2022-2023学年河北省唐山市高一（下）期末物理试卷（含解析）

D.D.2：12022-2023学年河北省唐山市高一（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）金星是太阳系中距离地球最近的行星，其绕太阳公转的轨道为椭圆，关于地球和金星绕太阳运行，下列说法正确的是（）太阳位于金星轨道的几何中心金星在公转过程中速率保持不变在相同时间内，金星和地球与太阳的连线扫过的面积相等金星和地球轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值大小相等矩形线圈4BCD位于通电长直导线附近，如图所示，线圈与导线在 4 0同一平面内，线圈的两边与导线平行。在下列情况中，线圈中产生感应J电流的是（）线圈在纸面内沿导线方向向下运动 B线圈在纸面内沿导线方向向上运动线圈以4B为轴向纸面外转过90。线圈以直导线为轴向纸面外转过90。将一电荷量为q的试探电荷放置在电场中的某点，受到的电场力为关于电场中该点的电场强度，下列说法正确的是（）该点的电场强度大小为§若将试探电荷的电荷量加倍，该点的电场强度大小变为等若将试探电荷的电荷量变为-q,该点的电场强度的方向变为反向若将试探电荷移走，该点的电场强度变为0一辆汽车以恒定功率分别在甲、乙两平直路面上启动后，其u-t图像如图所示。设两次汽车行驶时所受阻力恒定，则在甲、乙两路面上汽车所受阻力大小之比为（）3：22：31：2

如图所示，质彘为m、电荷量为-q的物体静置于粗糙水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为“，水平地面上方存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E。使物体获得水平初速度％，则物体在地面上滑行的距离为()2卩Eq%( U %D.R2卩Eq%( U %D.Rd+Q

A: \N..+Q* W—Q.2n(mg-Eq) '2“(mg+Eq) '卩Eq四个定值电阻连成如图所示的电路。Ra.Rc的规格为“10V4"”，R,、Rd的规格为“101/20”。当把它们接入到电压为［/的电源两端时，其中功率最大的是()Ra B.Rb C.Rc正三角形的三个顶点上固定三个电荷量大小相等的点电荷，电性如图所示。。点为三角形的两条中线的交点，M、N两点分别是。点关于两腰的对称点。下列关于M、N、。三点的电势说法正确的是()(pN<q>0<fpM(Pm<(Po<Qn(Pm=〃nV(p0(Po<<Pm=(PN二、多选题(本大题共3小题，共18.0分)如图所示电路中，电源的电动势为3V,外部电路中三个电阻的阻值均为2。。当电键断开时，电阻&上通过的电流为0.504。则下列说法正确的是()电源内阻为2〃电源内阻为1。图图1 图2若闭合电键后，流过电阻&的电流为0・30A若闭合电键后，流过电阻/?2的电流为。・50人2023年5月31日5时47分，“神州十六号”飞船与“天宫”空间站成功对接，三名宇航员顺利进入空间站。已知“天宫”空间站绕地球运转的圆轨道半径为r,地球半径为&,地球表面处的重力加速度为g。则下列说法正确的是（）空间站绕地球运行的线速度大小为卩项空间站绕地球运行的加速度大小为擊空间站绕地球运行的角速度大小为帰空间站绕地球运行的周期大小为B若一长细管弯成如图所示形状且竖直放置，部分为半径为aB1.6m的四分之一圆周，BCD部分为半径为0.8m的圆周，为小圆周竖直直径的两个端点。将一光滑小球由管口4正上方某点无初速释放，使小球能够到达C点，且与细管内的上壁无相互作用。已知小球的直径略小于细管的内径，细管的内径远小于两部分圆孤轨道的半径，g取10m/s2,则小球释放的位置与B点的高度差可能为（）A.2.8m B.2.4m C.2.0m D.1.8m三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）某实验小组用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。在轻质定滑轮两侧通过轻绳连接质量分别为m】、皿的两个物体A和B，>m2»物体4上安装有遮光条，遮光条正下方固定一光电门。拉住物体B,测量遮光条与光电门之间的竖直距离为九。释放物体当物体4经过光电门时，数字计时器记录的挡光时间为t。