2022-2023學年湖南省永州市五校高一（下）期末質(zhì)量檢測物理試卷（7月）（含解析）

第第頁2022-2023學年湖南省永州市五校高一（下）期末質(zhì)量檢測物理試卷（7月）（含解析）2022-2023學年湖南省永州市五校高一（下）期末質(zhì)量檢測物理試卷（7月）

一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.物理學科核心素養(yǎng)包括“物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任”。下列有關(guān)萬有引力和萬有引力定律的物理觀念和科學思維的認識，正確的是()

A.只有天體之間才有萬有引力

B.物體對地球的引力小于地球?qū)ξ矬w的引力

C.萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎上發(fā)現(xiàn)的

D.引力常量是卡文迪什第一個由實驗的方法測定的，它沒有單位

2.如圖所示，取一對用絕緣支柱支撐的導體和，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。把帶正電荷的導體移近導體，則()

A.帶正電，帶負電

B.兩金屬箔都張開

C.端金屬箔張開，端金屬箔閉合

D.分開、，再移走，兩金屬箔都閉合

3.如圖所示，海王星沿繞太陽公轉(zhuǎn)，是橢圓的長軸，是橢圓的短軸，公轉(zhuǎn)周期為。海王星在繞行一周的過程中()

A.經(jīng)過、兩點時加速度大小相等

B.經(jīng)過、兩點時速度大小相等

C.從運動到所用的時間等于

D.從運動到太陽對海王星的引力做負功

4.如圖為庫侖扭秤，細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的小球，另一端通過物體使絕緣棒平衡。當把另一個與完全相同的帶電金屬小球插入容器并使它靠近時，和之間的庫侖力使懸絲扭轉(zhuǎn)。當帶電，帶電，、間的距離為時，、間的庫侖力為；讓與接觸后分開，當和的距離為時，、間庫侖力的大小為()

A.B.C.D.

5.如圖所示，實線表示電場線，虛線表示的帶電粒子的運動軌跡。不計重力的帶電粒子，僅在電場力作用下先經(jīng)過點，再經(jīng)過點。下列說法正確的是()

A.該帶電粒子帶負電

B.點的電勢高于點的電勢

C.點的電場強度小于點的電場強度

D.該帶電粒子在點的電勢能小于在點的電勢能

6.如圖甲，某裝置中，多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，序號為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個極相連。交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值。此時位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板序號為上都有一個電子由靜止開始加速，沿中心軸線沖進圓筒。為使電子運動到圓筒之間各個間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運動方向相同而不斷加速，圓筒長度的設計必須遵照一定的規(guī)律。已知電子質(zhì)量為、電荷量為、電壓絕對值為、周期為，電子通過圓筒間隙的時間可以忽略不計，則()

A.電子在金屬圓筒中被加速B.電子在金屬圓筒中的運動時間為

C.電子出第個圓筒瞬間速度為D.第個圓筒長度為

7.如圖所示，滑塊套在光滑的豎直桿上并通過細繩繞過光滑定滑輪連接物塊，物塊又與一輕質(zhì)彈簧連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上。開始時用手托住滑塊，使繩子剛好伸直處于水平位置但無張力，此時彈簧的壓縮量為?，F(xiàn)將滑塊從處由靜止釋放，經(jīng)過處的速度最大，到達處的速度為零，此時物塊還沒有到達滑輪位置。已知滑輪與桿的水平距離為，間距離為，不計滑輪質(zhì)量、大小及摩擦。下列說法中正確的是()

A.滑塊下滑過程中，機械能先增大后減小

B.滑塊經(jīng)過處時的加速度等于

C.物塊和滑塊的質(zhì)量之比為

D.若滑塊質(zhì)量增加一倍，其他條件不變，仍讓滑塊由處從靜止滑到處，滑塊到達處時，物塊和滑塊的速度之比為

二、多選題（本大題共4小題，共20.0分）

8.世界一級方程式錦標賽上海大獎賽賽道單圈長公里，共個彎道。如圖所示，賽車在水平跑道上轉(zhuǎn)彎時，容易沖出跑道的主要原因及分析，下列正確的是()

A.運動員沒有及時加油提速B.運動員沒有及時剎車減速

C.彎道半徑越小，賽車越容易沖出跑道D.彎道半徑越大，賽車越容易沖出跑道

9.年月日，我國首顆低傾角軌道降水測量衛(wèi)星“風云三號”星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。已知地球表面的重力加速度大小為，地球的第一宇宙速度為，引力常量為，若“風云三號”星入軌后繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為，則下列說法正確的是

