精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

石嘴山三中2023—2024学年第二学期高一年级期末考试物理试题 一、单选题（本大题共13小题，每小题3分，共39分） 1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动的速度方向不变，但速度的大小不断变化 C. 曲线运动的速度方向可能不变 D. 曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 【答案】A 【解析】 【详解】AC．曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，选项A正确，C错误； BD．曲线运动的速度方向一定变化，但速度的大小可能不变化，例如匀速圆周运动，选项BD错误。 故选A。 2. 关于电荷，下列说法正确的是（ ） A. 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑 B. 元电荷e的数值，最早是科学家卡文迪什测得的 C. 电荷量很小的电荷就是元电荷 D. 物体所带的电荷量可以是任意的 【答案】A 【解析】 【详解】A．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，故A正确； B．元电荷e的数值，最早是科学家密立根测得的，故B错误； C．元电荷是最小电荷量，即为e，元电荷不是带电体，电荷量很小的电荷不一定就是元电荷，故C错误； D．物体所带的电荷量是元电荷的整数倍，并不是任意的，故D错误。 故选A。 3. 人们在研究曲线运动时，往往利用“化曲为直”的思想，将物体的运动分解为沿两个方向的分运动。以下关于合运动和分运动的说法正确的是（　　） A. 两个初速度为零的匀加速直线运动，其合运动为匀变速曲线运动 B. 若两个分运动是直线运动，则合运动一定也是直线运动 C. 当一个分运动停止运动时，另一个分运动可能还在运动中 D. 合运动的速度大小可以小于两个分运动的速度大小 【答案】D 【解析】 【详解】A.两个初速度为零的匀加速直线运动，其合初速度也为零，加速度不为零，根据运动条件可判断，合运动为初速度为零的匀加速直线运动，故A错误； B.两个分运动是直线运动，其合运动不一定是直线运动。故B错误； C.合运动和分运动具有等时性，同时开始，同时进行，同时停止，故C错误； D.合运动和两个分运动满足平行四边形定则，平行四边形的对角线可以小于两个邻边，所以合运动的速度大小可以小于两个分运动的速度大小。故D正确。 故选D。 4. 关于电场强度E，下列说法正确的是（　　） A. 由知，若减半，则该处电场强度为原来的2倍 B. 由知，与Q成正比，而与成反比 C. 由知，匀强电场中两点的距离越大，场强E越小 D. 适用于匀强电场，适用于点电荷电场，适用于任何电场 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电场强度仅与电场本身有关系，与放入其中的试探电荷无关，减半，电场强度不变。故A错误； B．公式为点电荷的电场强度计算式，由式子可知电场强度E与场源电荷的电荷量成正比，与成反比。故B正确； C．匀强电场中，电场强度处处相等。故C错误； D．适用于匀强电场，适用于点电荷电场，适用于任何电场。故D正确。 故选BD。 5. 2024年春节很多人到哈尔滨旅游，相当多的游客喜欢滑雪运动。如图，某游客及滑板（可视质点）由坡道进入竖直平面内的圆弧形滑道PQ，从滑道的P点滑行到最低点Q的过程中，由于摩擦力的存在，其速率不变。则游客及滑板沿PQ下滑的过程中（　　） A. 所受摩擦力做正功 B. 所受支持力做负功 C. 所受重力做正功，重力势能逐渐增大 D. 在Q点时，所受重力的功率为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动过程中，摩擦力方向与 方向相反，可知，摩擦力做负功，故A错误； B．运动过程中，支持力方向与速度方向垂直，可知，支持力不做功，故B错误； C．运动过程中，重力方向与速度方向夹角为锐角，可知，重力做正功，重力势能逐渐减小，故C错误； D．在Q点时，重力方向与速度方向垂直，可知，此时所受重力的功率为零，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，用金属箔做成一个不带电的圆环放在绝缘桌面上，某同学用与毛皮摩擦的橡胶笔套慢慢靠近圆环，圆环最后被吸到笔套上，下列说法正确的是（　　） A. 笔套的起电方式属于接触起电 B. 笔套靠近圆环过程中，圆环上靠近笔套一侧带正电 C. 笔套接触圆环后，圆环带正电 D. 笔套接触圆环后，笔套所带的电荷全部被中和 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据摩擦起电可知，摩擦使笔套带电，故A错误； B．笔套摩擦后带负电，则笔套靠近圆环过程中，圆环上靠近笔套一侧带正电，选项B正确； C．笔套带负电，则接触圆环后，圆环带负电，选项C错误； D．笔套碰到圆环后，根据接触起电可知，笔套所带电荷没有被中和，所以仍然带电，故D错误。 故选B。 7. 下面是生活中有关圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，汽车通过拱桥最高点时，地面对汽车的支持力等于其重力 B. 乙图中，“水流星”在通过最低处时，水与水桶之间可以没有相互作用力 C. 丙图中，当火车转弯超过规定速度行驶时，外轮缘对外轨会有挤压作用 D. 丁图中，洗衣机脱水桶的脱水原理是脱水桶旋转时衣服中的水受到背离圆心方向的外力作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥最高点时 地面对汽车的支持力小于其重力，故A错误； B．“水流星”在通过最低处时 水与水桶之间一定有力的作用，而且大于重力。故B错误； C．设车轨与水平方向夹角为，当火车速度等于规定速度时 当火车转弯超过规定速度行驶时，火车的向心力增大，车轨外轨的弹力，即车轮对外轨由挤压作用。