湖北省武汉市部分学校联合体2022-2023学年高一物理下学期期末联考试题（Word版附解析）

2022~2023学年度第二学期联合体期末联考高一物理试题注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。其中1~7题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8~10题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.明明根据课堂上所学的知识做了一些笔记，其中正确的是（）A.牛顿巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值B.太阳系中的所有行星绕太阳运转的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同C.选择不同的参考系，光的传播速度不同D.相对论时空观认为：物理过程的快慢跟物体的运动状态有关。这和牛顿力学的观点是一致的【答案】B【解析】【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，但没有给出引力常量G的值；1798年，卡文迪什利用扭秤，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值，故A错误；B．由开普勒第三定律可知：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同，用公式表达为，其中k是一个对绕同一恒星运转的行星都相同的常量，故B正确；C．在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的，故C错误；D．相对论时空观认为物体的长度和物理过程的快慢都跟物体的运动状态有关，这和牛顿力学的观点是不同的，故D错误。故选B。2.有关电场的理解，下述正确的是（　　） A.由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B.只有当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C.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.由公式E=可知，在离带电体很近时，r接近于零，电场强度达无穷大【答案】C【解析】【详解】A．由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力无关，由电场本身性质决定。A错误；BC．电场由场源电荷激发，电场强度由电场本身性质决定，电场强度是反映电场本身特性的物理量，与试探电荷存在与否无关。B错误；C正确；D．在离带电体很近时，r接近于零，带电体不能看成点电荷，E=不适用，r接近于零，电场强度不是无穷大。D错误。故选C。3.2020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1156公里的区域运行，下列说法正确的是（　　）A.5G卫星不受地球引力作用B.5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9km/sC.5G卫星轨道半径比地球同步卫星高D.5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关【答案】D【解析】 【详解】A.5G卫星是在地球万有引力下做匀速圆周运动的，故选项A错误；B.由于5G卫星绕地飞行的轨道大于地球半径，根据公式可知轨道半径越大，运行速度越小，因此5G卫星绕地飞行的速度一定小于7.9km/s，所以选项B错误；C.5G卫星在距离地面1156公里的区域运行，而地球同步卫星在距离地面约为五倍地球半径的高度运行，因此选项C错误；D.根据公式可知5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关，所以选项D正确。故选D。4.2019年国庆小长假，雪晴同学外出旅游，到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有真驴在拉磨，如图所示。假设驴拉磨的平均作用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为（　　）A.0B.500JC.500πJD.1000πJ【答案】D【解析】【详解】由于F的方向与作用点的速度方向保持一致，因此F做功不为零。把圆周划分成很多小段研究， 如图所示当各小段的弧长Δsi足够小（Δsi→0）时，在Δsi内F的方向几乎与该小段的位移方向重合，故驴拉磨转动一周所做的功为故ABC错误，D正确。故选D。5.近日，沿江高铁合肥至武汉高速铁路（简称“合武高铁”）湖北段项目正式启动。项目建成后，湖北高铁总里程将达到3600公里，有望进入全国前五，其中时速350公里的高铁线路全长将达到2700公里，有望居全国第3位。不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（）A.动车启动过程所受合外力不变B.动车位移为C.平均速度为D.动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动【答案】B【解析】 【详解】A．动车的功率恒定，根据P=Fv可知v增大，动车的牵引力减小，受到的合力F合=F﹣f将减小，故A错误；B．在整个运动过程中，根据动能定理可得解得故B正确；CD．根据牛顿第二定律可知F﹣f=ma由于牵引力F减小，则动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的变加速运动，其平均速度，故CD错误。故选B。6.如图所示，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B，电荷量均为q，质量均为m，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O.在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则(　　)A.小环A的加速度大小为B.小环A的加速度大小为C.恒力F的大小为D.恒力F的大小为 【答案】B【解析】【详解】AB．设轻绳的拉力为T，则对A：T＋Tcos＝kTcos＝maA联立解得：aA＝故B正确，A错误；CD．恒力F的大小为F＝2maA＝故CD错误．7.如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的正点电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A.θ增大，E增大，Ep增大B.θ增大，E增大，Ep减小C.θ减小，E不变，Ep增大D.θ减小，E不变，Ep减小【答案】D【解析】【详解】电容器与电源断开，电量不变，将下极板上移的过程中，因d减小，由 可知电容C增大，由可知U减小，则夹角减小；由可得可知E不变；根据U=Ed可知由于P离下极板距离减小，E不变，因此P点的电势减小，由可知电势能减小；故选D．8.小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是（　　）A.三个图标都是为了防止静电的产生B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系D.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患【答案】AD【解析】【详解】A．三个图标都是为了防止静电的产生，故A正确；B．工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会产生静电，故B错误；C．用绝缘的塑料梳子梳头，会产生静电，故C错误；D．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患，有可能引起油料燃烧，故D正确。故选AD。9.如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地 面为零势能参考面，且不计空气阻力，则（　　）A.物体在海平面的重力势能为mghB.重力对物体做的功为mghC.