湖北省部分市州2022-2023学年高一下学期期末联合调研考试物理试题

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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、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题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. 如图所示，甲、乙两位滑冰运动员相隔一定距离站立在水平冰面上，然后伸出双掌水平相抵且稍微发力，若甲、乙两位运动员此后分别向相反的方向运动。则( )

A. 甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力
B. 甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对平衡力
C. 冰面对甲、乙两位运动员的摩擦力大小相等
D. 冰面对甲、乙两位运动员的摩擦力均做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A B．甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力，大小相等，故AB错误；
C．冰面对甲、乙两位运动员的摩擦力为滑动摩擦力，根据
因为不知甲乙两运动员的质量以及与冰面间的动摩擦因数，因此不能判断两个摩擦力的大小，故C错误；
D．冰面对甲、乙两位运动员的摩擦力方向和两运动员的位移方向相反，都做负功，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，在地面上空两水平虚线区域内存在水平向右的匀强电场，带正电荷的小球从匀强电场上方的O点由静止释放，不计空气阻力，以O点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系。则小球在落地前的运动轨迹可能是( )

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球初始做自由落体运动，速度方向竖直向下，当带正电荷的小球进入水平向右的匀强电场区域后，小球受到水平向右的电场力和竖直向下的重力，合力的方向向右偏下，速度和合力的方向不在同一条直线上，小球做曲线运动，轨迹应夹在速度方向和合力方向之间，轨迹上凹；出电场区域后，小球受到的重力方向竖直向下，与速度的方向仍然不在同一条直线上，小球依然做曲线运动，但轨迹向下凹，选项C正确。
故选C。
3. 2022年8月5号，我国出口印尼的高速动车组正式启用，中国的“名片”再一次“走出去”。如图1甲、乙两列动车在两平行直轨道上行驶，时刻两车车头刚好平齐，两动车的速度-时间图像如图2所示，则下列说法正确的是( )

A. 时，甲、乙两车加速度相同B. 时，甲、乙两车车头恰好平齐
C. 0～t1内，乙车行驶的距离比甲车大D. 0～t1内，乙车加速度始终比甲车大
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像的斜率越大，加速度越大；时，乙车的斜率大，所以乙车加速度大，A错误；
BC．图线与坐标轴所围的面积越大，位移越大；0～t1内，乙车图线的面积大，乙车行驶的比甲车大，在时，乙车在前，甲车在后，B错误，C正确；
D．0～t1内，乙车图像的斜率先比甲车大，后比乙车小，所以乙车加速度先比甲车大，后比乙车小，D错误。
故选C。
4. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为，内阻为，变阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 改装为0.6A量程的电流表，选择图甲，
B. 改装为0.6A量程的电流表，选择图乙，
C. 改装为15V量程的电压表，选择图甲，
D. 改装为15V量程的电压表，选择图乙，
【答案】D
【解析】
【详解】AB．改装为0.6A量程的电流表，需要并联一个电阻，选择图甲，根据欧姆定律有
解得
AB错误；
CD．改装为15V量程的电压表，需串联一个电阻，选择图乙，根据欧姆定律有
解得
C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，一平行板电容器的两极板水平放置，在下极板上叠放一定厚度的金属板。平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连(图中未画)，若将金属板移出，则电容器( )
A. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度变小B. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
C. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变小D. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
【答案】A
【解析】
【详解】金属棒在电容器极板间处于静电平衡状态，若将其移出，相当于两板间的距离增大，根据
可知，极板间的电场强度减小。根据
可知电容C减小，根据
可知极板上的电荷量减小。
故选A。
6. 港珠澳大桥的人工岛创新围岛填土在世界范围内首次提出深插式钢圆筒快速成岛技术，1600t起重船“振浮8号”吊起巨型钢筒直接固定在海床上插入到海底，然后在中间填土形成人工岛，如图甲，每个圆钢筒的直径为22.5m，高度为55m，质量为550t，由若干根特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒。某次试吊将一个圆钢筒吊在空中，每根绳与竖直方向的夹角为30°，如图乙所示，每根绳所能承受的最大拉力为，图乙中仅画出两根起吊绳，则至少需要多少根绳子才能成功起吊(，)( )

A. 7根B. 8根C. 9根D. 10根
【答案】B
【解析】
【详解】设n根绳拉力在竖直方向的分矢量和与重力大小相等、方向相反。则
由题知

得
即至少需要8根绳子才能成功起吊。
故选B。
7. 已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零。一个质量均匀分布的半径为的球体对离球心处的物体引力为。若把该物体移到球体外面，球体对该物体的引力仍为，此时物体距离球心的距离为( )(球体的体积公式为，其中为球体半径)

