2022-2023学年山东省滨州市沾化区实验中学高一（下）期末考试物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1. 如图所示，半径均为的半圆形轨道固定在地面上，甲图中一物块从点以向下的初速度下滑到最低点过程中速率不变；乙图中一物块从点以不同速度水平向右抛出。物块可视为质点为水平直径，重力加速度为，不计空气阻力，则( )
A. 甲图中物块从点下滑到最低点的过程中机械能守恒
B. 甲图中物块从点下滑到最低点的过程中所受的合外力不变
C. 乙图中物块从抛出到碰到轨道的过程，运动的最长时间为
D. 乙图中物块落到半圆形轨道的瞬间，速度方向可能沿半径方向
2. 一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板之间有一正点电荷电量很小固定在点，如图所示．以表示两极板间电场强度，表示负极板电势，表示正点电荷在点的电势能，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( )
A. 变大，降低 B. 不变，升高 C. 变小，变小 D. 升降低，变大
3. 如图所示，某电场的电场线和等势面分布图，其中实线为电场线，虚线为等势面，、、为电场中的三个点。下列说法正确的是( )
A. 点的电势高于点的电势
B. 点的电场强度小于点的电场强度
C. 电子从点移到点，电势能增大
D. 将电子从点移到点，再从点移到点，电场力做功代数和为零
4. 在一次科学晚会上，某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连，如图甲。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。图乙为塑料瓶内俯视图。起电机摇动过程中，下列说法正确的是( )
A. 瓶内形成的电场为匀强电场
B. 金属片附近的气体分子更容易被电离
C. 若锯条接电源负极，金属片接正极，粉尘会被吸附到金属片上
D. 空气电离形成的离子碰到尘埃使其带上电，尘埃的带电量可能为
5. 如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有，，三点，点为两点电荷连线的中点，点为连线上距点距离为的一点，点为连线中垂线距点距离也为的一点。则下面关于，，三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是( )
A. ；
B. ；
C. ，；，
D. ；三点电势的高低无法判断，因为零电势点未规定
6. 如图所示，等腰三角形中，底边长为，分别在、两点固定两个点电荷，已知固定在点的电荷为正电荷，电荷量为将一带正电的试探电荷放置在点，其受到的电场力垂直于向上，已知静电力常量为，则固定在点的点电荷的电性以及点的电场强度大小分别是( )
A. 正电， B. 负电， C. 正电， D. 负电，
7. 如图所示，细线的一端固定于点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由点运动到点的过程中( )
A. 小球的机械能保持不变 B. 小球受的合力对小球不做功
C. 水平拉力的瞬时功率逐渐减小 D. 小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大
8. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为，其等效电流为；质子的质量为，其电量为。那么这束质子流内单位体积的质子数是( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 如图所示，半径为的竖直光滑圆弧轨道与光滑水平面相切，质量均为的小球，用轻杆连接，置于轨道上，与圆心等高，位于的正下方，它们由静止释放，最终在水平面上运动下列说法正确的是重力加速度为 ( )
A. 下滑过程中的机械能守恒
B. 当滑到轨道最低点时，轨道对的支持力大小为
C. 下滑过程中重力对做功的功率一直增大
D. 整个过程中轻杆对做的功为
10. 空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，、、、是轴上的四点，电场强度在方向上的分量大小分别是、、、，则( )
A.
B.
