2022-2023學年河北省唐山市高一（下）期末物理試卷（含解析）

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一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.金星是太陽系中距離地球最近的行星，其繞太陽公轉的軌道為橢圓。關于地球和金星繞太陽運行，下列說法正確的是()

A.太陽位于金星軌道的幾何中心

B.金星在公轉過程中速率保持不變

C.在相同時間內，金星和地球與太陽的連線掃過的面積相等

D.金星和地球軌道半長軸的立方與公轉周期的平方的比值大小相等

2.矩形線圈位于通電長直導線附近，如圖所示，線圈與導線在同一平面內，線圈的兩邊與導線平行。在下列情況中，線圈中產(chǎn)生感應電流的是()

A.線圈在紙面內沿導線方向向下運動B.線圈在紙面內沿導線方向向上運動

C.線圈以為軸向紙面外轉過D.線圈以直導線為軸向紙面外轉過

3.將一電荷量為的試探電荷放置在電場中的某點，受到的電場力為。關于電場中該點的電場強度，下列說法正確的是()

A.該點的電場強度大小為

B.若將試探電荷的電荷量加倍，該點的電場強度大小變?yōu)?/p>

C.若將試探電荷的電荷量變?yōu)?，該點的電場強度的方向變?yōu)榉聪?/p>

D.若將試探電荷移走，該點的電場強度變?yōu)?/p>

4.一輛汽車以恒定功率分別在甲、乙兩平直路面上啟動后，其圖像如圖所示。設兩次汽車行駛時所受阻力恒定，則在甲、乙兩路面上汽車所受阻力大小之比為()

A.B.C.D.

5.如圖所示，質量為、電荷量為的物體靜置于粗糙水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為，水平地面上方存在豎直向上的勻強電場，電場強度大小為。使物體獲得水平初速度，則物體在地面上滑行的距離為()

A.B.C.D.

6.四個定值電阻連成如圖所示的電路。、的規(guī)格為“”，、的規(guī)格為“”。當把它們接入到電壓為的電源兩端時，其中功率最大的是()

A.B.C.D.

7.正三角形的三個頂點上固定三個電荷量大小相等的點電荷，電性如圖所示。點為三角形的兩條中線的交點，、兩點分別是點關于兩腰的對稱點。下列關于、、三點的電勢說法正確的是()

A.B.C.D.

二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）

8.如圖所示電路中，電源的電動勢為，外部電路中三個電阻的阻值均為。當電鍵斷開時，電阻上通過的電流為。則下列說法正確的是()

A.電源內阻為

B.電源內阻為

C.若閉合電鍵后，流過電阻的電流為

D.若閉合電鍵后，流過電阻的電流為

9.年月日時分，“神州十六號”飛船與“天宮”空間站成功對接，三名宇航員順利進入空間站。已知“天宮”空間站繞地球運轉的圓軌道半徑為，地球半徑為，地球表面處的重力加速度為。則下列說法正確的是()

A.空間站繞地球運行的線速度大小為

B.空間站繞地球運行的加速度大小為

C.空間站繞地球運行的角速度大小為

D.空間站繞地球運行的周期大小為

10.將一長細管彎成如圖所示形狀且豎直放置，部分為半徑為的四分之一圓周，部分為半徑為的圓周，為小圓周豎直直徑的兩個端點。將一光滑小球由管口正上方某點無初速釋放，使小球能夠到達點，且與細管內的上壁無相互作用。己知小球的直徑略小于細管的內徑，細管的內徑遠小于兩部分圓弧軌道的半徑，取，則小球釋放的位置與點的高度差可能為()

A.B.C.D.