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】球体的半径为R，则质量
半径为的球体的质量为
由题意可知
解得
故选A。
8. 2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是( )

A. 图中两阴影部分的面积并不相等
B. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大
C. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器在P点减速
D. 探测器在P点的加速度小于在N点的加速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律可知探测器在同一轨道上相等时间内与火星的连线扫过的面积相等，但是图中两阴影部分不在同一轨道，则面积不相等，故A正确；
B．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器的轨道半长轴变小，根据开普勒第三定律可知周期变小，故B错误；
C．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器做向心运动，故探测器在P点减速，故C正确；
D．根据牛顿第二定律
可得
可知探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，矩形ABCD四个顶点各固定一个点电荷，电荷量相等，O点是矩形对角线的交点，为钝角，其中A、B两点固定的点电荷所带电荷量为，C、D两点固定的点电荷所带电荷量为，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是( )

A. O点电场强度为零B. O点电势为零
C. 移走B处点电荷，O点电场强度一定减小D. 移走B处点电荷，O点电势一定降低
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据等量同种电荷电场分布特点可知，A、B两等量正点电荷在O点合电场强度方向垂直AB向下，C、D两等量负点电荷在O点合电场强度方向垂直CD向下，则O点电场强度不为零，方向垂直CD向下，故A错误；
B．取无穷远处电势为零，根据等量异种电荷中垂线为一等势线，且中垂线上所有点的电势均为0，由于O点是A、C和B、D两组等量异种电荷的中点，则O点电势为零，故B正确；
C．A、C两等量异种电荷在O点合电场强度方向由O指向C，B、D两等量异种电荷在O点合电场强度方向由O指向D，由于为钝角，所以移走B处点电荷，O点电场强度不一定减小，故C错误；
D．由于B处为正点电荷，则B处正点电荷产生电场在O点的电势大于0，可知移走B处点电荷，O点电势一定降低，故D正确。
故选BD。
10. 2021年中国选手胡旭威在第50届世界体操锦标赛上赢得男子单杠、双杠两项冠军，成为世锦赛双冠王，已知运动员重心到手支撑点的距离为L，运动员在竖直面内做圆周运动，其重心在最高点时的速度为，与单杠间的弹力大小为，其图像如图乙所示，则( )

A. 当地的重力加速度大小
B. 运动员的质量为
C. 时，在最高点单杠对运动员的弹力向下
D. 时，在最高点单杠对运动员的弹力为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图乙可知，当时，；此时运动员重力提供向心力，则有
可得当地的重力加速度大小为
故A正确；
B．由图乙可知，当时，；此时运动员的重力和支持力平衡，则有
可得运动员的质量为
故B错误；
C．当时，运动员在最高点所受的重力不足以提供向心力，此时单杠对运动员的弹力表现为拉力，即单杠对运动员的弹力向下，故C正确；
D．由图乙可知，当时，在最高点单杠对运动员的弹力为，故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律：气垫导轨放在桌面上，导轨上放有滑块，滑块有遮光片。图中A、B是两个光电门，光电门与数字毫秒计相连。实验器材还有轻质且无弹性的细绳，硅码，硅码盘等。重力加速度g为已知量。

实验步骤如下：
(1)已测量并记录了滑块及遮光片总质量M、硅码和硅码盘的总质量m，实验开始之前，还需要测量和记录的物理量有______。
A．遮光片宽度d
B．两光电门之间的距离L
C．滑块从光电门A到光电门B所用时间t
(2)把气垫导轨调整到水平：打开气泵电源，气泵正常工作。放上滑块，轻推一下，让滑块在气垫导轨上运动起来，若经过光电门A的时间大于经过光电门B的时间，则需调高气垫导轨的______端(选填“左”或“右”)才可使气垫导轨水平。
(3)跨过滑轮的细线一端连接滑块，另一端连接硅码盘。静止释放滑块，在细线拉力作用下滑块加速运动起来。记录下遮光片经过A、B两个光电门的时间分别为和。根据实验得到的数据，如果在误差范围内关系式______成立，则验证了机械能守恒定律。
【答案】 ①. AB ②. 右 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]滑块经过光电门A时滑块的速度
滑块经过光电门B时滑块的速度
M和m组成的系统机械能守恒，则
即
所以已测量并记录了滑块及遮光片总质量M、硅码和硅码盘的总质量m，实验开始之前，还
遮光片宽度d、两光电门之间的距离L。
故选AB。
(2)[2]若经过光电门A的时间大于经过光电门B的时间，说明滑块做加速运动，气垫导轨的右端低，应该调高气垫导轨的右端才可使气垫导轨水平。
(3)[3]由以上分析可知如果在误差范围内关系式
则验证了机械能守恒定律。
12. 在“测量金属丝电阻率”的实验中，某同学利用图甲所示电路测量金属丝的电阻，实验中所用电表均可视为理想电表。实验步骤如下：

