2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一下学期期末物理试卷word版含答案

湖南师大附中2021-2022学年度高一第二学期期末考试

物理

时量：75分钟     满分：100分

得分：________

一、选择题（本大题共10小题，共44分，1～6小题只有一个选项正确，每小题4分；7～10小题有多个选项正确，全部选对得5分，部分选对得3分，错选或不选得0分）

1．下列有关物理学史的内容，说法正确的是（    ）

A．开普勒阐述了行星的运动定律，并提出了万有引力定律

B．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验精确测量了引力常量G的数值

C．法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场

D．库仑通过实验测定了元电荷e的数值约为

2．2022年6月6日，神舟十四号在轨期间将开展24项航天医学实验，此项活动对航天医学领域有着重要意义。已知神州十四号的运行轨道距离地面约为，距离地心约为1.06倍地球半径，可以近似看成圆周运动。同步卫星距离地心约为6.6倍地球半径，下列说法正确的是（    ）

A．神舟十四号在轨运行的角速度比同步卫星大

B．神舟十四号在轨运行的线速度比同步卫星小

C．神舟十四号相对地面保持相对静止

D．神舟十四号在轨的运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度

3．如图所示是一个金属杆，原来不带电。现在沿着杆的轴线方向放置一个点电荷Q。金属杆上感应电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小分别为，三者相比（    ）

A．     B．     C．     D．

4．如图所示，质量为m的物体，从高度为h的粗糙斜面顶端从静止开始释放，以后停在粗糙程度处处相同的平面上的B点，若该物体从斜面顶端以初速度沿斜面下滑，则停留在C点，恰有。A点有一小段圆弧连接。重力加速度为g，那么物体在斜面上运动时摩擦力做的功为（    ）

A．     B．     C．     D．D．条件不足，无法判断

5．如图，物理兴趣小组的小宇同学利用一个恒压电源制作了一个可变电压电源。已知滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻大小为。输入端间的电压保持不变，则输出端两端的电压U变化范围为（    ）

A．     B．     C．     D．

6．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变小

B．只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变大

C．只在极板间插人有机玻璃板，静电计指针的张角变大

D．只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大

7．如图，小涵同学在确保安全的情况下，站在高处进行研究抛体运动的规律的实验。忽略空气阻力的影响，小涵获得的以下结论中正确的是（    ）

A．只改变物体的质量，物体地速度大小不变

B．只改变物体的初速度大小，物体落地速度大小不变

C．只改变物体初速度的仰角，物体落地速度大小不变

D．只改变物体的初始高度，物体落地速度大小不变

8．位于贺龙体育馆的长沙市摩天轮，号称世界第二高、亚洲第一高。摩天轮运转一圈约需20分钟，可观赏整个长沙市的风景，被誉为国内五大最具特色的摩天轮之一。假设乘客站在舱内随其在竖直面内做匀速圆周运动，可以简化为如图所示的模型。下列说法正确的是（    ）

A．摩天轮转动一周的过程中，乘客所受合力不变

B．在最高点甲，乘客所受合力为0

C．在最低点乙，舱底板对乘客的支持力大小大于乘客所受重力大小

D．在水平位置丙，舱底板对乘客的支持力大小等于乘客所受重力大小

9．如图所示的电场中（实线为电场线，方向没有标出），一负电荷从电场中A点静止释放，在只受电场力作用下沿电场线运动到B点，则以下说法正确的是（    ）

A．连线上电场方向从A指向B

B．连线上电场方向从B指向A

C．电子从A向B运动的过程中，加速度越来越小

D．电子从A向B运动的过程中，电势能减少

10．空间有一沿x轴方向分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，x轴正方向为电场的正方向，图像关于原点O对称，坐标和是图像的最高点和最低点且电场大小相等。下列说法正确的是（    ）

A．原点O是x轴上电势最高的点

B．电子在处的电势能等于在处的电势能

C．仅在电场力作用下，电子从处由静止释放后，向x轴正方向运动，到达O点时加速度最大

D．仅在电场力作用下，电子从处以一定初速度沿x轴负方向运动，经过处时速度仍为

二、实验题（每空2分，第11题8分，第12题6分，共14分）

11．某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。

（1）对于本实验操作的说法正确的是___________（多选）。

A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上

B．应用秒表测出重物下落的时间

C．选用的重物的密度和质量大些，有利于减小误差

D．选用的重物的密度和质量小些，有利于减小误差

（2）若实验中所用重物的质量为。某同学选取了一条前两个点间距接近的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为，则在纸带上打下点3时重物的动能的增加量（相对0）___________J，从打下点0至打下点3的过程中重物的重力势能减少量___________J（，结果均保留三位有效数字）。