使用游标卡尺测量遮光条的宽度d,读数如图2所示，则遮光条的宽度4= cm.则物体4经过光电门时的瞬时速度大小为 ；请用以上物理量写出该实验小组验证机械能守恒定律的关系式 <.(用题中所给符号表示)某实验小组用如图所示电路做“测量电源电动势和内阻”的实验，实验步骤如下：将滑动变阻器滑片置于 端(填“最左”或“最右”)，开关S2拨到1，闭合开关&调整滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压和电流的数据，断开S】；将得到的数据在坐标系中描点连线，得到图线Q,则电阻&的阻值为 0：将开关S2拨到2,闭合开关S］；调整滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压和电流的数据，断开Si；将得到的数据在坐标系中描点连线，得到图线b,则电源电动势E= V,内阻r= Qo四、简答题(本大题共3小题，共38.0分)1798年，卡文迪什改进了约翰米歇尔所设计的扭称，对万有引力常量进行了精确测量,并通过测量的值算出了地球的质量，被称为“称量地球第一人"。己知地球半径为R,引力常量为G。若己知地球表面的重力加速度g,不考虑地球的自转，请推导地球的质量的表达式；若己知某近地卫星绕地球转动的周期为T,其圆轨道的半径可认为与地球半径相等，半径为r的球体的体积为：江了3,求地球的平均密度。如图所示，初速度为零的带电粒子经竖直平行板间的电场加 U2速后，沿中线进入水平平行板间的电场，恰好从水平平行板下边■

缘飞出，己知带电粒子的电荷量为q,质量为m,竖直平行板间电压为S；水平平行板间电压为％间距为d,不计粒子的重力，求：带电粒子刚进入水平平行板间时的速度；水平平行板的长度；带电粒子从水平平行板间飞出时的动能。15.如图为苹果自动分拣装置的示意图，该装置在工作时，左侧传送带以v0=2m/s的速度顺时针转动。依次将大小不同的苹果由传动带的左侧无初速释放，当苹果滑上光滑的托盘称上时，托盘称向下挤压压力传感器Ri，Ri的电阻阻值随压力的增大而减小。当压力大小大于、等于设定值时，电磁铁吸引分拣板与下通道连接，小于设定值时，分拣板与上通道连接，分拣板厚度不计。已知苹果与传送带间的动摩擦因数“]=0.2,与分拣板和上下通道间的动摩擦因数“2=0.25,传送带长L=2m,小苹果在通道上滑行的距离为I.=0.28m,大苹果在通道上滑行的距离为l2=0.92m,分拣板的转轴。位于上下水平通道的中线上，重力加速度g取10m/s2o不计苹果经过传送带、托盘称、分拣板和上下通道的衔接点时的能量损。求苹果在传送带上运动的时间；如果某个苹果的质量为0.4kg,求此苹果与传送带摩擦产生的热量；求上下通道间距与分拣板长度的比值。6.6.【答案】D3.3.【答案】A答案和解析【答案】D【解析】解：4金星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳位于金星轨道的一个焦点上，故A错误；8金星在公转过程中速率是变化的，在近日点速率最大，远日点速率最小，故8错误；C.根据开普勒第二定律可知：在相同时间内，金星与太阳的连线扫过的面积相等，故C错误；。.根据开普勒第三定律可知：金星和地球轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值大小相等，故。正确。故选：Do开普勒定律：1、 椭圆定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。2、 面积定律：行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等。3、 调和定律：所有行星绕太阳公转轨道半长轴的立方与周期的平方比值相同。本题主要考查开普勒定律的理解与应用。熟记并理解开普勒定律是解题关键。2.【答案】C【解析】解：AB.线圈在纸面内沿导线方向向下或向上运动时，穿过线圈的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故错误；C、线圈以为轴向纸面外转过90。时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故C正确；。、线圈以直导线为轴向纸面外转过90。，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故。