卷子答案网-一个不只有答案的网站武汉西藏中学2022-2023学年度第二学期期末考试
高一物理试卷
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题：（每题4分，共计28分）
1.如图所示是利用无人机送货到家的情景，下列情况中重力对货物做正功的是（ ）
A. 无人机吊着货物悬停在空中
B. 无人机吊着货物水平匀速运动
C. 无人机吊着货物竖直匀速上升
D. 无人机吊着货物竖直匀速下降
2.下列说法正确的是（ ）
A. 电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大
B. 根据公式，这个位置的场强E与检验电荷的电荷量q有关
C. 公式和适用条件相同
D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关
3.如图所示，、分别表示、两个点电荷到点的距离，其大小相等，表示两个点电荷在点产生的合场强。下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是（ ）
A. 异种电荷，＞
B. 异种电荷，＜
C. 同种电荷，＞
D. 同种电荷，＜
4.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，使重物离开地面后悬停空中，然后由静止释放，不计空气阻力，重物自由下落把地面砸深。已知重物的质量为，g取。则重物对地面的平均冲击力是（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点为一边长为的正三角形三个顶点，其电势分别为、和。则该匀强电场强度大小为（ ）
A B.
C. D.
6.某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势比b点低
B. a点的场强方向沿着a点的电场线向左
C. 负电荷在a点的电势能小于于它在b点的电势能
D. 正电荷从b点运动到a点电场力做正功
7.一个负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度-时间图像如图所示。则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的（ ）
A. B. C. D.
二、多选题：（每题至少有两个选项正确，全对4分，选项正确但不全2分，共计16分）
8. 如图所示，一倾斜粗糙传送带上放有一物块，不管传送带顺时针转动带着物块沿皮带向上运动，还是传送带逆时针转动带着物块沿皮带向下运动，物块总能保持相对皮带静止而不滑动，不计空气阻力。当物块在皮带带动下沿皮带作以下各种运动时，说法正确的是（ ）
A. 向上加速运动时，物块一定受三个力作用
B. 向下加速运动时，物块一定受三个力作用
C. 向上加速运动时，皮带一定对物块做正功
D. 向下加速运动时，皮带对物块一定做正功
9.2020年1月12日，中国人民解放军海军055型驱逐舰首舰“南昌舰”正式服役。若“南昌舰”满载时的最大速度为15m/s，额定输出功率为2.25×105kW。“南昌舰”在海面航，行的过程中所受的阻力Ff与速度v成正比，即Ff=kv，则“南昌舰”满载时（ ）
A. “南昌舰”在额定输出功率下匀速航行时的牵引力大小为1.5×107N
B. “南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行，在达到最大速度前做匀加速直线运动
C. “南昌舰”在海面上航行的过程中，k=1×106kg/s
D. “南昌舰”以7.5m/s的速度匀速航行时，发动机的输出功率为1.125×105kW
10.如图所示的平面内，有静止的等量同种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
A. M点的电场强度与P点的电场强度大小相等
B. M点的电势比N点的电势高
C. 质子在 N点的电势能与在P点的电势能相同
D. 电子在 M点的电势能比在P 点的电势能大
11.如图所示，虚线为位于O位置的点电荷形成的电场中的等势面，三个等势面的电势差关系为，一带负电的粒子进入该电场后的运动轨迹为图中的实线，且与等势面相交于图中的a、b、c、d四点。已知该粒子仅受电场力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子在a、c两点的动能与电势能之和不相等
B. 场源电荷带负电
C.