故C正确； D．洗衣机脱水桶的脱水原理是脱水桶旋转时衣服内的水分子需要向心力，当水分子所受的合力不足以提供向心力时，水分子做离心运动，从而起到脱水作用。故D错误。 故选C。 8. 静电除尘器在生产生活中已经得到广泛应用，某型号静电除尘器的剖面结构简化原理图如图所示，它由金属管和悬在管中的金属丝B组成，金属管接地（电势为0），当彼此绝缘的金属管与金属丝B间接入高压电源时，管道中形成的强电场使管道中的气体电离为正离子和电子，管道中的粉尘吸附电子后带负电，粉尘被吸附到金属管上后在重力作用下落人下面的漏斗中，下列说法正确的是（　　） A. 金属管接电源负极 B. 金属丝B的电势小于0 C. 管道中形成的电场为匀强电场 D. 粉尘向金属管运动时电势能减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．管道中的粉尘吸附电子后带负电，粉尘被吸附到金属管A，说明金属管接电源正极，粉尘在电场力作用下向金属管A运动，电场力做正功，粉尘电势能减小，故A错误，D正确； B．电势沿着电场线方向不断减小，而金属管接地，则金属管A的电势为零，且电场线方向由正极指向负极，因此金属丝B的电势小于零，故B正确； C．匀强电场区域内各处场强大小相等，方向相同，而管道中形成的电场方向不同，故管道中形成的电场不是匀强电场，故C错误。 故选BD。 9. 2024年4月26日3时32分，神舟十八号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口。已知空间站在距离地面400公里左右的轨道上运行，其运动视为绕地球做匀速圆周运动。则对接后的飞船（　　） A. 所受地球引力比静止在地面上时大 B. 做圆周运动的角速度比地球自转角速度大 C. 做圆周运动的线速度比地球第一宇宙速度大 D. 做圆周运动的向心加速度比地球两极处重力加速度大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律 可知对接后的飞船所受地球引力比在地面上时小，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 由于空间站轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以飞船做圆周运动的角速度大小比同步卫星的角速度大，而同步卫星的角速度等于地球自转角速度，即飞船做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大，故B正确； C．第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度，所以飞船做圆周运动的线速度小于第一宇宙速度，故C错误； D．根据牛顿第二定律 结合地球表面附近物体所受重力和万有引力的关系 则飞船做圆周运动的向心加速度比地球两极处重力加速度小，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，小船船头始终垂直于河岸行驶，且船速保持不变。从A点出发行驶至B点，小船轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 船速小于水速 B. 改变船速方向可垂直过河 C. 改变船速方向不会影响渡河时间 D. 水速将影响渡河时间，水速越大，渡河时间越短 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据运动的合成规律可知 所以 故A正确； B．因为船速小于水速，所以船不能垂直过河，故B错误； C．改变船速方向，将会改变垂直河岸的分速度大小，会影响过河时间，故C错误； D．过河时间只与垂直和河岸的分速度有关，而水速不影响该分速度，所以水速不影响过河时间，只影响到达对岸的位置，故D错误。 故选A。 11. 如图所示，质量为m的物块放在水平转台上，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动。当角速度增至时，转台开始做匀速转动，整个过程物块与转台总是保持相对静止，则（ ） A. 在角速度增至过程中，物块所受的摩擦力方向总是指向转轴 B. 转台匀速转动时，物块所受的摩擦力大小为 C. 在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是 D. 在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是0 【答案】C 【解析】 【详解】A．在角速度增至过程中，即物块加速转动，则物块所受的摩擦力方向与速度夹角为锐角，不是总是指向转轴，选项A错误； B．转台匀速转动时，物块所受的摩擦力充当向心力，则摩擦力大小为 选项B错误； CD．根据动能定理，在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是 选项C正确，D错误。 故选C。 12. 汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0.1倍。下列说法正确的是（　　） A. 该汽车的质量为 B. C. 在前内，阻力对汽车所做的功为 D. 在内，牵引力对汽车做功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．第5s时，汽车的功率达到额定功率，前5s由牛顿第二定律可知 联立得 m= 故A正确； B．汽车的最大速度 故B错误； C．在前5s内，汽车做匀加速直线运动，由图像可知前5s的位移 阻力对汽车所做的功为 故C错误； D．在内，牵引力恒定 则牵引力做的功 联立得 在内，汽车功率恒定，则牵引力做的功 在内，牵引力对汽车做功 故D正确。 故选AD 13. 如图所示，在倾角为θ的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为m、带电量q（）的物体。