A.地球的半徑為

B.地球的質(zhì)量為

C.“風云三號”星的線速度大小為

D.“風云三號”星的周期為

10.如圖所示，水平傳送帶以恒定的速度順時針轉(zhuǎn)動，質(zhì)量為的箱子在水平傳送帶上由靜止釋放，經(jīng)過后，箱子滑離傳送帶；箱子的圖像如圖所示，對于箱子從靜止釋放到剛相對傳送帶靜止這一過程，重力加速度取，下列正確的是()

A.箱子對傳送帶做功為B.傳送帶對箱子做功為

C.傳送帶對箱子做功的功率是D.箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為

11.如圖甲所示，軸上固定兩個點電荷和，電荷固定在原點，電荷固定在處，通過電勢傳感器測出軸上各點電勢，并描繪出圖像，如圖乙所示。已知圖線與軸的交點坐標為和，處的圖線的切線平行軸，取無窮遠處電勢為零時，點電荷的電勢公式，其中為靜電力常量，為場源點電荷的電荷量，為某點距場源點電荷的距離，下列正確的是()

A.兩電荷為同種電荷

B.兩電荷量大小之比為

C.交點坐標、

D.在軸上的區(qū)域內(nèi)靜止釋放一正電荷，該正電荷只在電場力作用下一定能到達無窮遠處

三、實驗題（本大題共2小題，共16.0分）

12.如圖所示，某同學用圖所示電路來觀察電容器放電現(xiàn)象：他先使開關(guān)與端相連，電源向電容器充電，然后把開關(guān)擲向端，電容器通過放電，傳感器將電流傳入計算機，得到了圖所示的電流隨時間變化的圖像。已知該同學所選用的直流電源電壓為。

通過圖像可以發(fā)現(xiàn)：電容器放電時，電路中的電流減小得越來越_____選填“快”或“慢”。

已知圖中圖線與坐標軸所圍成圖形的面積表示電容器放電過程中所釋放的電荷量，每一小格面積表示的電荷量為，據(jù)此可估算出電容器放電前所帶電荷量_____，電容器的電容_____。

該同學改變電源電壓，多次重復上述實驗。得到電容器在不同電壓下所帶的電荷量，并作出圖像，則圖像應是_____。

13.采用重物自由下落驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖甲所示，已知打點計時器所用電源的頻率，當?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

本實驗中重物及夾子的質(zhì)量是_____測出的填“需要”或“不需要”。

關(guān)于該實驗的下述操作中，正確的是_____。

A.實驗所選重物，只需考慮其質(zhì)量足夠大即可

B.在組裝器材時，打點計時器的兩個限位孔一定要與紙帶處于同一豎直線上

C.實驗時應先開啟電源，再釋放紙帶

D.打點計時器打出紙帶后，要先處理數(shù)據(jù)確認實驗成功之后再關(guān)閉電源

在正確操作后得到如圖乙所示的一條點跡清晰的紙帶，其中為起始點，，，。則分析紙帶可知：

在誤差允許范圍內(nèi)，若等式_____成立，則機械能守恒定律得到驗證用題目中給出物理量的符號、、、、表示。

百分誤差，是衡量實驗精確度的重要標準。本實驗將重物重力勢能的減少量作為“實際值”，將重物動能的增加量作為“測量值”，則該實驗的百分誤差_____結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。

四、計算題（本大題共3小題，共36.0分）

14.一種叫做“飛椅”的游樂項目，如圖甲所示。長為的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可以繞穿過中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。人與座椅的總質(zhì)量為。當轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，簡化模型如圖乙所示，此時鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)且與豎直方向的夾角，不計鋼繩的重力，，，求該狀態(tài)：

座椅受到繩子的拉力大小；

轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度大小。

15.如圖所示，質(zhì)量均為、電荷量分別為、的小球、，中間用絕緣輕繩連接，兩球在豎直向上的勻強電場中以速度勻速上升。忽略兩電荷間的庫侖力，重力加速度為，求：