C. A、两点在方向上的场强方向相反
D. 同一负点电荷在点时的电势能小于在点时的电势能
11. 如图甲所示，一物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面。在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程的关系如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，取。下列说法正确的是( )
A. 物块质量为
B. 物块与斜面间的动摩擦因素为
C. 过程中，物块克服摩擦力做功为
D. 过程中与过程中物块所受合力之比为
12. 简易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前，先给小朋友绑上安全带，然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上，并通过其他力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其他力后，小朋友被“发射”出去冲向高空，小朋友到达最高点，然后下落到点时，弹性绳恰好为原长，然后继续下落至最低点。若小朋友可视为质点，并始终沿竖直方向运动，忽略弹性绳质量与空气阻力，关于小朋友，下列说法错误的是 ( )
A. 在点时的加速度大小为 B. 在点时处于平衡状态
C. 在点时处于失重状态 D. 在下落过程中机械能守恒
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
13. 如图所示的实验电路，可研究电容器的充放电。先使开关与端相连，电源给电容器充电，然后把开关掷向端，电容器通过电阻放电。
电容器在充电的过程中，电容器的带电荷量__________
A.变大 不变 变小
电容器在放电的过程中，电容器的电容__________
A.变大 不变 变小
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，曲线与轴围成的面积代表电容器的__________
A.电荷量 电压 电容
14. 某实验小组做“探究动能定理”的实验，实验装置如图甲所示。将一端带有定滑轮的长木板置于水平桌面上，小车置于长木板上，一端悬挂重物的细绳绕过定滑轮系在小车上，小车右端连接穿过打点计时器的纸带。
下列关于该实验中平衡摩擦力的操作方法正确的是________填正确答案标号。
A.不挂重物，小车静止放在长木板上，把长木板右端逐渐垫高，直到小车开始运动，不再改变右端的高度，即认为平衡了摩擦力
B.挂上适量重物，之后打开电源，轻推小车，如果小车运动后纸带上打出的点迹间隔均匀，则认为重物受到的重力与小车受到的摩擦力平衡了，以后每次实验时重物的重力减去就是小车受到的实际合力
C.不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，如果小车运动后纸带上打出的点迹间隔均匀，即认为平衡了摩擦力
若小车的质量为，当小车受到的合外力为时，打点计时器打出的一条纸带如图乙所示，已知点为起始点，图中、、为计数点，相邻计数点间的时间间隔为，重力加速度为，则从打下点到打下点的过程中，合外力对小车做的功为________，打点时小车的动能为________。用文中及图中所给的字母表示
四、计算题（本大题共4小题，共36分）
15. （6分）如图所示的电路中，小量程电流表的内阻，满偏电流，，。
当和均断开时，改装成的是什么表？量程多大？
当和均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？
16. （10分）如图所示，、、是匀强电场中的三点，已知、两点相距，、相距，与电场线平行，与电场线成角。将电荷量为的点电荷从点移到点时，电场力做功为。
求：
、两点电势差；
匀强电场的场强大小；
将电荷从点经点移到点的过程中，电场力做的功是多少？
17. （10分）我国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，在经历天的飞行后，“嫦娥一号”卫星接近月球，实施首次“制动变轨”，进入月球椭圆轨道，又经历两次“制动变轨”，最终进入离月球的环月预定工作轨道，开展拍摄三维影像等工作．
卫星在环月圆轨道绕行圈，飞行时间为已知月球半径为，月球表面处重力加速度为，试推导卫星在环月圆轨道上运行时离月球表面高度的表达式．
已知地球和月球的半径之比为，表面的重力加速度之比为求地球和月球的密度之比．
18. （10分）如图所示，小球质量，视为质点，在处弹簧发射器的作用下，沿光滑半圆轨道至最高点处后在空中飞行，不计空气阻力，恰好沿方向击中点，，半圆的半径，、两点的竖直距离为米，，，．
小球在点的速度大小？
弹簧发射器对小球所做的功为多少？
质量的另一滑块，也视为质点，放于与点等高的光滑斜面上，斜面倾角为，问：当小球刚要离开轨道点时，静止释放滑块应该提前还是滞后多少时间，才能实现两物体同时到达点？
答案和解析
1.
【解析】解：、甲图中物块从点以向下的初速度下滑到最低点过程中速率不变，说明下滑过程中受到阻力作用，阻力对物块要做功，所以其机械能不守恒，故A错误；
B、甲图中物块从点下滑到最低点的过程中所受的合外力完全提供向心力，向心力大小不变，方向时刻变化，所以合外力是变化的，故B错误；
C、乙图中物块落在最低点时时运动时间最长，根据可得：运动的最长时间，故C正确。
D、根据推论可知，小球落到半圆形轨道的瞬间，速度方向的反向延长线交水平位移的中点，可知：若小球与段垂直撞击，速度的反向延长线应交圆环圆心的左侧，不在圆心，所以速度不可能沿半径方向，故D错误；
故选：。
2.
