精品解析：湖北省新高考联考协作体2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版）

2022-2023学年度下学期期末考试

高一物理试卷

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

一、选择题：本大题共10小题。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求；第8～10题有多项符合题目要求。

1. 一个圆盘在水平面内匀速转动，水平盘面上有一个小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，关于小物体所受摩擦力的方向，以下说法正确的是（　　）

A. 始终指向圆心 B. 始终与物体线速度方向相同

C. 始终与物体线速度方向相反 D. 不一定指向圆心

【答案】A

【解析】

【详解】小物体做匀速圆周运动，在沿着线速度的方向上，不受力的作用，圆盘对小物体的摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，所以摩擦力的方向始终指向圆心。

故选A。

2. 下列关于静电场的说法中，正确的是（　　）

A. 电场中电场强度为零的地方电势一定为零 B. 电势差是矢量，有正值和负值之分

C. 静电力做功与重力做功相似，均与路径无关 D. 沿电场线方向电势越来越低，电场强度越来越小

【答案】C

【解析】

【详解】A．电场中场强为零的位置电势不一定为零，以等量同种电荷为例，若规定无穷远处电势为0，则等量同种电荷中点电势不为零， A错误；

B．电势差是标量，B错误；

C．静电力做功与初末位置有关与路径无关，故C正确；

D．电场强度大小取决于电场线的疏密程度，故场强与电势高低并无正相关关系，D错。

故选C。

3. 以下属于同一种静电原理应用的两种场景的是（　　）

A. 1和2 B. 3和4 C. 2和3 D. 1和4

【答案】D

【解析】

【详解】在导体尖锐的位置电荷密度更大，更容易使空气电离形成放电，屋顶的避雷针与燃气灶的钉形点火电极均是该原理；高压输电铁塔最上面的两条导线是避雷线，起到防止雷直接击到输电线上与屏蔽输电线外的电磁场的作用；静电复印机是利用静电正、负电荷能互相吸引的原理制成的。

故选D。

4. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是16∶27，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们的向心加速度大小之比为（　　）

A. 4∶3 B. 3∶2 C. 2∶1 D. 8∶9

【答案】D

【解析】

【详解】根据

，

由路程之比是16∶27可知线速度之比为16∶27，由运动方向改变的角度之比是3∶2可知角速度之比为3∶2；由向心加速度表达式

a＝v

可知，它们的向心加速度之比为8∶9。

故选D。

5. 将带正电荷的导体球C靠近不带电的导体，若沿垂直纸面的平面1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿垂直纸面的平面2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、，以下说法正确的是（　　）

A. ，

B. ，

C. 导体内平面1上各点场强小于导体内平面2上各点场强

D. 导体内平面1上各点电势小于导体内平面2上各点电势

【答案】B

【解析】

【详解】A．达到静电平衡的导体无论从哪里画虚线，虚线左右两边电荷量总是等大且电性相反，故A错误；

B．由于虚线1离正电荷较远，A部分感应出的正电荷较少，即B部分感应的负电荷较少，故B正确；

C．达到静电平衡的导体内部的场强处处为0，故C错误；

D．达到静电平衡的导体是一个等势体，故D错误。

故选B。

6. 如图所示，abcde是半径为r的圆内接正五边形，在其顶点a、b、c、d处各固定有电荷量为＋Q的点电荷，则放置在圆心O处的点电荷－q（q > 0）所受到的静电力大小为（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据对称性，若在e点固定一个电荷量为＋Q点电荷，则圆心O处的合场强为零，所以，如果撤去e点固定的电荷，则剩下电荷在O处的合场强与e点固定一个电荷量为＋Q的点电荷在O处产生的电场等大反向，大小为。

故选B。

7. 如图，同一平面内的A、B、C、D四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，P为A、C连线的中点，Q为B、D连线的中点。把电荷量为的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为；再把这个点电荷从B点移动到C点，电势能增加，若，则P、Q两点之间的电势差为（　　）

A  B. 10V C.  D. 90V

【答案】C

【解析】

【详解】把电荷量为的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为，则有

解得

再把这个点电荷从B点移动到C点，电势能增加，则有

解得

则P、Q两点之间的电势差为

故选C。

8. 2022年11月1日，中国天宫空间站的第二个科学实验模块“梦天”实验舱成功与之前发射的“天和”核心舱完成精准对接，中国空间站历史性地完成“合体”。“天和”核心舱的运动轨迹可看作一个圆，其距地面的高度约为400km。以下说法正确的是（　　）