D. 电场力对该粒子先做负功后做正功
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题：（每空2分，共计14分）
12.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素．A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．他们分别进行了以下操作．
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小．
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小．
(1)该实验采用的方法是_____．（填正确选项前的字母）
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法
(2)实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_____．（填“增大”、“减小”或“不变”）
(3)若物体A的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示、质量用m表示，物体与小球间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为_____．
13. 如图甲为验证机械能守恒定律的实验装置图，如图乙为某次实验截取的一段纸带。
(1)在本实验操作中，下列步骤的正确操作顺序为___________。（填选项前的字母）
A．用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带
B．接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带
C．将打点计时器固定在铁架台上
D．取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据
(2)图乙为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为0.1s。则打B点时物体速度大小为___________m/s；加速度大小为a=___________。（均保留三位有效数字）查得当地重力加速度大小为，这也就在误差允许范围内间接验证了机械能守恒定律。
(3)在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为________ ___。
四、解答题：（14题12分，15题14分，16题16分）
14.在2022年2月8日北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌顶住压力，在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌，这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为vC=20m/s的速度向右上方飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上（无机械能损失），然后沿半径为R=45m的圆弧滑道自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知在快到F点的瞬间运动员对地面的压力为重力（含装备）的3倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力（含装备）的0.5倍，忽略其它运动过程中的阻力。g取10m/s2，求：
（1）运动员在F点的速度vF的大小；
（2）水平停止区FG的最小长度L；
（3）C点与F点间的高度差h。
15.如图所示匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc与电场方向呈60°角。一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a移动到b电场力做功－1.2×10-7J。求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）a、c两点的电势差Uac？
（3）若规定φa=0，电荷q在c点具有的电势能EPc？
16.如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距高为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子到MN的速度大小：
（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（3）电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值。武汉西藏中学2022-2023学年度第二学期期末考试
高一物理试卷答案
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题：（每题4分，共计28分）
1.如图所示是利用无人机送货到家的情景，下列情况中重力对货物做正功的是（ ）
A. 无人机吊着货物悬停在空中
B. 无人机吊着货物水平匀速运动
C. 无人机吊着货物竖直匀速上升
D. 无人机吊着货物竖直匀速下降
【答案】D
【详解】AB．无人机吊着货物悬停在空中或水平匀速运动，在重力的方向上未发生位移，重力做功均为零，故AB错误；
CD．根据功的定义可知，无人机吊着货物竖直匀速上升，重力做负功；无人机吊着货物竖直匀速下降，重力做正功，故C错误，D正确。故选D。
2.下列说法正确的是（ ）
A. 电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大
B. 根据公式，这个位置的场强E与检验电荷的电荷量q有关
C. 公式和适用条件相同
D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关
【答案】D
【详解】A．电荷所受电场力很大，根据 ，该点的电场强度不一定很大，可能是电荷量大，A错误；
B．根据公式，这个位置的场强E与检验电荷的电荷量q无关，是错的，B错误；
C．公式仅适用于点电荷的电场，适用于任意电场，C错误；
D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关，D正确。
故选D。