電場強度的大小；

某時刻輕繩斷開，斷開后、兩球各自的加速度；

自輕繩斷開到球速度為零的過程，、兩球組成的系統(tǒng)電勢能的變化量。

16.如圖為某游戲裝置的示意圖。緊鄰處左側(cè)裝有一彈簧彈射器內(nèi)壁光滑，和是直軌道，和是豎直面內(nèi)半徑為的細圓管軌道，其中為四分之一圓管軌道，為圓管軌道的最高點，圓弧軌道與直軌道相接處均平滑相切，軌道與水平夾角，底端有一與軌道垂直的固定彈性板，、、、在同一水平直線上。一質(zhì)量為的小物塊其尺寸稍小于圓管內(nèi)徑，可視作質(zhì)點被彈射器從靜止彈出，通過從點進入圓管軌道，若小物塊能夠運動到點，則被彈性板等速反彈彈回時速度大小不變方向反向，若小物塊返回點，則被彈射器鎖定。圓管軌道半徑，直軌道長，小物塊與直軌道和間的動摩擦因數(shù)，其它摩擦阻力均不計。某次游戲時，小物塊被彈出后第一次通過最高點時剛好與圓管軌道無作用力。

求該次游戲小物塊第一次經(jīng)過點時的速度大小；

求該次游戲小物塊第二次經(jīng)過圓管軌道最低點時對軌道的壓力大?。?/p>

若在彈性限度內(nèi)改變彈射器內(nèi)彈簧的壓縮量，試寫出小物塊在直軌道上運動的總路程與彈簧釋放的彈性勢能的函數(shù)關(guān)系。

答案和解析

1.【答案】

【解析】A.任何兩個物體之間均存在萬有引力，故A錯誤；

B.兩物體之間的萬有引力是一對相互作用力，大小相等，方向相反，故B錯誤；

C.萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎上發(fā)現(xiàn)的，故C正確；

D.引力常量的單位為，故D錯誤。

故選C。

2.【答案】

【解析】把帶正電荷的導體移近導體，由于靜電感應，端將感應出負電荷，端感應出正電荷，所以帶負電，帶正電，、端金屬箔都張開，故AC錯誤，B正確；

D.先分開、，此時、仍帶電，再移走時，電荷不能再進行中和，則、兩金屬箔仍都張開，故D錯誤。

故選B。

3.【答案】

【解析】A.由萬有引力定律

解得

由于、兩點到太陽的距離不同，故經(jīng)過、兩點時加速度大小不相等，故A錯誤；

B.由開普勒第二定律可知，近日點的速度大于遠日點的速度，故B錯誤；

C.由開普勒第二定律可知，從運動到所用時間與從運動到所用時間均為，又因為段距離太陽更近，速度更大，故從運動到所用的時間大于，故C錯誤；

D.從運動到太陽對海王星的引力與速度方向夾角始終大于。，故從運動到太陽對海王星的引力做負功，故D正確。

故選D。

4.【答案】

【解析】當間距離為時

當接觸后分開后各自的電荷量為，所以間的庫侖力為

故B正確。

故選B。

5.【答案】

【解析】A.由圖看出，粒子的軌跡向下彎曲，粒子所受電場力大致向下，電場線方向斜向下，說明粒子帶正電，故A錯誤；

B.根據(jù)順著電場線方向電勢逐漸降低可知，點的電勢低于點的電勢，故B錯誤；

C.點處的電場線較密，而點處電場線較疏，則點處的電場強度較大，點的電場強度大于點的電場強度，故C錯誤；

D.粒子從運動到的過程中，電場力做負功，粒子的電勢能增大，該帶電粒子在點的電勢能小于在點的電勢能，故D正確。

故選D。

6.【答案】

【解析】A.由于金屬圓筒處于靜電平衡狀態(tài)，圓筒內(nèi)部場強為零，則電子在金屬圓筒中做勻速直線運動，故A錯誤；

B.因為電子從金屬圓筒出來后要繼續(xù)做加速運動，所以電子在金屬圓筒中的運動時間應該為交變電源周期的一半，即，故B錯誤；

C.由動能定理得

電子出第個圓筒瞬間速度為

故C錯誤；

D.因為電子在圓筒中做勻速直線運動，所以第個圓筒長度為

故D正確。

故選D。

7.【答案】

【解析】A.滑塊下滑過程中，繩子拉力一直對滑塊做負功，機械能一直減小，故A錯誤；

B.滑塊下滑過程中，繩子拉力增大，合力先減小后反向增大，則加速度先減小后反向增大，當滑塊經(jīng)過處時速度最大，其加速度為，故B錯誤；

C.物體靜止時，彈簧壓縮量為

當下滑到點時，物體上升的高度為

則當物體到達時彈簧伸長的長度為，此時彈簧的彈性勢能等于物體靜止時的彈性勢能。對于與及彈簧組成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律應有