A. “天和”核心舱的发射速度小于7.9km/s

B. “天和”核心舱可以定点在北京上空

C. 绕地球做椭圆运动的卫星瞬时速度可以大于7.9km/s

D. 可以发射一颗每天同一时刻都能通过北京上空的卫星

【答案】CD

【解析】

【详解】A．卫星最小的发射速度为7.9km/s，则天和”核心舱的发射速度大于7.9km/s，故A错误；

B．只有地球静止同步卫星与地球相对静止，且静止同步卫星一定处于赤道正上方，则天和”核心舱不可以定点在北京上空，故B错误；

C．第一宇宙速度7.9km/s是绕地球做圆周运动的卫星在近地轨道上的线速度，若在该轨道上加速变轨到椭圆轨道，在近地点附近其速度可以大于7.9km/s，故C正确；

D．可以发射一颗倾斜同步轨道卫星，其轨道面经过北京，则每天同一时刻都能通过北京上空的卫星，故D正确。

故选CD。

9. 为保障人民生命健康安全，现在很多城市的公共场所都配置了自动体外除颤器，它是用物理的方法治疗心室纤颤、让心脏重新起搏的仪器。如图所示为某学校配置的除颤器，它的供电装置是一个电容器，通过的电压给该电容器充电，使电容器储存875J的电能，除颤器工作时能通过电子线路在很短的时间内释放一部分能量，就可以对病人进行抢救了。已知电容器储存的电能与电容和电压的关系为，某次除颤器工作时，释放的电荷量可能为（　　）

A 0.2C B. 0.3C C. 0.4C D. 0.5C

【答案】AB

【解析】

【详解】由

可求得电容器电容为

用5000V电压充电电容器存储的电荷量为Q,则

所以除颤器工作时通过电子线路在很短的时间内释放一部分能量，所以放电过程除颤器并未放出全部电荷，释放的电荷量小于0.35 C， A正确，B正确。

故选AB。

10. 某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，这块硬磁盘有若干个磁道（即若干个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以5400r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，下列说法正确的是（　　）

A. 相同的时间内，磁头在内磁道读取的字节数比外磁道少

B. 盘面转动的角速度为180π rad/s

C. 一个扇区通过磁头所用的时间约为

D. 不计磁头转移磁道的时间，计算机1s内理论上可以从一个盘面上读取约个字节

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由每个扇区可以记录512个字节可知，无论在内磁道还是外磁道，读取数据均相同，故A错误；

B．根据角速度与转速的关系有

故B正确；

C．由题意可知

故C正确；

D．1s读取得字节数为

个

故D错误。

故选BC。

二、非选择题：本题共5小题。

11. 某实验小组将小球从某一高度释放，借助光电门和数字计时器来验证机械能守恒定律，他们设计了如图所示的装置，实验过程如下：

（1）按照图安装好实验装置后，测量出小球下端到光电门的距离h，将小球由静止释放，小球落在缓冲垫上不反弹。

（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图所示，小球直径d＝______mm。

（3）测量时，记录小球通过光电门的遮光时间t，由小球的直径d和小球通过光电门的遮光时间t可以得到小球经过电门时速度的表达式为v＝______。

（4）在借助测量数据验证小球下落过程中机械能守恒时，______（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量。

（5）不改变小球的释放点，适当调高光电门的高度，将会______（填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。

【答案】    ①. 7.881##7.882##7.883##7.884##7.885    ②.     ③. 不需要    ④. 减小

【解析】

【详解】（2）[1] 螺旋测微器固定尺读数为7.5mm，可动尺读数为，所以小球的直径为7.883mm。

（3）[2]根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球经过电门时速度的表达式为

（4）[3]小球下落过程若机械能守恒，则

即

所以验证小球机械能守恒时不需要测量小球质量。

（5）[4]调高光电门的高度，小球在空中克服阻力做的功减少，从而减少了因空气阻力引起的测量误差。

12. 某研究性学习小组想要研究“浓度对食盐溶液电阻率的影响”，将食盐溶液装入绝缘性能良好、两端开口的塑料圆筒形容器内，容器两端用电阻不计的金属圆片电极密封，食盐溶液充满整个容器，从金属圆片电极分别引出两根导线用于电阻的测量。

