重庆市铜梁区2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

铜梁区2021-2022学年高一下学期物理期末试题（全卷共四个大题，满分100分，考试时间75分钟）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分1.关于静电的利用和防护，下列说法不正确的是（　　）A.高大建筑上的避雷针是利用尖端放电的原理B.路上行驶的油罐车后方有一条拖地的铁链，作用是向外界散热C.在高压环境下工作的电工都要穿静电防护服，是利用了静电屏蔽的原理D.存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴，防止静电危害【答案】B【解析】【详解】A．高大建筑上的避雷针是利用尖端放电的原理，选项A正确；B．路上行驶的油罐车后方有一条拖地的铁链，作用是为了把产生的静电导走，避免由静电造成危害，选项B错误；C．在高压环境下工作的电工都要穿静电防护服，是利用了静电屏蔽的原理，选项C正确；D．存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴，防止静电危害，选项D正确。本题选不正确的，故选B。2.1000米赛跑中，质量为m的甲同学正以恒定速率通过圆弧形弯道，乙同学观测到甲同学在时间t内跑过的距离为s，转过的角度为弧度，可知甲同学在转弯时所受的合力为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】该同学做圆周运动的线速度为轨道半径为可得甲同学在转弯时所受的合力为故选C。3.2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟 十三号载人飞行任务取得圆满成功，设距地球无限远处的引力势能为零，地球质量为M，质量为m的物体在距地心r处的引力势能为（G为引力常量），设定地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转和其他天体的影响，神舟十三号载人飞船返回舱质量为，从距地面高轨道返回地面过程中质量不变，则返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为而联立解得故选B。4.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持右极板不动，将左极板向右移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）A.θ增大，E增大B.θ增大，Ep不变C.θ减小，Ep增大D.θ减小，E不变【答案】D【解析】 【详解】AB．根据解得若保持右极板不动，将左极板向右移动一小段距离至图中虚线位置，d减小，U减小，θ减小，AB错误；D．根据解得电场强度E与d无关，电场强度E不变，D正确；C．因为电场强度E不变，P点到右极板的电势差不变，P点的电势不变，点电荷在P点的电势能Ep不变，C错误。故选D。5.如图所示，在匀强电场中有一直角三角形ABC，，；AC边长1m。电场强度的方向与三角形ABC在同一平面内。一电子从A点移到B点克服电场力做功为10eV，从A点移到C点克服电场力做功为5eV。则（　　）A.B、C两点间的电势差UBC为-10VB.电场强度的方向由A点指向B点C.电场强度的大小为10V/mD.一电子从B点移到C点，电势能增加5eV【答案】C 【解析】【详解】A．根据电势差的定义可得因为UBC=φB-φC=φB-φA+φA-φC=-5V故A错误；BC．D为AB的中点，△CDB为等边三角形，所以φC=φDBE⊥CD则电场方向由E指向B，如图所示根据几何关系可得电场强度为故B错误，C正确；D．一电子从B点移到C点，电场力做功WBC=UBC（-e)=5eV所以电势能降低5eV，故D错误。故选C。6.空间存在沿x轴方向的电场，x轴上各点电势φ随坐标x变化的关系如图所示，则下列判断正确的是（　　） A.在处电场强度最大B.在间只有一点电场强度的大小为C.将电子由处移到的处的过程中，电场力做正功D.质子在处电势能为零，受到的电场力也为零【答案】B【解析】【详解】A．在处，电势随位置变化而不变，故该电场强度最小，为0，A错误；B．根据图像切线斜率的大小表示电场强度的大小可知，在间有一点切线方向与处的割线平行，即有一点电场强度的大小为，B正确；C．将电子由处移到的处的过程中，电势降低，电势能增加，电场力做负功，C错误；D．质子在处电势为零，电势能为零，但是该位置电场强度不为零，故受到的电场力不为零，D错误。故选B。7.如图所示，轨道由两段相同的光滑圆弧轨道组合而成，B点为两段圆弧轨道的平滑连接点，A，C两点高度差。一质量的物块（可视为质点）从最高点A由静止沿轨道下滑，并从C点水平滑出。物块刚到B点时恰好对段轨道无压力，不计一切阻力，重力加速度g取。