3.如图所示，、分别表示、两个点电荷到点的距离，其大小相等，表示两个点电荷在点产生的合场强。下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是（ ）
A. 异种电荷，＞
B. 异种电荷，＜
C. 同种电荷，＞
D. 同种电荷，＜
【答案】A
【详解】由于、两个点电荷到点的距离相等，点合场强方向偏向右上方，根据场强叠加原理可知，两点电荷一定为异种点电荷，且甲为正电荷，乙为负电荷，两电荷在点产生的场强
根据点电荷场强公式
则
＞
故选A
4.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，使重物离开地面后悬停空中，然后由静止释放，不计空气阻力，重物自由下落把地面砸深。已知重物的质量为，g取。则重物对地面的平均冲击力是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】对重物从静止释放到落地过程列动能定理有
代入数据可得地面对重物的平均冲击力大小为
根据牛顿第三定律，则重物对地面的平均冲击力为8000N，故选A。
5. 如图，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点为一边长为的正三角形三个顶点，其电势分别为、和。则该匀强电场强度大小为（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【详解】如图
AB连线中点的电势与C的电势相同，根据等边三角形的特点可知，C的等势面与AB垂直，所以电场方向由A到B，则有
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
6.某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势比b点低
B. a点的场强方向沿着a点的电场线向左
C. 负电荷在a点的电势能小于于它在b点的电势能
D. 正电荷从b点运动到a点电场力做正功
【答案】C
【详解】A．沿电场线方向电势降低，a点电势大于b点，故A错误；
B．a点的场强方向为该点的电场线方向，向右，故B错误；
C．因为是负电荷，在电势大的地方电势能小，所以在a点电势能小于b点电势能，故C正确；
D．正电荷从b点运动到a点电势升高，电势能增大，则电场力做负功，故D错误。
故选C。
7.一个负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度-时间图像如图所示。则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由v-t图像可知，电荷从A到B做加速度减小的加速运动，由“加速”可知电荷受到的电场力向和运动方向相同，而所带电荷为负，则电场方向由B到A，由“加速度减小”可知场强变小，即电场线变疏，即由A到B电场线变疏。
故选B
二、多选题：（每题至少有两个选项正确，全对4分，选项正确但不全2分，共计16分）
8. 如图所示，一倾斜粗糙传送带上放有一物块，不管传送带顺时针转动带着物块沿皮带向上运动，还是传送带逆时针转动带着物块沿皮带向下运动，物块总能保持相对皮带静止而不滑动，不计空气阻力。当物块在皮带带动下沿皮带作以下各种运动时，说法正确的是（ ）
A. 向上加速运动时，物块一定受三个力作用
B. 向下加速运动时，物块一定受三个力作用
C. 向上加速运动时，皮带一定对物块做正功
D. 向下加速运动时，皮带对物块一定做正功
【答案】AC
【详解】AC．由于物块与传送带保持相对静止而不滑动，则物块与传送带加速度相同。当物块向上加速运动时，根据牛顿第二定律可知，物块一定受到重力，传送带的弹力及沿传送带向上的静摩擦力三个力的作用，根据恒力功的定义
可知，弹力不做功，静摩擦力对物块做正功，所以皮带一定对物块做正功，故AC正确；
B．由于物块与传送带保持相对静止而不滑动，物块与传送带加速度相同。当物块向下加速运动且加速度的大小为时，此时物块受到重力及传送带弹力的作用，根据牛顿第二定律可得
显然，此情形下物块只受到两个力的作用，且传送带对物块不做功，故BD错误。
故选AC。
9.2020年1月12日，中国人民解放军海军055型驱逐舰首舰“南昌舰”正式服役。若“南昌舰”满载时的最大速度为15m/s，额定输出功率为2.25×105kW。“南昌舰”在海面航，行的过程中所受的阻力Ff与速度v成正比，即Ff=kv，则“南昌舰”满载时（ ）
A. “南昌舰”在额定输出功率下匀速航行时的牵引力大小为1.5×107N
B. “南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行，在达到最大速度前做匀加速直线运动
C. “南昌舰”在海面上航行的过程中，k=1×106kg/s
D. “南昌舰”以7.5m/s的速度匀速航行时，发动机的输出功率为1.125×105kW
【答案】AC
【详解】A．由可得
故A正确；
B．由
知速度变大，F变小，Ff变大， a减小，直至，速度达到最大值，所以“南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行，在达到最大速度前做加速度减小加速运动。故B错误；
C．速度达到15m/s时
所以
故C正确；
D．此时
所以
故D错误。
故选AC。
10.如图所示的平面内，有静止的等量同种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
A. M点的电场强度与P点的电场强度大小相等
B. M点的电势比N点的电势高
C. 质子在 N点的电势能与在P点的电势能相同
D. 电子在 M点的电势能比在P 点的电势能大
【答案】AC
【详解】A．在等量同种电荷电场中M点和P点关于两电荷连线的中垂线左右对称，电场强度大小相等，故A正确；
B．在等量同种电荷电场中M点和N点关于两电荷连线上下对称，电势相同，即M点的电势与N点的电势相同，故B错误；
CD．在等量同种电荷电场中M点和P点关于两电荷连线的中垂线左右对称，电势相同，即N点的电势与P点的电势相同。故有
根据电势能
可知，质子在 N点的电势能与在P点的电势能相同，电子在 M点的电势能与在P 点的电势能相同，故C正确，D错误。
故选AC。
11.如图所示，虚线为位于O位置的点电荷形成的电场中的等势面，三个等势面的电势差关系为，一带负电的粒子进入该电场后的运动轨迹为图中的实线，且与等势面相交于图中的a、b、c、d四点。已知该粒子仅受电场力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子在a、c两点的动能与电势能之和不相等
B. 场源电荷带负电
C.