加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中OA为直线，AB为曲线，BC为平行于横轴的直线，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A. 过程中，电场强度的大小恒为 B. 过程中，物体电势降低了 C. 过程中，物体加速度一直减小 D. 过程中，电场强度为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体机械能的变化量等于电场力做功，即 由图像可知过程中 解得电场强度的大小恒为 选项A正确，不符合题意； B．过程中，电场力做功 可知电势能减小 可得物体电势降低了 选项B正确，不符合题意； C．过程中，图像的斜率减小，则电场力减小，直到减为零，根据 物体加速度先减小后反向增加，选项C错误，符合题意； D．过程中，图像的斜率为零，则电场强度为零，选项D正确，不符合题意。 故选C。 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。每小题中可能有多个答案正确，全选正确得3分，有错选或不选得0分，漏选得1.5分） 14. 如图所示，实线表示某电场的电场线，M、N是电场中的两个点，电场强度大小分别为、，电势分别为、。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．电场线越密集，电场强度越强，则 故A正确，B错误； CD．沿电场线的方向电势逐渐降低，故 故C错误，D正确。 故选AD。 15. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在Q点点火，使卫星进入椭圆轨道2运行，最后在P点再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。则（　　） A. 卫星在轨道2上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过P点时的速率 B. 卫星在轨道3上的机械能小于在轨道1上的机械能 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道2上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过P点时的速率，选项A正确； B．从轨道1到轨道3，卫星要先后在QP两点两次点火加速，则卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能，选项B错误； C．从轨道1到轨道2，卫星要在Q点点火加速，则卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率，选项C正确； D．根据 可知，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项D错误。 故选AC。 16. 蹦极是一项户外运动，一位蹦极爱好者身系弹性蹦极绳从蹦极台O点自由下落，在A点蹦极绳刚好伸直，继续下落能到达的最低位置为B。忽略空气阻力，人可视为质点，蹦极绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ） A. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关 B. 到达B点时，蹦极者所受蹦极绳的拉力与所受重力二力平衡 C. 落至A点时人的动能最大，之后由于弹力做负功，人的动能减小 D. 从A到B的过程中蹦极绳的弹性势能和蹦极者的动能之和一直增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．重力势能的数值与重力势能零点的选取有关，而重力势能的改变量与物体的始末位置有关，与重力势能零点的选取无关，故A正确； B．蹦极者到达A点之前做自由落体运动，随后绳绷紧，开始绳形变量较小，绳的弹力小于重力，蹦极者向下做加速度减小的加速运动，当绳的弹力与重力平衡时，速度达到最大，之后，绳的弹力大于重力，蹦极者向下做加速度增大的减速直线运动，直至速度减为0，恰好到达B点，可知，到达B点时，蹦极者所受蹦极绳的拉力大于所受重力，故B错误； C．结合上述可知，当绳的弹力与重力平衡时，速度达到最大，动能达到增大，此位置在A点与B点之间的某一位置，故C错误； D．从A到B的过程中，只有动能、重力势能与弹性势能之间的转化，重力势能一直减小，可知，蹦极绳的弹性势能和蹦极者的动能之和一直增大，故D正确。 故选AD。 17. 如图所示，这是一种电子显微镜的电场分布，实线为电场线，一带电粒子仅在电场力作用下的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子由a点运动到b点的速率时间（）图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】带电粒子沿轨迹的切线方向为速度方向，其所受的电场力方向指向轨迹凹侧，由此可知粒子的速度方向与电场力方向成锐角，且速度方向上的电场强度逐渐增大，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，A正确； 故选A。 18. 在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图甲所示，已知B处电荷的电量为+Q，图乙是AB连线之间的电势与位置x之间的关系图像，图中点为图线的最低点，处的纵坐标，处的纵坐标。若在的C点由静止释放一个质量为m，电量为+q的带电物块（可视为质点），物块随即向右运动。水平面间的动摩擦因数取下列哪个值，小物块可以到达处（　　） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】假设动摩擦因数为时小物块刚好可以运动到处，根据动能定理有 解得 所以使小物块可以到达处的动摩擦因数的取值范围是 故选AB。 三、实验题（本大题共10个空，每空1分，共10分） 19. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力大小影响因素的装置，在抽成真空的玻璃容器内，有两块金属圆球（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子科检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作∶ a、为了方便直观知道清电力大小，首先将电子秤的示数归零； b、用起电机让两金属球带上相同的电量，保持电量不变，把两块金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到对的静电力大小，把所得数据记录分析； c、保持两块金属圆球的距离为，逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析； d、保持两块金属圆球的距离为，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析。 请回答下列问题∶ （1）对于本实验采用的主要实验方法是___________（填正确选项前的字母）； A 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 微小量放大法 （2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成___________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成___________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。 （3）若某次实验时，将两块金属圆球正对距离调为不变，然后用起电机让两金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为（单位为），已知当地重力速度为g。便可得到对的静电力大小___________（用题中已知的相关物理量的字母表示）。 【答案】（1）B （2） ①. 正比 ②. 反比 （3） 【解析】 【小问1详解】 此实验中比较小球在不同距离时所受电场力的大小，再使小球间距离不变，分别改变两小球所带电荷量，比较小球所受静电力的大小，是采用了控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]通过实验数据研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量、的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。 【小问3详解】 电子秤的读数是m时，B对电子秤的压力为 根据牛顿第三定律，电子秤对B的支持力为 B处于平衡状态，即B受力平衡，根据平衡条件，可得B对A的静电力大小为 20. 某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功。装置如图1，一木块放在粗糙的水平长木板上，右侧栓有一细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连，长木板固定在水平实验台上。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，图2给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，系列小黑点是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。打点计时器所用交流电频率为，不计纸带与木块间的拉力。 (1)可以判断纸带的_____（左或右端）与木块连接。根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下点和点时木块的速度_____，_____ 。（结果保留两位有效数字） (2)要测量在段木板对木块的摩擦力所做的功，还需要的实验器材是_____，还应测量的物理量是_____。（填入所选实验器材和物理量前的字母） A．木板的长度 B．木块的质量 C．木板的质量 D．重物质量 E．木块运动的时间 F．段的距离 G．天平 H．秒表 J．弹簧秤 (3)在段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式=_____。（用、和第(2)问中测得的物理量的字母表示） 【答案】 ①. 右端 ②. 0.72 ③. 0.97 ④. G ⑤. B ⑥. 【解析】 【详解】(1)[1]重物落地后，木块由于惯性继续前进，做匀减速直线运动，相邻计数点间的距离逐渐减小，故纸带向右运动，其右端连着小木块；计数点间的时间间隔 [2]纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度，打点时木块的速度 [3]打点时木块的速度 (2)[4][5]木块在运动过程中，木板对木块的摩擦力所做的功 因此实验过程中还需要用天平测出木块的质量，因此需要的实验器材是G，需要测量的量是B。 (3)[6]在木块在运动过程中，木板对木块的摩擦力所做的功 四、计算题：本大题共5小题，共36分。 21. 如图所示，一高尔夫球运动员从高出水平地面h的坡上水平击出一个高尔夫球，高尔夫球落入距击球点水平距离为L的A穴。不计空气阻力，球半径和A穴的大小远小于h和L，重力加速度大小为g，求： （1）球从被击中到落入A穴所用的时间； （2）球被击出时初速度的大小。 【答案】（1）;（2） 【解析】 【详解】（1）、小球做平抛运动，设飞行时间为t，由 可得 （2）由小球飞行距离 可得 22. 光滑斜面AB的倾角θ=30°，BC为粗糙水平面，物体与水平面BC间动摩擦因数μ=0.20，轨道在B点光滑连接，AB的长度LAB=1.6m，BC的长度LBC=1m，一个质量m=2.0kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，g=10m/s2，求： （1）物体运动到B点时速度大小； （2）物体滑到C点的动能Ekc． 【答案】（1）；（2）12J． 