不会运动，P点与下极板间的距离不变，由

知P点的电势不变，由

知故若将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则电势差变小，静电力张角变小，故B正确，CD错误。

故选B。

6、答案：C

解析：

7、答案：C

解析：A.随着下落的速度逐渐增加，空气阻力逐渐增大，合外力逐渐减小，根据动能定理，下落相同的高度，动能的增量逐渐减小，因此斜率逐渐减小，最后趋近于水平，A错误；

B.由于空气阻力做负功，机械能逐渐减小，最终匀速下降，只有势能减小，动能不再增加，因此图像不是直线，B错误；

C.下落的过程中，由于空气阻力逐渐增大，下落相同的高度，空气阻力做功逐渐增大，机械能减少得越来越快，因此斜率逐渐增大，C正确；

D.设初始状态时的势能，下落的过程中，由于，可得图像是不过坐标原点，倾斜向下的直线，D错误。

故选C。

8、答案：D

解析：

9、答案：AC

解析：A、根据开普勒第三可得:,整理可得:,故A正确;
B、在圆形轨道Ⅰ上,据万有引力提供向心力可得:,可得线速度;在椭圆轨道Ⅱ上的P点,万有引力小球嫦娥五号所需的向心力,即;联立解得:,故B错误;
CD、根据万有引力提供向心力可得:,可解得月球质量,由于题中不知道月球的半径,所以月球密度无法用已知量表示，故C正确，D错误。
故选：AC。

10、答案：AB

解析：A.粒子在时刻进入时，在一个周期内，前半个周期受到的电场力向右，向右做加速运动，后半个周期受到的电场力向左，继续向左做减速运动，T时刻速度为零，接着周而复始，所以粒子一直向B板运动，一定会打在B板上.故A正确；

B.若粒子是在时刻进入时，在一个周期内：在,粒子受到的电场力向右，向B板做加速运动，在内，受到的电场力向左，继续向B板做减速运动，时刻速度为零，接着向A板加速运动，时间内组续向B板减速运动，时刻速度为零，完成一个周期的运动，接着周而复始，

所以粒子时而向B板运动，时而向A板运动，根据运动学规律可知，在一个周期内粒子向B板运动的位移大于向A板运动的位移，所以粒子最后一定会打在B板上.故B正确；

C.若粒子是在时刻进入的，在阶段是向B板加速；在向B板减速，末速度为零；在反向A板加速，反向A板减速，末速度为零，完成一个周期的运动，接着周而复始，所以粒子时而向B板运动，时而向A板运动，以某一点为中心做往复运动，不一定能打到B板上，故C错

误；

D.若粒子是在时刻进入的，在，向B板加速；，向右减速到零；，向A板加速；向A板减速，速度减小为零，完成一个周期的运动，接着周而复始，所以粒子时而向B板运动，时而向A板运动，根据运动学规律可知，在一个周期内粒子向B板运动的位移小于向A板运动

的位移，所以粒子最后一定不会打在B板上，而是从A板返回；故D错误；

11、答案：AC

解析：A.设物块经过与传送带共速，小物块位移为，传送带位移为，因为小物块相对传送带速度小，小物块受到摩擦力向右，根据牛顿第二定律有，代入数据解得，根据匀变速直线运动，，代入数据联立解得，所以小物块运动位移小于A、B之间距离，则小物块与传送带共速后一起匀速运动，设匀速运动时间为，有，得小物块在传送带上A、B之间的运动时间为，故A正确；

B.由动能定理得传送带对小物块做的功为小物块动能的变化量，有，代入数据解得，故B错误；

C.共速前过程中传送带的位移为，所以物块与皮带的相对位移为，所以因摩擦产生的热量为，代入数据解得，故C正确；

D.由能量守恒可知，整个过程电动机多消耗的电能为小物块增加的动能和因摩擦产生的热量，所以多消耗的电能为，D错误。

故选：AC。

12、答案：AB

解析：A.带电粒子在垂直电场方向上不受力,都做匀速直线运动,位移相等,由可知运动时间相等,即.故A正确;

B.平行电场方向受到电场力,做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有:,解得:,由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为,所以它们所带的电荷量之比,故B正确;

C.电势能的减小量等于电场力做的功即,因为竖直位移之比为:,电荷量之比为:,所以它们电势能减少量之比为:

.故C错误;

D.根据动能定理,有：而:,所以动能增加量之比:,故D错误;

故选:AB.