【解析】
【分析】
本题是电容器的动态变化分析问题，难点是确定点与负极板的电势变化，往往根据电势差及电势高低分析电势的变化。
【解答】
根据 知，将正极板移到图中虚线所示的位置时，减小，电容增大，平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变，根据，可知电压减小，正极板电势为，所以负极板电势升高。，所以电场强度不变。则与正极板间距离变小，电势差变小，点电势升高，正电荷电势能增大，ACD错误，选项B正确。
故选B。
3.
【解析】A、因、两点在同等势面上，则点的电势等于点的电势，故A错误；
B、点电场线较点密集，可知点的电场强度大于点的电场强度，故B错误；
C、因点电势高于点，可知电子从点移到点，电势能减小，故C错误；
D、因点的电势等于点的电势，则将电子从点移到点，再从点移到点，电势能的变化为零，则电场力做功代数和为零，故D正确；故选：。
4.
【解析】解：、尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场，且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，故A错误；
B、锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场，所以在锯条附近的气体分子更容易被电离，故B错误；
C、负电荷在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟雾微粒使它带负电，因此，带电尘粒在电场力的作用下，向接正极的金属片运动，被吸附到金属片上，故C正确；
D、不是的整数倍，所以尘埃的带电量不可能为，故D错误。
故选：。
5.
【解析】
【分析】
本题考查了等量异种电荷形成的电场线、各点的电场强度、电势等，难度不大。
虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以根据电场线方向来确定电势的高低：电场线越密的地方，电场强度越强，沿着电场线方向电势降低；通过电场线的分布进行判断。
【解答】
根据等量异种电荷形成的电场线的疏密分布知，点的电场线比点密，点的电场线比点密，则；等量的异种电荷的中垂线为等势线，则点的电势与点的电势相等，沿着电场线方向电势逐渐降低，则点的电势大于点电势，所以故B正确，、、D错误；
故选B。
6.
【解析】带正电的试探电荷在点受到的电场力垂直于向上，则点的合场强方向向上。因为固定在点的电荷为正电荷，故A点电荷的场强方向向右，故在点只能放置一个负电荷，场强方向沿指向，如图所示：
点电荷在点产生的场强大小，则两电荷在点产生的合场强大小：
故选B。
7.
【解析】试题分析：由于以恒定速率从到，说明动能没变，由于重力做负功，拉力不做功，所以外力应做正功．因此机械能不守恒错，对．因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力、水平拉力、绳子拉力三者的合力必是沿绳子指向点．设绳子与竖直方向夹角是，则 与的合力必与绳子拉力在同一直线上得 而水平拉力的方向与速度的方向夹角也是，所以水平力的瞬时功率是 即 显然，从到的过程中，是不断增大的，所以水平拉力的瞬时功率是一直增大的，错对．
8.
【解析】质子在加速电场中加速
根据电流的微观表达式
联立解得故选D。
9.
【解析】A.下滑过程中，小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设到达轨道最低点时速度为，根据机械能守恒定律得：，解得：，故A的重力势能减小，动能增加量，所以机械能减小 ，所以在下滑过程中杆的弹力对做负功，故A的机械能不守恒，故A错误；
B.小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设到达轨道最低点时速度为，根据机械能守恒定律得：，解得：，在最低点，根据牛顿第二定律得：，解得：，故B正确；
C.整个过程中对因为初位置速度为零，则重力的功率为，最低点速度方向与重力的方向垂直，重力的功率为零，可知重力的功率先增大后减小，故C错误；
D.整个过程中小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设到达轨道最低点时速度为，根据机械能守恒定律得：，解得：，故对，根据动能定理得：，故D正确。故选BD。
10.
【解析】A.图象的斜率表示电场强度，由图知处斜率绝对值比处大，则处场强大，即，故A错误；
B.处斜率小于处斜率，则有，故B正确；
C.根据图象可知，电势先降低后升高，则电场强度的方向先沿轴正向，后沿轴负向，图象上最低点两侧场强方向相反，故C正确；
D.沿电场方向电势降低，在方向上间的电场强度沿着轴正方向，当负电荷从到时，电场力与运动方向相反，则电场力做负功，导致电势能增大，即在点时的电势能小于在点时的电势能，故D正确。
故选BCD。
11.