（3）发现动能的增加量和重力势能的减少量不相等，可能的原因是_________________________________。

12．为测定一个电阻约为的金属丝电阻率，某同学想用伏安法多测量几组数据更精确地测量其电阻。现有的器材及其规格如下：电流表A（内阻约为）、电压表V（内阻约为）、滑动变阻器R（阻值范围）、直流电源E、开关、导线若干。

（1）应选择以下实验电路中的___________作为该实验的实验电路。

（2）用螺旋测微器测得该样品的直径如图所示，其示数___________。

（3）利用米尺测得金属丝长度为L，如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，则该样品材料的电阻率___________（用题中所给的字母L、I、U、d表示）。

三、解答题（共42分）

13．（14分）在距离地面处将一个质量为的小球以的速度水平抛出，已知，不计空气阻力，求：

（1）小球在空中的飞行时间t；

（2）小球水平方向飞行的距离x；

（3）小球落地时的速度v的大小以及方向。

14．（14分）如图，光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆形导轨在点B相连接，导轨半径为R，一质量为m的小球在A处压缩弹簧（弹簧与墙相连，与球不相连），静止释放后，小球向右运动并离开了弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍，之后向上运动恰能通过轨道最高点C，不计空气阻力，重力加速度为g，试求：

（1）小球释放时，弹簧的弹性势能；

（2）小球从B到C的过程中克服摩擦力做的功；

（3）小球离开点C落回水平面时的动能。

15．（14分）如图所示，光滑绝缘斜面高度，斜面底端与光滑绝缘水平轨道用小圆弧连接，水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。正对的平行板和电阻及输出电压恒定为U的电源，构成如图所示电路，平行板板长为，板间距离，定值电阻阻值为（未知），可以看作质点的带电小球电量、质量，从斜面顶端静止下滑，重力加速度。

（1）若S断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动，求电源的电压U；

（2）在（1）的条件下，若S闭合，调节滑动变阻器，使其接入电路的电阻，小球离开平行板右边缘时，速度偏转角，求电阻的阻值；

（3）在（1）、（2）的条件下，若S闭合，调节滑动变阻器，使其接入电路的电阻，判断小球能否飞出平行板？

湖南师大附中2021-2022学年度高一第二学期期末考试

物理参考答案

一、选择题（本大题共10小题，共44分，1～6小题只有一个选项正确，每小题4分；7～10小题有多个选项正确，全部选对得5分，部分选对得3分，错选或不选得0分）

1．C  【解析】开普勒阐述了行星的运动定律，牛顿提出了万有引力定律，故A错误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什通过实验精确测量了引力常量G的数值，故B错误；法拉第首先提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场，故C正确；密立根通过实验测定了元电荷e的数值约为，故D错误。

2．A  【解析】二者都围绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，所以有得，可见半径越大角速度越小，所以神舟十四号角速度大于同步卫星，所以A对；周期小于同步卫星，所以不可能和地面保持相对静止，C错；同理可得线速度，可见神舟十四号线速度大于同步卫星，B错；只有贴着“地球表面”飞行的卫星的运行速度才能达到第一宇宙速度，而神舟十四号轨道半径略大于地球半径，运行远度必然略小于第一宇宙速度，D错。

3．B  【解析】处于静电平衡状态的导体，内部的合场强处处为零。感应电荷在导体内某点的场强的大小应等于点电荷在这一点产生的场强的大小，方向应相反。显然点电荷Q在a、b、c三点产生的场强，是c点最大，a点最小，所以感应电荷的电场也是在c点场强最大，a点最小。

4．B  【解析】设斜面上运动时摩擦力所做的功为，段摩擦力所做的功为，根据题意有过程一：；过程二：；两式联立消去可得。

5．A  【解析】由图可得滑动变阻器接入电阻为0时，两端的电压可以达到，所以CD错；再由串联电路分压规律，可得A选项正确。

6．B  【解析】将b板向左平移，板间距离增大，电容器电容C减小，而电容器的电量Q不变，由分析可知，电容器两板间电势差增大，则静电计指针张角变大，故A错误；将b板向上平移，两板正对面积减小，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由分析可知，电容器两板间电势差增大，则静电计指针张角交大，故B正确；在a，b之间插入一块绝缘介质板，电容增大，而电容器的电量Q不变，由分析可知，电容器两板间电势差减小，则静电计指针张角变小，故C错误；增大极板电量，而决定电容的几个量都不变则C不变，可知极板间的电压增大，则静电计指针张角变大，故D错误。故选B。