(1)闭合开关和前，使滑动变阻器滑动触头位于______(选填“最左端”、“ 中间”或“最右端”)；
(2)先后闭合开关、，调节滑动变阻器，使电压表和电流表均有较大偏转，但不超过量程，记录此时电压表示数，电流表示数。再断开开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为，电流表示数如图乙所示，则______A；
(3)根据实验数据计算被测的金属丝的电阻为______(结果保留两位有效数字)；
(4)现测得金属丝的长度为，用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图丙所示，其读数应为______(该值等于多次测量的平均值)；
(5)根据以上实验数据可以计算出金属丝电阻率为______(结果保留一位有效数字)。
【答案】 ①. 最左端 ②. 0.140 ③. 5.0 ④. 0.400 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]为了保证电路中器材的安全，开关闭合前应使电表的数值最小，则应使滑动变阻器的滑动触头位于最左端。
(2)[2]图中电流表的量程为；可知电流表示数为。
(3)[3]根据欧姆定律可得
联立解得
(4)[4]图中螺旋测微器的读数为
(5)[5]根据电阻定律有
，
解得
13. 如图所示，半径的四分之一圆弧形粗糙轨道竖直放置，圆弧最低点与水平面相切于点，点距离地面的高度为。质量的小滑块从圆弧上与圆心等高的点由静止释放，小滑块经过点时对轨道压力大小为。不计空气阻力，取。求：
(1)小滑块落地点与B点水平距离的大小；
(2)小滑块克服轨道摩擦力做的功。

【答案】(1)1.2m；(2)4.5J
【解析】
【详解】(1)滑块经过B点时
解得
滑块做平抛运动，则
解得
x=1.2m
(2)从D到B由动能定理
解得小滑块克服轨道摩擦力做的功
14. 如图，ABNM(Ⅰ区)、BCPN(Ⅱ区)是两个连续边长均为L的正方形区域，Ⅰ区存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E；Ⅱ区存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为2E。现以A为坐标原点，AC为x轴正方向，AM为y轴正方向建立如图所示直角坐标系。有大量质量为m，电荷量为q的带正电的粒子均匀分布在AM上，在电场力作用下由静止开始运动，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。求：
(1)从点处开始运动的粒子离开Ⅱ区域时的坐标及速度方向与x轴的夹角；
(2)从CP边飞出的粒子占所有粒子的百分比。

【答案】(1)，；(2)
【解析】
【详解】(1)从点处开始运动的粒子在Ⅰ区根据动能定理有
解得
粒子在Ⅱ区做类平抛运动，水平方向有
解得
竖直方向有
解得
则粒子离开Ⅱ区域时竖直方向距O点的距离
所以粒子离开Ⅱ区域时的坐标为。
速度方向与x轴的夹角
所以
即速度方向与x轴的夹角为。
(2)根据以上分析从P点射出的粒子出射点距O点距离为
即出射点距O点距离为资历恰好从P点射出，则从CP边飞出的粒子占据AM的一半，所以
15. 如图所示，倾角为37°的粗糙斜面底端通过一段光滑小圆弧与足够长的水平传送带平滑相接，传送带以v0=4m/s的恒定速率逆时针转动。质量为m=1.0kg的小滑块从斜面上A点由静止下滑，A点距离斜面底端的高度为h=9.6m，小滑块与斜面之间的动摩擦因数μ1=0.5，与水平传送带之间的动摩擦因数μ2=0.2，小滑块可视为质点，重力加速度大小g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)小滑块第一次到达斜面底端时的速度大小；
(2)小滑块第一次在传送带上的运动时间；
(3)小滑块在斜面上运动时产生的热量。

【答案】(1)8m/s；(2)9.0s；(3)72J
【解析】
【详解】(1)设小滑块第一次由静止到达斜面底端的速度为v1，根据动能定理有
解得
(2)小滑块在传送带上先向右做匀减速直线运动到速度为零，然后反向匀加速运动再匀速运动返回传送带的左端，小滑块在传送带上的加速度大小为
小滑块相对传送带滑动的时间为
小滑块匀速运动的距离为
小滑块匀速运动的时间为
小滑块在传送带上运动的时间为
代入数据解得
(3)小滑块第一次离开传送带时与传送带的速度大小相等，以后小滑块每次滑上传送带与离开传送带的速度大小相等，则从小滑块第一次滑上斜面到最终静止在斜面底端的过程，小滑块在斜面上运动的路程为s，则有
小滑块在斜面上运动产生热量为
联立解得