【解析】 【详解】解：（１））物体从A运动到B的过程，由动能定理得;解得 （２）物体从A运动到C的过程，由动能定理得 可得 物体滑到C点的动能 23. 如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量的点电荷由A点移到B点，电场力做功；再由B点移到C点克服电场力做功。 （1）求A、B和A、C间的电势差和； （2）若取B点的电势为零，求A、C两点的电势和； （3）在图中定性画出匀强电场线的方向及分布情况。 【答案】（1）-240V,-120V；（2）-240V,-120V（3） 【解析】 【详解】（1）根据电势差的定义知，A、B间的电势差 A、C间的电势差 （2）取 故 解得 因 解得 （3）由上分析可知AB中点的电势为 与C点的电势相等，根据电场线与等势面垂直，且指向电势较低的等势面，作出匀强电场线的方向及分布情况如图。 24. 如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角α=45°,重力加速度大小为g，求： （1）小球带何种电荷？电荷量为多少； （2）若将小球向左拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点； （3）若将小球向右拉至细线呈水平位置，然后由静止释放小球，运动过程中绳子的最大拉力。 【答案】（1）正电，；（2）匀加速直线运动，；（3） 【解析】 【详解】（1）由于小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，如图所示 由此可知小球带正电，设其电荷量为q，则 联立可得 （2）静止释放后，小球由静止开始沿与竖直方向成α=45°斜向右下方做匀加速直线运动，当到达最低点时，它经过的位移为L，此时细线刚好拉直，由匀变速直线运动的规律可得 由牛顿第二定律得 所以 （3）物体下摆到45°时候速度最大，绳子拉力最大，根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 联立解得 25. 如图所示，与水平面成角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所在平面，细杆与圆环所在平面的交点为圆环的圆心O，一套在细杆上的小球从A点以某一初速度沿杆向上运动，恰能到达D点，已知圆环半径为L、带电量为，小球的质量为m、带电量为，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数，求： （1）圆环在C点产生的场强； （2）小球在B点的加速度大小； （3）小球在A点的动能大小。 【答案】（1），沿杆向上；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，圆环上电荷分布均匀，取环上一小圆弧，设其电荷量为，该点到点的距离为 圆环上该点和点的连线与细杆的夹角为，如图所示 根据数学知识 则在点产生的场强为 以点为坐标原点，方向为正方向建立轴，在点场强沿轴方向的分量为 同理，圆环上与之对称的小圆弧（）在点场强沿轴方向的分量同样为 易知相互对称的小圆弧上电荷在点垂直细杆方向的合场强为零，则根据对称性可知，带电量为的圆环在点产生的场强方向沿杆向上，大小为 （2）小滑环点，由牛顿第二定律得 根据场强的对称性可知 解得小球在点的加速度大小为 （3）根据题意，由对称性可知，小球从点运动到点过程中，电场力做功为零，由动能定理有 解得小球在点的动能大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 石嘴山三中2023—2024学年第二学期高一年级期末考试物理试题 一、单选题（本大题共13小题，每小题3分，共39分） 1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动的速度方向不变，但速度的大小不断变化 C. 曲线运动的速度方向可能不变 D. 曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 2. 关于电荷，下列说法正确的是（ ） A. 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑 B. 元电荷e的数值，最早是科学家卡文迪什测得的 C. 电荷量很小的电荷就是元电荷 D. 物体所带电荷量可以是任意的 3. 人们在研究曲线运动时，往往利用“化曲为直”的思想，将物体的运动分解为沿两个方向的分运动。以下关于合运动和分运动的说法正确的是（　　） A. 两个初速度为零的匀加速直线运动，其合运动为匀变速曲线运动 B. 若两个分运动是直线运动，则合运动一定也是直线运动 C. 当一个分运动停止运动时，另一个分运动可能还在运动中 D. 合运动的速度大小可以小于两个分运动的速度大小 4. 关于电场强度E，下列说法正确的是（　　） A. 由知，若减半，则该处电场强度为原来的2倍 B. 由知，与Q成正比，而与成反比 C. 由知，匀强电场中两点的距离越大，场强E越小 D. 适用于匀强电场，适用于点电荷电场，适用于任何电场 5. 2024年春节很多人到哈尔滨旅游，相当多的游客喜欢滑雪运动。如图，某游客及滑板（可视质点）由坡道进入竖直平面内的圆弧形滑道PQ，从滑道的P点滑行到最低点Q的过程中，由于摩擦力的存在，其速率不变。则游客及滑板沿PQ下滑的过程中（　　） A. 所受摩擦力做正功 B 所受支持力做负功 C. 所受重力做正功，重力势能逐渐增大 D. 在Q点时，所受重力的功率为零 6. 如图所示，用金属箔做成一个不带电的圆环放在绝缘桌面上，某同学用与毛皮摩擦的橡胶笔套慢慢靠近圆环，圆环最后被吸到笔套上，下列说法正确的是（　　） A. 笔套的起电方式属于接触起电 B. 笔套靠近圆环过程中，圆环上靠近笔套一侧带正电 C. 笔套接触圆环后，圆环带正电 D. 笔套接触圆环后，笔套所带电荷全部被中和 7. 下面是生活中有关圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，汽车通过拱桥最高点时，地面对汽车的支持力等于其重力 B. 