【解析】【详解】内物块上滑，由动能定理得
整理得
结合内的图像得，斜率的绝对值
内物块下滑，由动能定理得
整理得
结合内的图像得，斜率
联立解得
，
根据
可求得物块与斜面间的动摩擦因素为
故AB正确；
C.过程中，物块克服摩擦力 做功为动能的减少量 ，为
故C错误；由动能定理知过程中与过程中物块所受合力之比即为动能改变量之比，等于，故D错误。故选AB。
12.
【解析】A.小朋友在点时，绳子弯曲，没有弹力，小朋友只受重力作用，加速度大小为，选项A错误；
B.小朋友减速运动到最低点点，弹性绳的拉力大于重力，处于非平衡状态，选项B错误；
C.在点时弹性绳恰好为原长，小朋友只受重力作用向下运动，加速度大小为，处于失重状态，选项C正确；
D.小朋友在下落过程中，小朋友的机械能转化为弹性绳的弹性势能，小朋友的机械能不守恒，选项D错误。故选ABD。
13.；；。
【解析】
【分析】解决本题的关键要掌握电容的物理意义：电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身特性决定，与电容器带电量无关。还要知道曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的电量，可与图象类比来理解。
电容器在充电的过程中，电容器的带电量变大；
电容器的电容与电容器带电量无关；
根据分析曲线与两坐标轴围成的面积的意义。
【解答】
电容器在充电的过程中，电容器的带电量不断变大，故A正确；
故选：。
电容器的电容由电容器本身特性决定，与电容器带电量无关，则电容器在放电的过程中，电容器的电容不变，故B正确，
故选：。
根据分析可知，曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的电荷量，故A正确。
故选：。
故答案为：；；。
14.；； 。
【解析】不挂重物时，若把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，如果小车运动后纸带上打出的点迹间隔均匀，即认为平衡了摩擦力，项正确，项错误；
若挂上适量重物后打开电源，轻推小车，运动后纸带上打出的点迹间隔均匀，小车所受的摩擦力等于重物的重力，因为小车质量不变，与长木板间的摩擦力大小不变，只有所挂重物的质量远小于小车的质量的情况下，才可认为小车受到的实际合力等于重物的重力减去，项错误；
在打下点到打下点的过程中，合外力对小车做的功，
根据中间时刻的速度等于平均速度得打点时小车的速度，
小车的动能。
15.解：
根据串联电阻具有分压作用可知，当和断开时，改装的表是电压表，由
，可知电压表的量程是；
当和均闭合时，电流表与电阻并联，改装的表是电流表，由，所以电流表的量程是。
答当和均断开时，改装成的表是电压表，量程为；
当和均闭合时，改装成的表是电流表，量程为。
【解析】本题考查的是表头的改装问题，关键是明确串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用，即电流表改装为电压表时，应将电流表与电阻串联，改装为电流表时，应将电流表与电阻并联，明确电阻在电路中的作用是解题的关键。
根据和均断开时的电路特点，应用欧姆定律求解即可；
根据和均闭合时的电路特点，应用并联电路的规律求解即可。
16.【解析】 、两点间的电势差为
根据
可得匀强电场的场强大小
、两点电势差为
将电荷从点经点移到点的过程中，电场力做的功
17.解：
“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，有
在月球表面处的物体有：
据题意有：
由以上各式联立解得：
设、分别表示地球和月球质量，设想将一质量为的小物体分别放在地球、月球表面处：
由万有引力定律得
且
由以上各式得．
【解析】本题考查卫星的运行规律及天体质量和密度的计算，需要学生综合掌握万有引力相关知识，有一定难度。
18.解：小球离开点后作平抛运动，
物体经过点时竖直分速度为，
则由几何知识得：；
设物体在点速度大小为则：，得，
由动能定理得：，
解得：；
小球从到的时间为，则，解得：，
质量的物体向下的加速度为，
根据，
解得：，
解得物体运动到点的时间，，
所以静止释放质量的物体应该提前才能实现两物体同时到达点。