7．AC  【解析】物体离手后，只有重力微功，故有机械能守恒，以地面高度为参考平面，列式：，解得，所以物体落地速度大小只与初速度大小、抛出高度有关。

8．CD  【解析】由于乘客在竖直面内做匀速圆周运动，所以合力大小不变，但是方向指向圆心，所以A错；在每一个点，乘客所受合力大小都等于，不等于0，B错；在最低点乙，乘客受向上的支持力和向下的重力，两个力的合力提供向上的向心力，所以支持力大于重力，C对；水平位置，提供向心力的只能是底板给的摩擦力，竖直方向合力为零（否则就会做变速圆周运动），所以舱底板对乘客的支持力等于乘客所受重力，D对。

9．BD  【解析】连线电子受到的电场力从A指向B，所以电场方向向左从B指向A，所以选项A错、B正确；从图像可以看出B点附近电场线更加密集，所以电场力更大。电子从A向B运动的过程中，电场力就是合外力，故加速度越来越大，C错；电子从A向B运动的过程中，动能增加，消耗了电势能，所以电势能减少，D对。

10．ABD  【解析】由图可得在负半轴电场方向指向负方向，在正半轴电场方向指向正方向。沿电场方向电势逐渐降低，所以O点电势最高，A对；由对称性可知与等势，由可知电子在与处电势能相等，B对；电子经过O点时，电场强度为0，所以所受电场力为0，加速度最小，C错；由于与等势，电场力做功为0，由动能定理知动能变化量为0，考虑到在运动过程中速度不可能减到0，所以速度不可能反向，D正确。（此图为等量正电荷连线的中垂线上电场强度的分布关系）

二、实验题（每空2分，第11题8分，第12题6分，共14分）

11．（8分，每空2分）（1）AC（选不全得1分，错选不选0分）

（2）5.285.44

（3）纸带与计时器之间有摩擦，空气阻力等，言之有理即可

【解析】（1）打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，以减小纸带与打点计时器之间的摩擦，选项A正确；打点计时器就是计时仪器，则不需要秒表测重物下落的时间，选项B错误；选用的重物的密度和质量大些，有利于减小误差，选项C正确，D错误；

（2）纸带上打下点3时的速度

此时重物的动能

从打下点0至打下点3的过程中重物的重力势能减少量

（3）实验中由于需要克服各种阻力做功，机械能减少。

12．（6分，每空2分）（1）B  （2）4.700  （3）

【解析】（1）滑动变阻器的最大阻值小于该样品的电阻，需要采用分压式接入电路才能精确测量，样品的电阻相对电压表属于小阻值电阻，伏安法采用电流表外接可以减小误差，故B正确；

（2）螺旋测微器的分度值为，需要估读到下一位，其示数

（3）根报电组定律，可得浅样品材科的电阻率。

三、解答题（共42分）

13．（14分）【解析】（1）（4分）小球做平抛运动，在竖直方向上的分运动为自由落体运动，

由得：小球在空中飞行的时间为：。

（2）（5分）小球在水平方向上做匀速直线运动，得小球水平飞行的距离为：。

（3）（5分）小球落地时的竖直速度为：，

所以，小球落地时的速度为：，

，方向与水平方向的夹角为向下。

1．14分【解折11（5分）物块在点B时，由牛领第二定律得

联立解得物块在B点动能：

物体从A至B的过程中，根据物块与弹簧系统的机械能守恒，

弹簧的弹性势能，即：

（2）（5分）物体到达C点仅受重力，根据牛顿第二定律有

物体从B点到C点只有重力和摩擦力做功，根据动能定理

所以物体从B点运动至C点克服摩擦力做的功为

（3）（4分）物体离开轨道后微平抛运动，仅有重力做功，根据机械能守恒定律有，解得：

15．（14分）【解析】（1）（4分）小球下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：，

代入数据得：，当S断开时，极板电势差即为电源电压U

由平衡条件得，代入数据得：

（2）（6分）当S闭合时，带电小球做类平抛运动，

水平方向：，竖直方向：，又，代入数据得：

对带电小球，由牛顿第二定律：，其中，代入数据得：

当S闭合，时，和串联，电容器与并联，两端电压

根据串联分压：，代入数据得：

（3）（4分）当S闭合，时，同理串联分压：，

电容器电压，

对小球，由牛顿第二定律得，其中，代入数据联立得：

对带电小球类平抛运动分析，竖直方向：

联立求解：，即，带电小球恰好从右侧权板边缘飞出。