三、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）

11.某實驗小組用如圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

在輕質定滑輪兩側通過輕繩連接質量分別為、的兩個物體和，，物體上安裝有遮光條，遮光條正下方固定一光電門。拉住物體，測量遮光條與光電門之間的豎直距離為。

釋放物體，當物體經(jīng)過光電門時，數(shù)字計時器記錄的擋光時間為。

使用游標卡尺測量遮光條的寬度，讀數(shù)如下圖所示，則遮光條的寬度。

則物體經(jīng)過光電門時的瞬時速度大小為請用以上物理量寫出該實驗小組驗證機械能守恒定律的關系式用題中所給符號表示

12.某實驗小組用如圖所示電路做“測量電源電動勢和內阻”的實驗，實驗步驟如下：

將滑動變阻器滑片置于_______端填“最左”或“最右”，開關撥到，閉合開關；

調整滑動變阻器滑片的位置，記錄多組電壓和電流的數(shù)據(jù)，斷開；

將得到的數(shù)據(jù)在坐標系中描點連線，得到圖線，則電阻的阻值為_______；

將開關撥到，閉合開關；

調整滑動變阻器滑片的位置，記錄多組電壓和電流的數(shù)據(jù)，斷開；

將得到的數(shù)據(jù)在坐標系中描點連線，得到圖線，則電源電動勢_______，內阻_______．

四、計算題（本大題共3小題，共40.0分）

13.年，卡文迪什改進了約翰米歇爾所設計的扭稱，對萬有引力常量進行了精確測量，并通過測量的值算出了地球的質量，被稱為“稱量地球第一人”。已知地球半徑為，引力常量為。

若已知地球表面的重力加速度，不考慮地球的自轉，請推導地球的質量的表達式；

若已知某近地衛(wèi)星繞地球轉動的周期為，其圓軌道的半徑可認為與地球半徑相等，半徑為的球體的體積為，求地球的平均密度。

14.如圖所示，初速度為零的帶電粒子經(jīng)豎直平行板間的電場加速后，沿中線進入水平平行板間的電場，恰好從水平平行板下邊緣飛出，己知帶電粒子的電荷量為，質量為，豎直平行板間電壓為；水平平行板間電壓為，間距為，不計粒子的重力，求：

帶電粒子剛進入水平平行板間時的速度；

水平平行板的長度；

帶電粒子從水平平行板間飛出時的動能。

15.如圖為蘋果自動分揀裝置的示意圖，該裝置在工作時，左側傳送帶以的速度順時針轉動。依次將大小不同的蘋果由傳動帶的左側無初速釋放，當蘋果滑上光滑的托盤稱上時，托盤稱向下擠壓壓力傳感器，的電阻阻值隨壓力的增大而減小。當壓力大小大于、等于設定值時，電磁鐵吸引分揀板與下通道連接，小于設定值時，分揀板與上通道連接，分揀板厚度不計．已知蘋果與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，與分揀板和上下通道間的動摩擦因數(shù)，傳送帶長，小蘋果在通道上滑行的距離為，大蘋果在通道上滑行的距離為，分揀板的轉軸位于上下水平通道的中線上，重力加速度取。不計蘋果經(jīng)過傳送帶、托盤稱、分揀板和上下通道的銜接點時的能量損。

求蘋果在傳送帶上運動的時間；

如果某個蘋果的質量為，求此蘋果與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量；

求上下通道間距與分揀板長度的比值。

答案和解析

1.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查了開普勒行星運動定律。

根據(jù)開普勒第一定律解答；近日點的速率大于遠日點的速率；不同的行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積不相等；根據(jù)開普勒第三定律解答。

【解答】

A、開普勒第一定律是所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，不是橢圓的中心，即太陽沒有位于金星軌道的幾何中心，故A錯誤；

B、橢圓軌道上有近日點和遠日點，根據(jù)開普勒第二定律可得，近日點的速率大于遠日點的速率，即金星在公轉過程中速率不是保持不變，故B錯誤；

C、開普勒第二定律是對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等，不同的行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積不相等，故C錯誤；

D、根據(jù)開普勒第三定律可得，金星和地球軌道半長軸的立方與公轉周期的平方的比值大小相等，故D正確。

2.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查感應電流產(chǎn)生的條件。解決本題的關鍵是要掌握感應電流的產(chǎn)生條件：穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，要明確兩個條件：、線圈要閉合。、磁通量發(fā)生變化。

【解答】

當線圈在紙面內沿導線方向向下或向上運動時，穿過線圈的磁通量不變，則不會產(chǎn)生感應電流。故AB錯誤；

C.線圈以為軸向紙面外轉過，穿過線圈的磁通量減小，能產(chǎn)生感應電流。故C正確

D.線圈以直導線為軸向紙面外轉過，穿過線圈的磁通量不變，則不能產(chǎn)生感應電流。故D錯誤。

3.【答案】

【解析】將一電荷量為的試探電荷放置在電場中的某點，受到的電場力為，根據(jù)電場強度定義可知

電場強度只由電場自身決定，與試探電荷的電荷量和受力無關，若將試探電荷的電荷量加倍，該點的電場強度大小仍為；若將試探電荷的電荷量變?yōu)?，該點的電場強度的方向不變；若將試探電荷移走，該點的電場強度仍為。

