卷子答案网-一个不只有答案的网站2022~2023学年湖南省长沙市长沙县、望城区、浏阳市高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它向人们揭示，复杂运动的后面可能隐藏着简洁的科学规律。下列关于万有引力定律的理解正确的是( )
A. 自然界中任何两个物体间都存在万有引力
B. 引力常量没有单位
C. 两个物体质量发生改变，万有引力一定改变
D. 万有引力与两物体间距离成反比
2. 甲、乙两位同学每天坚持晨跑，甲沿着半径为的圆周跑道匀速率跑步，乙沿着半径为的圆周跑道匀速率跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为、和、，则( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
3. 不可回收的航天器不再使用后，将成为太空垃圾。处理太空垃圾的方式通常有两种：一种方式是让它们回落地球，并在大气中燃尽；另一种方式是将它们推入更高的轨道，使其远离其它正常运行的卫星。图是在地球附近的太空垃圾示意图，下列说法正确的是( )
A. 离地面越近的太空垃圾运行角速度越小
B. 离地面越远的太空垃圾运行周期越大
C. 太空垃圾可能会与同一轨道上同向飞行的航天器相撞
D. 由于稀薄大气的影响，会使太空垃圾速度减小，轨道半径增大
4. 如图所示，是半径为的正六角形外接圆的圆心，在正六角形的一个顶点放置一带电量为的点电荷，其余顶点分别放置带电量均为的点电荷。则圆心处的场强大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示，一小孩和一大人都以水平力匀速推动相同的木箱在相同的路面移动同样的位移推箱的速度大小如图中所注，关于此过程，下列说法正确的是
A. 大人做的功多 B. 小孩做的功多 C. 大人做功快 D. 小孩做功快
6. 某静电除尘器的除尘原理如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，实线为它们之间的电场线，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，、是轨迹上的两点。不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是( )
A. 烟尘颗粒带正电
B. 点电势高于点电势
C. 烟尘颗粒在点的加速度小于在点的加速度
D. 烟尘颗粒在点的电势能大于在点的电势能
7. 如图，物体置于水平桌面上，物体通过轻绳和轻质定滑轮与物体相连。开始时，，两物体均静止，物体距地面高，轻绳恰好伸直。已知物体的质量是物体质量的二分之一，重力加速度为，不计一切摩擦。物体从静止开始下落至刚要落地时，物体的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）
8. 对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B. 乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器上
C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理
9. 卡文迪许在实验室测引力常量时，他风趣地说是在“称量地球的质量”。事实上，在测出引力常量的大小后，人们便可根据相关观测数据对地球质量进行估算了。下面提供的几组数据，哪些组数据是可以用来估算地球质量( )
A. 月球绕地球的运动周期及月球中心与地球中心的距离
B. 人造地球卫星绕地球运行的周期和轨道半径
C. 地球绕太阳运行的周期及地球到太阳的中心距离
D. 地球表面的重力加速度
10. 目前，电容式触摸屏的技术广泛应用于一些手机触摸屏上。一层透明的薄膜导体层夹在两层绝缘玻璃层的中间，这就形成了触摸屏。在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个较弱的交流电场。如图所示，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被绝缘玻璃层隔开，形成一个电容，在四边电极与触点间会有电流流过，而电流强弱与手指到电极的距离成比例，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。关于电容式触摸屏，下列说法正确的是( )
A. 电容式触摸屏需要用力触摸才能产生信号
B. 电容式触摸屏的两极分别是导体层和手指
C. 手指与屏的接触面积越大，电容越大，准确度越高
D. 如果手上带了金属手套，也可以正常操作
11. 某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子质子、氘核、氚核及氦核等的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入初速度很小，可忽略不计电压为的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板、的中心线射入。已知平行金属板、板长为，相距为，两板间的电压为。若离子能从、板间射出不计离子的重力，则( )