则物块在C点对轨道的压力大小是（　　） A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】如图设圆弧轨道半径为R，O为段圆弧圆心，，物块刚到B点时速度大小为，有联立解得物块运动到C点时，速度大小为，在C点受轨道的弹力大小为N，有 联立解得故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分8.如图所示，a、b是两个可视为质点的带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点；两球静止时，它们连线水平，绳与竖直方向的夹角分别为α，β（α<β）。则（　　）A.a球电量可能等于b球电量B.a球电量一定大于b球电量C.a球质量可能等于b球质量D.a球质量一定大于b球质量【答案】AD【解析】【详解】AB．由库仑定律可知，不能判断出二者带电量的关系，故A正确，B错误；CD．设ab小球的质量分别为和，对两球受力分析如图两个小球之间的库仑力作用是一对作用力与反作用力，则对a 对b由于，可知故C错误，D正确。故选AD。9.如图所示，在密立根油滴实验中，一个质量为m的带电油滴进入两块相距为d的水平放置的平行板之间。未加电压时，油滴可以速度v匀速通过平行板区域。若在两平板间加电压U，油滴将在电场中减速到零并保持静止。已知油滴运动时所受阻力大小与运动速度和小球半径乘积成正比。重力加速度为g。则（　　）A.该油滴所带电量B.不加电压时，该油滴速度v与半径成反比C.该油滴从进入平行板到静止过程，做加速度减小的减速运动D.该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过程，下落的距离小于【答案】ACD【解析】【详解】A．油滴最后能够静止在两板之间，可知油滴静止时重力和电场力等大反向A正确； B．不加电压时，油滴受到重力和阻力，根据题意可知油滴下落过程中，阻力是变化的，所以不能说速度与半径成反比，B错误；C．加上电场之后，油滴进入电场后，受到电场力和阻力作用，根据牛顿第二定律速度减小，阻力减小，合外力减小，所以油滴做加速度减小的减速运动，C正确；D．该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过程，根据动能定理有因为阻力做负功，所以D正确故选ACD。10.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物、轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物、处于静止状态，释放后、开始运动。已知、的质量相等，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为，当的位移为时（　　）A.动能的增加量是动能增加量的一半B.的速度大小为C.的机械能减小了为D.的动能大小为【答案】BC 【解析】【详解】A．设细线的拉力为T，A受到两细线的拉力为2T，方向向上，B受到细线的拉力为T向上，A、B所受重力大小相等，对A、B受力分析如图，A、B释放后，A向上运动，B向下运动，若B下降的高度为h时，而细线固定端不移动，则连接动滑轮两侧的细线上升高度均为，故A上升的高度为，则任意时刻有A、B初动能为零，故A动能增加量是B动能增加量的，故A错误；B．由牛顿第二定律，对A、B有则可解得对A由动能定理则故B正确； C．由功能关系知B机械能减小量等于拉力T对B做的功故C正确；D．由选项A、B分析知故D错误。故选BC。三、实验题：11题8分，12题8分，共16分11.某同学利用如图所示的装置来测量物块与木板CD间的动摩擦因数。轨道ABC的BC段为圆形轨道，C点为轨道的最低点，此处安装的压力传感能测出物块经过C点时对轨道的压力。木板CD水平放置且与BC平滑连接。将物块从轨道的某点释放后，读出物块经过C点时传感器的示数为F，测量物块停止运动后离C点的距离为X。（1）此实验________（填“需要”或“不需要”）满足ABC轨道光滑。（2）除F和X外，还需要测量的物理量有_______；A.物块释放时的高度hB.物块的质量mC.圆形轨道半径R（3）为减小实验误差，某同学想到了多次从不同高度释放物块并利用图像法处理数据实验方法，得到了如图所示的F-X图像。如果图线的斜率为k、与纵轴的截距为b，圆形轨道的半径R，请写出动摩擦因素的表达式＝________（用k、b、R表示）。若R＝0.10m，则＝________。（计算结果保留两位有效数字） 【答案】①.不需要②.BC③.④.0.15【解析】【详解】（1）[1]通过C点传感器示数F，根据圆周运动的知识，可求出C点速度的大小，故不需要ABC轨道光滑；（2）[2]根据圆周运动的知识，在C点，有则有从C点到停止运动，有联立解得故还需测量的物理量有物块的质量m和圆形轨道的半径R，故选BC。（3）[3][4]由（2）分析可得则有，解得代入数据得12.电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像。利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图甲所示，其中电源两端电压。