错误。故选：Co产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化，分析线圈中的磁通量是否变化，判断有无感应电流产生。解决本题的关键要掌握感应电流的产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，而磁通量可根据磁感线条数判断。【解析】解：将一电荷量为q的试探电荷放置在电场中的某点，受到的电场力为F,根据电场强度定义可知£=电场强度只由电场自身决定，与试探电荷的电荷量和受力无关，若将试探电荷的电荷量加倍，该点的电场强度大小仍为§由于电场强度的方向与试探电荷+q受电场力方向相同，与-q受电场力方向相反，故将试探电荷的电荷量变为-q，该点的电场强度的方向不变；若将试探电荷移走，该点的电场强度仍为%故A正确，BCD错误。故选：刀。电场强度是描述电场本身性质的物理量，是由电场本身决定的，与试探电荷的电量以及试探电荷受到的电场力无关，由F=Eq求出电场力。电场强度是描述电场本身性质的物理量，是电场中最重要的概念之一，关键要掌握其定义式和方向特征。【答案】B【解析】解：汽车的功率恒定为P,速度最大时F=f,根据P=Fv可知阻力之比等于最大速度的反比，即甲、乙两路面上汽车所受阻力大小之比为2=甕=§故ACZ)错误，8正确。故选：B。汽车以恒定功率启动，根据功率P=Fv即可求解。本题考查机车启动，解题关键是知道机车速度最大时加速度等于零。【答案】B【解析】解：由于电场力竖直向下，设物体在地面上滑行的距离为x,则由动能定理有一卩(Eq+mg)x=0-加诺解得_m诺X~2fi(mg+Eq')故选：物体在地面上滑行的过程，根据动能定理求解滑行的距离。本题考査了动能定理，解题时要注意摩擦力不是印ng,还应当考虑竖直方向的电场力。8.8.【答案】AC【解析】解：四个灯泡的额定电压相等，4C的额定功率为4"、B0的额定功率为20,根据&=牛可知/<4=Rc<Rb=Rd因流过以、电流相等，根据P=l2R可知PD>Pa因心、Rc电阻两端电压相等，根据P=*可知Pc>PbR因&、&C电阻相等，Ia>【C，根据P=I2R可知Pa>Pc即Pd>Pa>Pc>Pb，功率最大的电阻是Rd，故D正确、ABC错误。故选：0。根据电路的连接情况、结合电功率的计算公式分析功率最大的电阻。本题主要是考查电功率的计算，解答本题的关键是弄清楚电路的连接情况、掌握电功率的计算公式。7.【答案】4【解析】解：依题意，M、N两点分别是。点关于两腰的对称点，则M、N、。三点到正三角形顶角处的距离相等，根据点电荷周围空间电势的分布，可知顶角处点电荷在M、N、。三点的电势关系为Qmi=<Pni=001正三角形两底角处的点电荷为等量异种点电荷，可知M、N、。三点在该等量异种点电荷电场中的电势关系为伽2>屮02>?N2根据电场中电势的叠加，可知M、N、。三点电势关系为0M>0O>0N，故A正确，BC。错误。故选：4。根据电场中电势的叠加来判断三点电势的高低。本题考査了电场的叠加，电势是标量，根据电势的叠加来判断，关键要清楚各个点电荷产生的电势高低判断。【解析】解：AB.根据题意，当电键断开时，由闭合电路的欧姆定律有I=—-—代入数据解得r=2/2,故A正确，8错误：CD、若闭合电键，电阻/?2与/?3并联后与&及电源内阻串联，可得电路的总电阻为R总=（%+「）+借由闭合电路的欧姆定律有可知干路电流为0.6A,而电阻/?2与&3阻值相等，根据并联电路的特点可得=：XO.6A=O.3A,故C正确，O错误。故选：AC.闭合电键前后，根据闭合电路的欧姆定律和电阻的串并联关系列式求解。本题考查了闭合电路的欧姆定律，关键要清楚电阻的串并联关系，计算要认真。9.【答案】AB【解析】解：忽略地球的自转，物体在地球表面受到的重力等于万有引力Mm可得GM=gR2AB、据万有引力作为向心力可得Mm—=Mm—=ma联立GM=g/?2可得解得”=厝q=<,故AB正确；CD、据万有引力作为向心力可得G*=mra)2=mr*联立GM=g/?2可得解得3辛T=J蔡’故CD错误。故选：AB.空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和万有引力定律相结合列式分析。本题考查万有引力定律和黄金代换公式GM=gRj关键要抓住万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两条思路，并能灵活选择向心力公式。