（1）用游标卡尺测出圆筒的深度h和内直径D，如图所示为测量圆筒内直径D时游标位置的示意图，从图中可以得到圆筒的内直径D＝______mm。

（2）该小组先进行理论探究，若食盐溶液的电阻为，则其电阻率的表达式为______（用h、D、表示）。

（3）该学习小组采用如图（a）所示的电路来测量食盐溶液的电阻，若电表均为非理想电表，则电阻的测量值______（填“大于”或“等于”或“小于”）真实值。请用笔画线表示导线，根据图（a）在实物图（b）中连接测量食盐溶液电阻的电路______。

【答案】    ①. 40.45    ②.     ③. 小于    ④.  

【解析】

【详解】（1）[1] 游标卡尺的读数为40mm+9×0.05mm=40.45mm

（2）[2] 根据电阻定律有

解得

（3）[3]电路采用电流表外接的方法，故电阻的测量值小于真实值；

[4]根据电路图连接实物图，如图：

13. 近年来，新能源汽车越来越受到消费者的青睐。某新能源汽车在封闭专用平直车道上进行起步测试。被测试的汽车质量，电机的额定功率P＝120kW，汽车从静止开始以额定功率启动所能达到的最大速度为，汽车在运动过程中所受阻力大小保持不变，重力加速度。

（1）求汽车所受到的阻力大小；

（2）若汽车以加速度从静止开始匀加速启动，加速度保持不变这一过程能维持多长时间？通过的位移是多少？

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）由题意，汽车以额定功率启动达到最大速度时，加速度等于零，牵引力等于阻力，则有

解得汽车所受到的阻力大小为

（2）设汽车做匀加速直线运动所能达到的最大速度为，则有

根据牛顿第二定律可得

联立解得

由运动学公式可得

解得

14. 如图所示，质量均为m两木块A、B用竖直轻质弹簧连接置于水平面上，A、B处于静止状态。现对B木块施加一竖直向上的恒力，当B木块向上运动到达最高点时，A木块恰对地面没有压力，重力加速度为g。已知全过程中弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能只与弹簧的形变有关，不计空气阻力。

（1）求恒力F的大小；

（2）若已知B向上运动过程中的最大速度为v，求B从静止至最大速度的过程中，弹簧弹力对A、B所做的功、。

【答案】（1）mg；（2）0，

【解析】

【详解】（1）设弹簧的劲度系数为k，A、B静止时，弹簧的压缩量为

当B向上运动到最高点时，弹簧的伸长量为

由于，所以B木块由最低点到最高点的过程中，弹簧对B木块做功W＝0；B木块由最低点到最高点的过程中，对B运用动能定理，可得

解得

F＝mg

（2）当B的加速度为零时，B的速度最大，设此时弹簧的伸缩量为，则有

解得

即B上升的高度

木块A在弹力方向上没有发生位移，所以弹力对A做功为0，即

对木块B由动能定理可得

解得

15. 如图所示，在空间直角坐标系O-xyz中，Ox轴水平向右，Oy轴水平向里，Oz轴竖直向上，在区域存在大小恒定的匀强电场。一带正电的小球（可视为质点）以的初速度从z轴上P点沿x轴正方向水平抛出，P、O两点相距。已知小球质量，所带电量为q，匀强电场的场强大小，重力加速度g取10，不计空气阻力。求：

（1）若匀强电场方向沿x轴正向（如图），小球落地时的速度大小；

（2）若匀强电场的方向沿y轴正向（如图），小球落到x-O-y平面的位置坐标及动能。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）若匀强电场的方向沿x轴正向，根据牛顿第二定律，小球水平方向的加速度为

设运动时间为t，根据运动学规律，竖直方向上的位移为

水平方向末速度为

竖直方向末速度为

合速度

代入数据解得

（2）若匀强电场的方向沿y轴正向，根据运动学规律， x方向上的位移为

y方向上的位移为

解得

x＝5m

y＝2.5m

所以，小球在x-O-y平面上的坐标为；从进入电场至落地，根据动能定理有

代入数据解得