D. 电场力对该粒子先做负功后做正功
【答案】BD
【详解】A．该粒子仅受电场力的作用，粒子的动能与电势能之和始终不变，故A项错误；
B．据粒子轨迹可知，带负电的粒子受到场源电荷的排斥力，则场源电荷是负电荷，故B项正确；
C．场源电荷是负电荷，电场线指向负电荷，则
故C项错误；
D．粒子受到场源电荷的排斥力，粒子运动方向先与排斥力成钝角后与排斥力成锐角，则电场力对该粒子先做负功后做正功，故D项正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题：（每空3分，共计18分）
12.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素．A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．他们分别进行了以下操作．
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小．
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小．
(1)该实验采用的方法是_____．（填正确选项前的字母）
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法
(2)实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_____．（填“增大”、“减小”或“不变”）
(3)若物体A的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示、质量用m表示，物体与小球间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为_____．
【答案】 ① B ②. 减小 ③.
【分析】解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究；现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系；根据共点力平衡，结合库仑定律即可求出．
【详解】解：（1）此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小，所以是采用了控制变量的方法，故选B；
（2）在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，当Q、q一定，d不同时，由图可知，距离越大，作用力越小；
（3）小球受到重力、绳子的拉力以及库仑力的作用，其中A与小球之间的库仑力：， 所以小球偏离竖直方向的角度的正切值：
13.如图甲为验证机械能守恒定律的实验装置图，如图乙为某次实验截取的一段纸带。
（1）在本实验操作中，下列步骤的正确操作顺序为___________。（填选项前的字母）
A．用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带
B．接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带
C．将打点计时器固定在铁架台上
D．取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据
（2）图乙为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为0.1s。则打B点时物体速度大小为___________m/s；加速度大小为a=___________。（均保留三位有效数字）查得当地重力加速度大小为，这也就在误差允许范围内间接验证了机械能守恒定律。
（3）在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为___________。
【答案】 CABD 0.967 9.64 存在空气阻力和摩擦阻力
【详解】（1）[1]实验时，将打点计时器固定在铁架台上；再用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带；然后接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带，最后取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据。
故正确操作顺序为CABD。
（2）[2][3]由
得
由逐差法得
解得
（3）[4]即使在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为存在空气阻力和摩擦阻力。
四、解答题：（14题12分，15题12分，16题14分）
14.在2022年2月8日北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌顶住压力，在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌，这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为vC=20m/s的速度向右上方飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上（无机械能损失），然后沿半径为R=45m的圆弧滑道自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知在快到F点的瞬间运动员对地面的压力为重力（含装备）的3倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力（含装备）的0.5倍，忽略其它运动过程中的阻力。g取10m/s2，求：
（1）运动员在F点的速度vF的大小；
（2）水平停止区FG的最小长度L；
（3）C点与F点间的高度差h。
【答案】（1）30m/s；（2）90m；（3）25m
（1）运动员在滑道最低点F点时，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
解得
（2）运动员在FG区域做匀减速直线运动，由动能定理得
解得停止区FG的最小长度为 L=90m
（3）运动员由C点到F点，由动能定理得
解得 h=25m
15.如图所示匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc与电场方向呈60°角。一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a移动到b电场力做功－1.2×10-7J。求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）a、c两点的电势差Uac？
（3）若规定φa=0，电荷q在c点具有的电势能EPc？
【答案】（1）60V/m；（2）-6.6V；（3）2.64×10-7J
【解析】
【详解】（1）因为从a移动到b电场力做功为
所以电场强度为
（2）a、c两点的电势差为
（3）由题意可知c点电势为
所以电荷q在c点的电势能为
16.如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距高为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子到MN的速度大小：
（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（3）电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值。
【答案】（1）；（2）；（3）2
【解析】
【详解】依题意，可画出粒子运动轨迹如图所示
（1）电子从A运动到MN的过程中，根据动能定理得
解得
（2）电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律得
由
得
从MN到屏的过程中，粒子水平方向做匀速直线运动，可得运动时间
故运动的总时间
（3）设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，由牛顿第二定律得：电子进入电场E2时的加速度为
电子在电场E2中运动时间
则
电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为
解得
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