解得

故C正確。

D.根據(jù)物體和沿繩子方向的分速度大小相等，則得

其中

則得滑塊到達處時，物塊和滑塊的速度之比

故D錯誤。

故選C。

【點睛】連接體模型，沿繩桿方向速度大小相等。對于存在彈簧彈力做功的模型，在選取的研究過程中，需要判斷彈簧彈性勢能是否變化，判斷彈簧彈性勢能變化情況往往會轉(zhuǎn)化成比較彈簧形變量的變化情況。

8.【答案】

【解析】賽車在水平跑道上轉(zhuǎn)彎時，容易沖出跑道，是因為賽車實際受到的力不足以提供向心力；根據(jù)向心力表達式

可知賽車速度越大，彎道半徑越小，賽車所需向心力越大，賽車容易沖出跑道；則容易沖出跑道的主要原因是運動員沒有及時剎車減速。

故選BC。

9.【答案】

【解析】

【分析】

本題關(guān)鍵是抓住萬有引力提供圓周運動向心力和在星球表面重力與萬有引力相等，這是萬有引力應用的兩個主要入手點。

根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力求得軌道半徑、“風云三號”星的線速度大小和地球的質(zhì)量，根據(jù)線速度和周期的關(guān)系求解“風云三號”星的周期。

【解答】

、設地球的質(zhì)量為，半徑為，有，又，解得、，選項A錯誤，B正確

C、設“風云三號”星的線速度大小為，有，解得，選項C錯誤

“風云三號”星的周期，選項D正確。

10.【答案】

【解析】根據(jù)圖像，可知箱子加速過程的加速度為

則箱子受到的摩擦力大小為

箱子加速過程，箱子的位移為

對于箱子從靜止釋放到剛相對傳送帶靜止這一過程，傳送帶對箱子做功為

傳送帶對箱子做功的功率為

故B錯誤，C正確；

A.箱子加速過程，傳送帶的位移為

箱子對傳送帶做功為

故A正確；

D.箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為

故D錯誤。

故選AC。

11.【答案】

【解析】A.根據(jù)圖像，電荷周圍的電勢為正值，所以電荷帶正電；電荷周圍的電勢為負值，所以電荷帶負電，A錯誤；

B.處的圖線的切線平行軸，該處的電場強度等于零

解得

B正確；

C.由題圖可知，、處的電勢為零，根據(jù)得

又因為

解得

C正確；

D.在軸上的區(qū)域內(nèi)，電勢逐漸降低，電場強度沿軸正方向；若在軸上的區(qū)域內(nèi)無初速度釋放一正電荷，正電荷受到向右的電場力向右，正電荷將向右加速到無窮遠處，D正確。

故選BCD。

12.【答案】慢

【解析】由圖可知，圖像切線的斜率越來越小，表示電流減小得越來越慢；

電容器放電前所帶電荷量為

電容器的電容為

根據(jù)電容的定義式可得

電容器在不同電壓下電容不變，其所帶電荷量與成正比。

故選B。

13.【答案】不需要

【解析】下落過程機械能守恒表達式為

質(zhì)量可以約掉，因此本實驗無需測量質(zhì)量；

實驗所用重物應減少空氣阻力帶來的影響，即選用質(zhì)量較大，體積較小的物體，故A錯誤；

B.在組裝器材時，打點計時器的兩個限位孔一定要與紙帶處于同一豎直線上，這樣可以減小紙帶與限位孔之間的摩擦阻力，故B正確；

C.實驗時應先開啟電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶，以防紙帶上記錄的數(shù)據(jù)點過少，故C正確；

D.實驗結(jié)束時，應先斷開電源，再取下紙帶，以防打上與實驗無關(guān)的點，故D錯誤。

故選BC。

物體下落過程中的機械能表達式為

聯(lián)立解得

由題意可知，在本實驗中百分誤差為

14.【答案】由受力分析可得

解得

設人與座椅做圓周運動的半徑為，由幾何關(guān)系可得

由牛頓第二定律可知

聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得

【解析】座椅做的是圓周運動，確定圓周運動所需要的向心力是解題的關(guān)鍵，向心力都是有物體受到的某一個力或幾個力的合力來提供，在對物體受力分析時一定不能分析出物體受向心力這么一個單獨的力。

對座椅受力分析，由力的合成方法求得椅子受到的合力的大??；

根據(jù)幾何知識找出圓心后確定座椅做勻速圓周運動的半徑的大??；

根據(jù)向心力的公式可以求得轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度的大小。

15.【答案】設電場強度為，把小球、看作一個整體，由繩未斷前作兩小球做勻速運動有