【答案】CD【解析】解：小球到达C点时，与细管内的上壁无相互作用，由牛顿第二定律得：rbc代入数据解得：<2yTlm/s小球到达C点的条件为％>0设小球释放的位置与B点的高度差为九，小球从释放到C点，由动能定理得：mg(h-2RBC}=\mvl代入数据解得：1.6m<h<2.0m故C£>正确，AB错误。故选：CD。小球到达。点时速度应大于或等于零，小球与细管内的上壁无相互作用，可能只受重力或受到下壁的弹力，根据牛顿第二定律求解小球在。点速度的取值范围，根据动能定理求解小球释放点的咼度。本题考查竖直面内的圆周运动和动能定理，解题关键是知道竖直面内的轨道模型中到达最高点的条件，结合动能定理分析即可。(答案】2.37¥ -m2)gh=|(m1+m2)(y)2【解析】解：(3)根据游标卡尺的精度为0.1mm可知，遮光条的宽度d=23mm+0.1x7mm=23.7mm=2.37cm(4)物体A经过光电门时的瞬时速度大小可由遮光条通过光电门的平均速度代替，即实验验证系统重力势能的减少量与系统动能的增加量相等，即(皿一m2)gh=§(屿+m2)(^)2故答案为：(3)2.37；(4)?；(屿一7712)9/1=?(屿+血2)(?)2根据游标卡尺的精度读数；物体A经过光电门时的瞬时速度大小可由遮光条通过光电门的平均速度代替，结合机械能守恒定律分析解答。解决本题的关键掌握实验的原理，知道用光电门测速度的方法，注意游标卡尺的读数方法。12.【答案】最左231【解析】解：(1)开关闭合前，将滑动变阻器调到最大阻值处，即滑片置于最左端；(3)根据图像斜率可知定值电阻为珞=?=渤=2。(6)根据闭合电路欧姆定律有E=U+I(r+R1)变形可得U=E-I(r+卅)根据图像的斜率与截距可知E=3V『=芬一&=普。-2。=侦故答案为:(1)最左；(2)2；(3)3,1开关闭合前，将滑动变阻器调到最大阻值处，保护电路；根据图像解得电阻；根据闭合电路欧姆定律结合图像斜率与截距解答。解决本题的关键是掌握测量电源电动势和内阻的实验原理，运用闭合电路欧姆定律分析，以及会运用图象法直观求出电源的电动势和内阻。

13.【答案】解:(1)根据万有引力和重力的关系可得：竇=mg解得地球的质量为：M=整；G(2)卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有：譬学解得M=根据密度计算公式可得：p=3,其中V=^nR3已知某近地卫星绕地球转动的圆轨道的半径可认为与地球半径相等，即r=R联立解得地球的平均密度：P=溢。答：(1)地球的质量的表达式为维；G(2)地球的平均密度为爲。【解析】(1)根据万有引力和重力的关系求解地球的质量：(2)卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力结合密度的计算公式求解地球的平均密度。本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面,忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。14.【答案】解：(1)设带电粒子刚进入水平平行板间时的速度大小为％,根据动能定理可得：qS=解得:%*解得:%*(2)设水平平行板的长度为，粒子在偏转电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律可得:捉=沁其中3理，T联立解得：L=/警辺；(3)设带电粒子从水平平行板间飞出时的动能为珏，从开始到离开偏转电场，根据动能定理可得:qU1+^qU2=Ek-0解得：飯=衣1+%〃2。答:(1)带电粒子刚进入水平平行板间时的速度大小为(2)水平平行板的长度为(3)带电粒子从水平平行板间飞出时的动能为qS+fq%。【解析】(1)带电粒子在电场中加速过程中，根据动能定理求解带电粒子刚进入水平平行板间时的速度;粒子在偏转电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律进行解答；从开始到离开偏转电场，根据动能定理求解带电粒子从水平平行板间飞出时的动能。本题考查了带电粒子在电场中的加速和偏转，掌握处理类平抛运动的方法，知道粒子在垂直电场方向和沿电场方向的运动规律，结合动能定理、牛顿第二定律和运动学公式综合求解。15.【答案】解：(