故選A。

4.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查汽車的啟動過程。解決問題的關鍵是清楚當汽車以最大速度行駛時，牽引力等于阻力，再結合分析判斷。

【解答】

當汽車以最大速度行駛時，牽引力等于阻力，則，則在甲路面上有；在乙路面上有，解得，故B正確，ACD錯誤。

5.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查了帶電物體在電場、重力場的疊加場中的運動。

對物體受力分析，根據(jù)動能定理解答即可。

【解答】

對物體受力分析，受向下的重力、向下的電場力、向上的支持力、向左的滑動摩擦力，根據(jù)動能定理可得，解得，故B正確，ACD錯誤。

6.【答案】

【解析】根據(jù)

可知

因流過電流相等，根據(jù)

可知

因電阻兩端電壓相等，根據(jù)

可知

因電阻相等，，根據(jù)

可知

即

故選D。

7.【答案】

【解析】

【分析】

根據(jù)點電荷和等量的同種或異種電荷的電勢分布特點作出判斷。知道點電荷的電勢分布特點是解題的關鍵點。

離正電荷越近，電勢越高；離負電荷越近，電勢越低。

【解答】

、兩點處于等量正電荷連線的中垂線上，根據(jù)對稱性知兩正電荷在、點產(chǎn)生電勢相等，但負電荷在點的電勢高于點，所以

、兩點處于等量異種電荷連線的中垂線上，兩異種電荷在、點產(chǎn)生電勢相等，而正電荷在點的電勢高于點，所以，故A正確，BCD錯誤。

8.【答案】

【解析】根據(jù)題意，當電鍵斷開時，由閉合電路的歐姆定律有

代入數(shù)據(jù)解得

故A正確，B錯誤；

若閉合電鍵，電阻與并聯(lián)后與及電源內阻串聯(lián)，可得電路的總電阻為

由閉合電路的歐姆定律有

可知干路電流為，而電阻與阻值相等，根據(jù)并聯(lián)電路的特點可得

故C正確，D錯誤。

故選AC。

9.【答案】

【解析】

【分析】

本題主要考查萬有引力與重力的關系、萬有引力提供衛(wèi)星運行的向心力。

根據(jù)、以及萬有引力提供衛(wèi)星運行的向心力列式，據(jù)此解答。

【解答】

A、根據(jù)可得，再根據(jù)，可得，故A正確；

B、根據(jù)，結合，可得，故B正確；

C、根據(jù)，結合，可得，故C錯誤；

D、根據(jù)，結合，可得，故D錯誤。

10.【答案】

【解析】小球對上壁恰好無相互作用時，在最高點由牛頓第二定律得

從釋放到運動至點，由動能定理得

解得

小球釋放的位置與點的高度差為

小球恰能通過最高點時，在最高點速度為零，從釋放到運動至點，由動能定理得

解得

小球釋放的位置與點的高度差為

即小球釋放的位置與點的高度差的范圍為

故選CD。

11.【答案】；；

【解析】

【分析】

先確定游標卡尺的最小分度值再主尺和游標尺的讀數(shù)；

根據(jù)極短時間，可以平均速度替代瞬時速度求通過光電門的速度；根據(jù)機械能守恒定律表達式推導。

本題考查驗證機械能守恒定律實驗，要求掌握實驗原理，利用光電門測出時間計算速度和動能變化量和游標卡尺的讀數(shù)。

【解答】

游標卡尺的最小分度值為，讀數(shù)為；

極短時間，可以平均速度替代瞬時速度，則通過光電門的速率為；

如果系統(tǒng)重物、的機械能守恒，應滿足的關系式為

整理得。

12.【答案】最左

【解析】開關閉合前，將滑動變阻器調到最大阻值處，即滑片置于最左端；

根據(jù)圖像斜率可知定值電阻為

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

變形可得

根據(jù)圖像的斜率與截距可知

13.【答案】；

【解析】在地面附近，可認為重力等于萬有引力

可得

近地衛(wèi)星繞地球轉動時

地球的平均密度

解得

14.【答案】；；

【解析】粒子在加速場中運動，由動能定理

可得

粒子在偏轉場中運動時