是单刀双掷开关，为平行板电容器。先使开关与相连，电容器充电结束后把开关掷向，电容器通过电阻放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）当开关接时，电容器的电流___________正极板（选填“流进”或“流出”）。（2）其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知图中所围的面积约为个方格，每一小格，可算出电容器的电容为___________。（3）若将电容器上板接正极，下板接负极，且将上极板接地，如图丙所示。有一带电液滴静止在电容器内部点，闭合开关，现将电容器下极板向下平移一小段距离，则液滴___________（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”）。若断开开关，将电容器下极板向下平移一小段距离，则液滴___________（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”）。【答案】①.流进②.③.向下运动④.静止不动【解析】【详解】（1）[1]当开关接时，电容器处于充电状态，负电荷（电子）由电容器的正极板移动到电源正极，故电流流进正极板。（2）[2]根据图像与时间轴围成的面积表示电荷量，由题可知电容器的电容（3）[3]闭合开关，电容器的电压不变，而将电容器下极板向下平移一小段距离，根据则电场强度要变小，电场力将小于重力，故液滴要向下运动。[4]断开开关，电容器电荷量不变，将电容器下极板向下平移一小段距离，根据 则电场强度不变，故电场力大小仍然等于重力大小，故液滴静止不动。四、解答题：13题10分，14题13分，15题18分13.将一个电量的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功，从C点移到D点，电场力做功。已知B点电势比C点高。求：（1）C、D两点的电势差；（2）A、D两点的电势差。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意可得（2）由题意可得即由（1）知又由题意知联立以上各式，可得14.如图所示，质量为m=2kg的小物块放在足够长的水平面上，用水平长细线紧绕在半径为R=1m、质量为2kg的薄壁圆筒上。t=0时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，角速度满足，物块和地面之间滑动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2，求：（1）小物块运动的速度v与时间t的关系及绳子拉力的大小；（2）从0到3s内小物块的位移大小； （3）从0到3s内电动机做了多少功。【答案】（1）（m/s），T=14N；（2）x=9m；（3）W=162J【解析】【分析】【详解】(1)物块运动的速度大小与圆筒边缘的线速度大小相等，则v=ωR=2t（m/s）故物块的速度与时间成正比，物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为对物块由牛顿第二定律可得T-μmg=ma解得绳子拉力为T=14N(2)从0到3s内小物块的位移大小为(3)3s末物块速度大小为v=at=6m/s据功能关系可得，电动机做的功等于圆筒的动能、物块的动能、与克服摩擦力做的功之和，即15.如图所示的直角坐标系中，在直线到y轴之间的区域内存在沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为。在y轴到直线之间水平放置长为的两金属板P、Q，两金属板正中间水平放置金属网G，金属网恰好在x轴上，P、Q、G的尺寸相同。G接地，P、Q电势相等且大于零。在电场左边界上A点与B点之间，连续分布着质量为m、电量为q且均处于静止状态的带正电粒子。若C点的粒子 由静止释放，在电场力作用下，第一次到x轴的位置为D，不计粒子的重力及它们间的相互作用。（1）求C处粒子静止释放后到达y轴时的速度大小；（2）求C处粒子从静止释放到第一次运动至其轨迹最低点所用的时间t；（3）若粒子离开PQ板间电场时的位置与释放时的位置等高，求粒子释放时可能的位置坐标。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）C处粒子静止释放后在电场力作用下运动到y轴的过程中，由动能定理得得（2）金属板P与金属网G之间的电场沿y轴向下，金属板Q与金属网G之间的电场沿y轴向上，场强大小相等。C处粒子静止释放后，运动到y轴的时间为，从到y轴到位置D时间为，则由对称性可得粒子从y轴运动到轨迹最低点所用时间为 解得（3）金属板P与金属网G、金属板Q与金属网G之间的场强大小设为E，对C处粒子有解得设位置坐标满足的粒子均能从与释放时的位置等高处射出，则其从y轴第一次到x轴的水平位移x满足粒子从y轴第一次到x轴的时间设为，则有解得因此，若粒子离开PQ板间电场时的位置与释放时的位置等高，其释放时可能的位置坐标为