A. 与之间的关系要满足
B. 各离子在电场中的运动轨迹重合
C. 各离子从、板间射出时的速度相同
D. 各离子从粒子源到从、板间射出的时间不相同
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的频率为，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点、、、、，测出点距起点的距离为，点、间的距离为，点、间的距离为，取，测得重物的质量为．
下列做法正确的有________．
A.必须要称出重物和夹子的质量
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
E.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
选取、两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重 物减少的重力势能是_______，打下点时重物的速度大小是________结果均保留三位有效数字
根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落距离，则以为纵坐标、为横坐标画出的图像应是下列选项中的________．
13. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。实验小组的同学采用图所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻，现有电源电源两端电压保持不变，开关导线若干，以及下列器材：
A.电压表量程，内阻约
B.电压表量程，内阻约
C.电流表量程，内阻约
D.电流表量程，内阻约
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
为减小测量误差，在实验中，电压表应选用___________，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。三个空白处均选填各器材前的字母
图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图的电路图，补充完成图中实物间的连线。
测量出金属丝直径为、长度为，电压表示数为，电流表示数为，则该金属丝电阻率测量值的表达式___________。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 如图所示，一电荷量为的小球固定于悬点的正下方，另一电荷量为的小球系在长度为的绝缘细绳下端、均可视为点电荷，小球、静止于同一高度，细绳与竖直方向角度为。已知重力加速度为，静电力常量为。求：
小球所受的库仑力；
带电小球在小球位置处产生的 电场强度大小和方向；
小球的质量。
15. 如图所示，、两端接直流稳压电源，，，，滑动变阻器总电阻，求：
当滑片处于滑动变阻器中点时，电路中的等效电阻；
当滑片处于滑动变阻器中点时，、两端的电压；
电容器所带的电荷量。
16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面足够长，其下端与光滑的圆弧轨道相切于，是最低点，圆心角，与圆心等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为可视为质点的滑块，从点的正上方的点处自由下落，滑块与斜面之间的动摩擦因数为。取，计算结果可保留根号。求：
滑块第一次到达点的速度；
滑块从点冲上斜面到再次回到点所有时间；
滑块在斜面上运动的总路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、万有引力定律具有普遍的意义，自然界中任何两个物体间都存在万有引力，故A正确；
B、根据万有引力定律：，可得：，所以引力常量的单位是，故B错误；
C、根据万有引力定律：，可知两个物体质量发生改变，若它们之间的距离也发生变化，万有引力不一定改变，故C错误；
D、根据万有引力定律：，可知万有引力与两个物体之间距离的平方成反比，故D错误。
故选：。
根据万有引力定律，结合其意义判断即可。
本题考查对万有引力定律的理解，对于物理学上重要的定律，要正确理解其内涵与外延。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查圆周运动基本物理量的关系，基础题目。
根据题设直接计算出角速度，在结合线速度、角速度与半径关系分析即可判断。
【解答】
甲、乙在相同的时间内都跑了一圈，根据
则
甲晨跑的半径为，乙晨跑的半径为，根据
则
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据万有引力提供向心力得出线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较出大小．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系．
【解答】
根据得：，，，知离地面越远的太空垃圾，轨道半径越大，线速度越小、角速度越小、周期越大；同一轨道太空垃圾线速度和周期相同，不会相撞。故B正确，AC错误。