物体在海平面上的动能为D.物体在海平面上的机械能为【答案】BC【解析】【详解】A．以地面为零势能面，海平面低于地面h，所以物体在海平面上时的重力势能为，故A错误；B．重力做功与路径无关，只与始末位置高度差有关，抛出点与海平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对物体做功为mgh，故B正确；C．由动能定理则得，物体在海平面上的动能故C正确；D．整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为，所以物体在海平面时的机械能也为，故D错误。故选BC。10.如图所示，固定在绝缘支杆上的带电小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢拉动细线，使B球移动一小段距离。在此过程中以下说法正确的是（　　） A.细线上的拉力一直减小B.细线上的拉力先增大后减小C.B球运动轨迹是一段直线D.B球的运动轨迹是一段圆弧【答案】AD【解析】【详解】设A、B两小球所带电荷量分别为、，B球的质量为m，OA=h；当小球B被拉至某位置时，其受力如图所示设此时OB=l，AB=r，两球的库仑力大小此时有可得，由于l一直在减小，故F一直减小，而 故r保持不变，所以B球的运动轨迹是以A为圆心的一段圆弧，故AD正确，BC错误。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.曲小平同学为了探究影响电荷间静电力的因素，他猜想可能与两带电体的间距和带电荷量有关。然后设计用图示装置来探究。图甲中，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，，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）图甲中实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。A．理想实验法B.等效替代法C.微小量放大法D.控制变量法（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而________（填“增大”“减小”或“不变”）。（3）接着该同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为__________。【答案】①D②.增大③.【解析】【详解】（1）[1]图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，所以用的是控制变量法。故选D。 （2）[2]本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由图可知，电荷量越大，距离越小，细线偏离竖直方向的角度越大，根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大。（3）[3]对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有解得可得两次实验中A的电量之比为12.某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验。(1)甲同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为50Hz，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图中所示。已知重锤的质量为1.00kg，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量△Ep=__________J，重锤动能的增加量△Ek=__________J，从以上数据可以得到的结论是___________。（计算结果均保留3位有效数字）(2)乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图丙所示的图线，由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是 _________________；乙同学测出该图线的斜率为k，则可算出当地的重力加速度g=_______（用含k的表达式回答），该结果应__________（填“大于”“等于”或“小于”）当地的重力加速度的真实值。【答案】①.5.50②.5.45③.在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒④.先释放重锤，后接通电源⑤.⑥.小于【解析】【详解】(1)[1]重锤重力势能的减少量为[2]打下C点时重锤的速度为则重锤动能的增加量为[3]在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒；(2)[4]从图中看出，当重锤下落的高度为0时，重锤的速度不为0，说明了操作中先释放重锤，后接通电源；[5]若无阻力，根据机械能守恒定律有则有由此可知，斜率k=2g，可得[6]因有阻力则测得的结果应小于当地的重力加速度的真实值。13.（取g=10m/s2)静止在地面上的物体，在竖直向上的拉力作用下，开始沿竖直方向做匀加速直线运动，已知加速度大小a＝1m/s2，方向竖直向上，物块质量m＝2kg，则（1）物块所受合力方向？（2）物块所受合力大小为多少?（3）2s末物块的机械能大小为多少?（以地面为零势能面） 【答案】（1）竖直向上；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由牛顿第二定律可知，物块所受合力方向与加速度方向相同竖直向上。（2）由牛顿第二定律可知，物块所受合力大小为（3）根据匀变速直线运动的运动规律可知故2s末物块的机械能大小为14.2023年5月28日国产大飞机C919商业首航成功，正式投入运营。举世瞩目，赢得广泛赞誉。中国是世界上发展最快、潜力最大的民用航空市场。中国商飞公司于2008年5月11日上午在上海隆重成立，开启了中国自主研制大型客机的新篇章。C919中的C是China（中国）的首字母，第一个“9”的寓意是天长地久，“19”代表最大载客量为190座。C919客机总设计师吴光辉是湖北武汉人，在读博士，研究员。若某C919客机质量M=6.0×104kg，从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行，当滑行距离l=7.2×102m时，达到起飞速度v=60m/s。求：（1）起飞时飞机的动能多大？（2）若不计滑行过程中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？（3）若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0×104N，牵引力与第（2）问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？【答案】（1）1.08×108J；（2）；（3）【解析】【详解】（1）飞机起飞时的动能代入数值得（2）设牵引力为，由动能定理有 代入数值得（3）设滑行距离为，由动能定理得整理得代入数值，得15.如图所示，在示波管中，质量为m，电荷量为-q的带电粒子从灯丝K射出（初速度不计），经加速电场U1（未知）加速，从AB板的中心S沿中心线KO射出时的速度大小为v，再经平行板电容器的偏转电场U2偏转后，又做一段匀速直线运动最后打到荧光屏上，显示出亮点C，已知平行板电容器的两极板间的距离为d，板长为l，偏转电场的右端到荧光屏的距离为L，不计带电粒子的重力。（1）求加速电场的电压U1；（2）求带电粒子从偏转电场射出时的侧移量y和荧光屏上OC间的距离；（3）带电粒子从偏转电场射出时侧移量y和偏转电压U2的比叫作示波器的灵敏度D，如何通过改变平行板电容器的l或d来提高示波器的灵敏度D。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】（1）粒子在加速电场中加速，由动能定理可得解得 （2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，如图所示垂直电场方向有沿电场方向有侧移量联立解得由几何关系可知得荧光屏上间的距离（3）该示波器的灵敏度解得