乙图中，“水流星”在通过最低处时，水与水桶之间可以没有相互作用力 C. 丙图中，当火车转弯超过规定速度行驶时，外轮缘对外轨会有挤压作用 D. 丁图中，洗衣机脱水桶的脱水原理是脱水桶旋转时衣服中的水受到背离圆心方向的外力作用 8. 静电除尘器在生产生活中已经得到广泛应用，某型号静电除尘器的剖面结构简化原理图如图所示，它由金属管和悬在管中的金属丝B组成，金属管接地（电势为0），当彼此绝缘的金属管与金属丝B间接入高压电源时，管道中形成的强电场使管道中的气体电离为正离子和电子，管道中的粉尘吸附电子后带负电，粉尘被吸附到金属管上后在重力作用下落人下面的漏斗中，下列说法正确的是（　　） A. 金属管接电源负极 B. 金属丝B的电势小于0 C. 管道中形成的电场为匀强电场 D. 粉尘向金属管运动时电势能减小 9. 2024年4月26日3时32分，神舟十八号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口。已知空间站在距离地面400公里左右的轨道上运行，其运动视为绕地球做匀速圆周运动。则对接后的飞船（　　） A. 所受地球引力比静止在地面上时大 B. 做圆周运动的角速度比地球自转角速度大 C. 做圆周运动的线速度比地球第一宇宙速度大 D. 做圆周运动的向心加速度比地球两极处重力加速度大 10. 如图所示，小船船头始终垂直于河岸行驶，且船速保持不变。从A点出发行驶至B点，小船轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 船速小于水速 B. 改变船速方向可垂直过河 C. 改变船速方向不会影响渡河时间 D. 水速将影响渡河时间，水速越大，渡河时间越短 11. 如图所示，质量为m的物块放在水平转台上，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动。当角速度增至时，转台开始做匀速转动，整个过程物块与转台总是保持相对静止，则（ ） A. 在角速度增至过程中，物块所受的摩擦力方向总是指向转轴 B. 转台匀速转动时，物块所受的摩擦力大小为 C. 在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是 D. 在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是0 12. 汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0.1倍。下列说法正确的是（　　） A. 该汽车的质量为 B. C. 在前内，阻力对汽车所做的功为 D. 在内，牵引力对汽车做功 13. 如图所示，在倾角为θ的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为m、带电量q（）的物体。加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中OA为直线，AB为曲线，BC为平行于横轴的直线，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A. 过程中，电场强度大小恒为 B. 过程中，物体电势降低了 C. 过程中，物体加速度一直减小 D. 过程中，电场强度为零 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。每小题中可能有多个答案正确，全选正确得3分，有错选或不选得0分，漏选得1.5分） 14. 如图所示，实线表示某电场的电场线，M、N是电场中的两个点，电场强度大小分别为、，电势分别为、。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 15. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在Q点点火，使卫星进入椭圆轨道2运行，最后在P点再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。则（　　） A. 卫星在轨道2上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过P点时的速率 B. 卫星在轨道3上的机械能小于在轨道1上的机械能 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度 16. 蹦极是一项户外运动，一位蹦极爱好者身系弹性蹦极绳从蹦极台O点自由下落，在A点蹦极绳刚好伸直，继续下落能到达的最低位置为B。忽略空气阻力，人可视为质点，蹦极绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ） A. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关 B. 到达B点时，蹦极者所受蹦极绳的拉力与所受重力二力平衡 C. 落至A点时人的动能最大，之后由于弹力做负功，人的动能减小 D. 从A到B的过程中蹦极绳的弹性势能和蹦极者的动能之和一直增大 17. 如图所示，这是一种电子显微镜的电场分布，实线为电场线，一带电粒子仅在电场力作用下的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子由a点运动到b点的速率时间（）图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 18. 在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图甲所示，已知B处电荷的电量为+Q，图乙是AB连线之间的电势与位置x之间的关系图像，图中点为图线的最低点，处的纵坐标，处的纵坐标。若在的C点由静止释放一个质量为m，电量为+q的带电物块（可视为质点），物块随即向右运动。水平面间的动摩擦因数取下列哪个值，小物块可以到达处（　　） A. B. C. D. 三、实验题（本大题共10个空，每空1分，共10分） 19. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力大小影响因素的装置，在抽成真空的玻璃容器内，有两块金属圆球（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子科检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作∶ a、为了方便直观知道清电力大小，首先将电子秤的示数归零； b、用起电机让两金属球带上相同的电量，保持电量不变，把两块金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到对的静电力大小，把所得数据记录分析； c、保持两块金属圆球的距离为，逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析； d、保持两块金属圆球的距离为，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析。 请回答下列问题∶ （1）对于本实验采用的主要实验方法是___________（填正确选项前的字母）； A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 微小量放大法 （2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成___________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成___________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。 （3）若某次实验时，将两块金属圆球正对距离调为不变，然后用起电机让两金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为（单位为），已知当地重力速度为g。便可得到对的静电力大小___________（用题中已知的相关物理量的字母表示）。 20. 某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功。装置如图1，一木块放在粗糙的水平长木板上，右侧栓有一细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连，长木板固定在水平实验台上。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，图2给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，系列小黑点是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。打点计时器所用交流电频率为，不计纸带与木块间的拉力。 (1)可以判断纸带的_____（左或右端）与木块连接。根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下点和点时木块的速度_____，_____ 。（结果保留两位有效数字） (2)要测量在段木板对木块的摩擦力所做的功，还需要的实验器材是_____，还应测量的物理量是_____。（填入所选实验器材和物理量前的字母） A．木板的长度 B．木块的质量 C．木板的质量 D．重物质量 E．木块运动的时间 F．段的距离 G．天平 H．秒表 J．弹簧秤 (3)在段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式=_____。（用、和第(2)问中测得的物理量的字母表示） 四、计算题：本大题共5小题，共36分。 21. 如图所示，一高尔夫球运动员从高出水平地面h的坡上水平击出一个高尔夫球，高尔夫球落入距击球点水平距离为L的A穴。不计空气阻力，球半径和A穴的大小远小于h和L，重力加速度大小为g，求： （1）球从被击中到落入A穴所用的时间； （2）球被击出时初速度的大小。 22. 光滑斜面AB的倾角θ=30°，BC为粗糙水平面，物体与水平面BC间动摩擦因数μ=0.20，轨道在B点光滑连接，AB的长度LAB=1.6m，BC的长度LBC=1m，一个质量m=2.0kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，g=10m/s2，求： （1）物体运动到B点时速度大小； （2）物体滑到C点的动能Ekc． 23. 如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量的点电荷由A点移到B点，电场力做功；再由B点移到C点克服电场力做功。 （1）求A、B和A、C间的电势差和； （2）若取B点的电势为零，求A、C两点的电势和； （3）在图中定性画出匀强电场线的方向及分布情况。 24. 如图所示，一条长为L绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角α=45°,重力加速度大小为g，求： （1）小球带何种电荷？电荷量为多少； （2）若将小球向左拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点； （3）若将小球向右拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，运动过程中绳子的最大拉力。 25. 如图所示，与水平面成角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所在平面，细杆与圆环所在平面的交点为圆环的圆心O，一套在细杆上的小球从A点以某一初速度沿杆向上运动，恰能到达D点，已知圆环半径为L、带电量为，小球的质量为m、带电量为，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数，求： （1）圆环在C点产生的场强； （2）小球在B点的加速度大小； （3）小球在A点的动能大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$