13、答案：AD

解析：A、小物块可以沿着斜面匀速下滑，根据平衡条件可得：，解得：，故A正确;

B、从A到C再到A，根据功能关系可得：，解得物块匀速下滑的速度大小为，故B错误；

C、从B点到C点的过程中，摩擦力对物块做负功，物块和弹簧组成的系统机械能减小，故C错误；

D、从C到A的过程中，根据能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为，故D正确。

故选：AD。

14、答案：ABD

解析：A、在运动过程中，对于A、B组成的系统，由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故A正确；

B、当B环下落时绳子与水平方向之间的夹角满足：，即为.根据A、B两环沿绳子方向的分速度大小相等，可得：，则有：，根据A与B组成的系统机械能守恒，有：，联立解得A环的速度为：，故B正确；

C、根据A、B两环沿绳子方向的分速度大小相等，知当B环下落L时B的速度为零，设此时A的速度为。由系统的机械能守恒有：，解得，故C错误；

D、环A过O点后做初速度为、加速度为g的匀加速直线运动，B做自由落体运动，当A追上B时,有：，解得：，即A环到达O点后再经过的时间能够追上B环，故D正确。

故选：ABD。

15、答案：（1）C（2）7.56或7.57；7.62（3）C（4）

解析：（1）打点频率，则打点周期,若打点计时器打第一个点的速度为零，可知在第一个0.02s内物体下落的距离为：。选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近2mm，故ABD错误；C正确。

故选：C。

（2）从开始下落起至C点，重力势能减小量为：。在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：。

（3）据机械能守恒：，得：，所以如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是过原点的直线，斜率的数值为g，因此C正确，ABD错误；

故选C。

（4）若存在着阻力f，由动能定理有：，化简变形得：，所以绘出的的斜率，解得：。

16、

（1）答案：

解析：带电小球从A点到B点，动能不变，由动能定理知重力做功与电场力做功之和为零，即得，

得.

（2）答案：1m/s

解析：电场强度未减半时，满足；若电场强度减半，小球在斜面方向的合力为：

所以小球的加速度为：；方向向下.

根据速度位移公式，有：，

代入数据解得.

17、答案：（1）9 N（2）0.025

解析：（1）当摆球由C到D运动，根据动能定理有

在D点，由牛顿第二定律可得

可得

由牛顿第三定律可知，摆线能承受的最大拉力为9N。

（2）当小球恰好到达最高点时，在圆周的最高点，由牛顿第二定律可得

由动能定理可得

解得

18、答案：（1）

（2）

（3），方向与x正方向正切值

解析：（1）由动能定理，有

可得，电子进入第一象限的速度大小

（2）在A处释放加速运动至y轴后，做类平抛运动到达x轴，设匀加速直线运动时间为，则有

可得

进入第一象限后，由y轴分运动得

可得

粒子由释放到x轴的时间

（3）由动能定理得

解得，电子经过x轴上的点时速度大小为

方向与x轴正方向的正切值

19、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）物块D达到最大速度时，A、B、D系统平衡，则

解得

（2）释放物块D前，对物块A有

物块D达到最大速度时，对物块B有

得

即释放物块D时和物块D达到最大速度时，弹簧的弹性势能不变。则由机械能守恒得

联立得

（3）物块D达到最大速度时，B未离开挡板C，A、D系统平衡，则

所以<

弹簧的弹性势能减少。则由机械能守恒得

联立解得