D.太空垃圾减速后，所需向心力小于万有引力，太空垃圾做近心运动，轨道半径减小，D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
该题主要考查电场的叠加、场强大小的计算相关知识。根据对称性和点电荷场强公式求解处的场强大小。本题要认真审题，抓住电荷分析的对称性是关键，再由点电荷场强公式和电场的叠加原理求解。
【解答】
根据对称性，可知处和处点电荷在点处产生的场强大小相等、方向相反，相互抵消；同理处与处负电荷在点处产生的场强大小相等、方向相反，相互抵消，根据电场的叠加原理可知处的场强等于处和处两个点电荷产生的电场的叠加，因此点的电场强度大小为：，故B正确，ACD错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
小孩和大人所用的推力都等于滑动摩擦力，则推力相同，位移也相同，根据功的公式，大人和小孩做的功一样多，根据判断功率。
本题考查对功的公式的理解能力。根据功的一般计算公式可知，功的大小取决于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角，与其他因素无关。
【解答】、由题相同的木箱在相同的路面运动时滑动摩擦力相同，由平衡条件得知：小孩和大人所用的推力都等于滑动摩擦力，则推力相同，位移也相同，根据功的公式，大人和小孩做的功一样多，故AB错误；
、根据功率可知，推力相同，大人的速度大，大人的功率大，故C正确，D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据电场方向，分析烟尘所受的电场力方向，判断其电性。电场线的疏密程度反映了场强的大小，越密集电场强度越大，则加速度越大。
根据电场力做功与电势能的关系分析、两点电势能的大小。
【解答】
A.粒子的受力方向永远指向轨迹内侧，由带电烟尘颗粒的运动轨迹可知烟尘颗粒受力方向沿着电场线的切线方向，烟尘颗粒带正电，故A正确；
B.、两点所在等势线如图所示
沿着电场线方向电势逐渐降低，点电势低于点电势，故B错误；
C.电场线越密场强越强，由图可知，由，知，烟尘颗粒在点的加速度大于在点的加速度，故C错误；
D.若烟尘颗粒由运动到，由图知电场力做负功，电势能增加，；若烟尘颗粒由运动到，电场力做正功，电势能减小仍有，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】本题首先要分析清楚两物体受力的情况判断系统机械能是否守恒，再对、构成的系统，由机械能守恒定律即可解答．
【解答】
根据题意，令、两物体质量分别为、，对、构成的系统，由机械能守恒定律有
解得，故C正确，ABD错误．
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了静电现象在生活中的应用，关键是将生活问题和所学知识联系起来。
【解答】
A.甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；
B.乙图中线状电离器带负电，管壁带正电，带负电的尘埃被收集在管壁上，故B错误；
C.丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；
D.金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。
故选ACD。
9.【答案】
【解析】解：、根据得，知道月球绕地球运动的周期及月球中心到地球中心的距离，可以求出地球的质量，故A正确；
B、根据得，知道卫星绕地球运行的周期和轨道半径，可以求出地球的质量。故B正确；
C、根据地球绕太阳运动的周期及地球到太阳中心的距离，只能求出太阳的质量，不能求出地球的质量。故C错误；
D、根据得，知道地球表面的重力加速和地球半径，可以求出地球的质量，故D错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期或线速度、角速度可以求出中心天体的质量，根据万有引力等于重力可以求出中心天体的质量．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个重要理论，并能灵活运用，注意通过万有引力提供向心力只能求出中心天体的质量，不能求出环绕天体的质量．
10.【答案】
【解析】
【分析】
当手触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，改变手指的压力或接触面积，都能改变电容，根据电容的决定因素分析。
本题是信息题，要读懂题意，明确基本的工作原理，同时要掌握电容与正对面积，板间距离的关系，从而进行分析。
【解答】
A.由题可知，电流强弱与手指到电极的距离成比例，所以电容式触摸屏需要触摸就能产生信号，不需要用力，故A错误；
B.据题意知，人是导体，人的手指和电容触摸屏形成电容，触摸屏的两极分别是导体层和手指，故B正确；
C.由平行板电容器的决定式可知，接触面积增大时，电容增大，但接触的面积越大，触摸点的位置将越模糊，即位置不容易确定，故C错误；
D.如果手上带了金属手套，金属手套与导体层间能形成电容即也可以正常操作，故D正确。
故选BD。
11.【答案】
【解析】A.粒子经加速电场加速后的速度大小为 ，根据动能定理可得
粒子进入偏转电场做类平抛运动，若粒子能够从、板间射出则粒子的竖直偏转位移 应满足
根据类平抛的特点可得，
联立可得
A错误；
B.假设带电粒子向下偏转，以为坐标原点建立直角坐标系，如图所示
根据类平抛运动的特点可以求出粒子的竖直位移和水平位移分别为，
联立可求得粒子的轨迹方程为
由此可知，粒子运动的轨迹与正离子的比荷无关，只有加速电场和偏转电场的性质决定，即各离子在电场中的运动轨迹重合，B正确；
C.各离子在电场中的运动轨迹重合，即在偏转电场中的竖直偏转位移相同，竖直偏转位移为 ，设粒子射出时的速度大小为 ，根据动能定理可得
解得
由此可知，粒子射出电场时的速度大小与正离子的比荷相关，即各离子从、板间射出时的速度大小不同，速度方向相同，C错误；
D.设加速电场的宽度为 ，粒子在加速电场中运动的时间为 ，则有
解得
离子在偏转电场中运动的时间为
离子从粒子源到从、板间射出的时间为
由此可知，离子从粒子源到从、板间射出的时间与正离子的比荷相关，即各离子从、板间射出的时间不相同，D正确。
故选BD。
12.【答案】；
；；
。
【解析】
【分析】
了解实验中的注意事项后分析解答。
重物减少的重力势能为，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点时的速度大小；
根据机械能守恒的表达式可明确对应的图象
【解答】
验证机械能守恒定律，质量可约掉，不须要称出重物和夹子的质量，A错误；
B.题图甲中两限位孔必须在同一竖直线上，故B正确；
C.实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，使重物尽量靠近打点计时器，C错误；
D.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误
E.数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故E错误．
重物减少的重力势能为：
打下点时重物的速度
在验证机械能守恒定律的实验中，有：
则有：，是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，故C图正确。
13.【答案】，，
【解析】
【分析】
根据电源电压为可以选出适当的电压表，根据欧姆定律粗略计算可以选出电流表，因为是分压式，所以选择小滑动变阻器
根据伏安法测电阻得到电阻，再根据电阻得决定式求电阻率。
要掌握实验器材的选择原则：安全性原则、精确性原则、方便实验操作原则；应用欧姆定律与电阻定律即可解题。
【解答】
电源电动势为，故电压表选A；流过待测金属丝的最大电流约为，电流表应选择；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择。
电路图如下图所示：
．
由欧姆定律得：，再根据电阻得决定式，所以
故答案为：，，
14.【答案】解：由几何关系 ，
由库仑定律 ，
可得 。
由电场强度定义式 ，
得，方向沿连线水平向右，
由平衡条件可知 ， ，
解得。
【解析】根据库仑定律求出库仑力的大小；
根据 求电场强度的大小，正电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受的电场力方向与电场强强度方向相反；
对分析，根据平衡条件求出的质量。
15.【答案】解：当滑片处于滑动变阻器中点时，滑动变阻器的上半部分与串联，再与滑动变阻器的下半部分并联，则电路中的等效电阻为
当滑片处于滑动变阻器中点时，滑动变阻器的上半部分与串联的总电阻为
由欧姆定律可得流经的电流
C、两端的电压
由电容器电容的定义式，可得电容器所带的电荷量为
答：当滑片处于滑动变阻器中点时，电路中的等效电阻为；
当滑片处于滑动变阻器中点时，、两端的电压为；
电容器所带的电荷量。
【解析】当滑片处于滑动变阻器中点时，分析电路的结构，由串并联电路的特点求解等效电阻。
先根据欧姆定律求出流经的电流，再求、两端的电压。
根据电容的定义式，求解电容器所带的电荷量。
解答直流电路问题，关键要搞清电路的结构，分析各部分电压和电流的关系，根据欧姆定律和串并联电路的特点处理。
16.【答案】解：
第一次到达点的速度为，根据动能定理得代入数据解得。
根据牛顿第二定律可得，沿斜面上滑加速度为
沿斜面下滑加速度为
沿斜面向上运动的时间为 沿斜面向上运动的最大位移
根据位移时间公式 可得沿斜面下滑时间
滑块从点冲上斜面到再次回到点所有时间为 。
根据动能定理，代入数据解得。
答：滑块第一次到达点的速度为。
滑块从点冲上斜面到再次回到点所有时间为。
滑块在斜面上运动的总路程为。
【解析】对第一次到达点的过程运用动能定理，求出到达点的速度大小。
根据牛顿第二定律分别求出物体沿斜面上滑和下滑的加速度大小，结合运动学公式即可求出滑块从点冲上斜面到再次回到点所有时间，
对全过程运用动能定理，求出通过的总路程。
本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后列式求解。
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