湖北省新高考联考协作体2021-2022学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-02 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点为一边长为 $6 c m$ 的正三角形三个顶点，其电势分别为 $6 V$ 、 $2 V$ 和 $4 V$ 。则该匀强电场强度大小为（）

A、 $\frac{2}{3} V / c m$ B、 $\frac{1}{3} V / c m$ C、 $\frac{4}{3 \sqrt{3}} V / c m$ D、 $\sqrt{\frac{7}{9}} V / c m$

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2. 一轻质绝缘细线一端固定在O点，另一端系一带电量大小为q质量为m的小球静止悬挂放置在平行板电容器 $A B$ 间，如图所示，细线与竖直方向夹角 $θ = 60 °$ ，细线、小球在竖直平面内即纸面内，A、B两板平行正对倾斜放置，且与纸面垂直、与细线平行。两板带等量异种电荷，若电容为C，极板间距为d，静电力常量为k，重力加速度为g。则电容器所带电量为（）

A、 $\frac{\sqrt{3} m g d^{2}}{2 k q}$ B、 $\frac{m g C d}{2 q}$ C、 $\frac{\sqrt{3} m g C d}{2 q}$ D、 $\frac{\sqrt{3} m g d^{2}}{8 k q}$

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3. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，使重物离开地面 $30 c m$ 后悬停空中，然后由静止释放，不计空气阻力，重物自由下落把地面砸深 $2 c m$ 。已知重物的质量为 $50 k g$ ， g取 $10 m / s^{2}$ 。则重物对地面的平均冲击力是（）

A、 $8000 N$ B、 $8100 N$ C、 $8180 N$ D、 $8300 N$

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4. 如图甲所示，将一灵敏电流表G作为表头通过并联一个电阻R改装成一个量程为 $0.6 A$ 的电流表，R又称分流电阻。已知电流表G的内阻 $R_{g} = 100 Ω$ ，满偏电流 $I_{g} = 1 m A$ ，原表头刻度盘如图乙所示。下列对电流表的改装理解正确的是（）

A、当指针指示原表头上的刻度读数“ $0.25 m A$ ”时，表示改装电流表所测电路电流为“ $0.20 A$ ” B、通过表头中的电流与分流电阻R中的电流之比总是1∶600 C、改装的电流表量程虽然变大了，但通过表头的最大电流并没有增加 D、当所测电路总电流为 $0.40 A$ 时，通过分流电阻的电流大小根据题目条件是不可求出的

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5. 如图，真空中水平放置的两平行正对金属板构成一电容器，上板带正电，下板带等量的负电荷。氘原子核 $_{1}^{2} H$ ，符号D，其质量是质子质量的2倍，带正电，电荷量与电子电荷量相同： $α$ 粒子是氦原子核 $_{2}^{4} H e$ ，其质量是质子质量的4倍，带正电，电荷量是电子电荷量的2倍。现在一氘核从平行板电容器上极板左侧边缘a点靠近极板与板平行方向射入板间，恰好落在下板中点A，落在A点时速度与水平方向夹角为 $θ_{D}$ ；另一 $α$ 粒子从电容器左侧两板中间b点与板平行方向射入板间，恰好到达下极板右端B点，到达B点时速度方向与水平方向夹角为 $θ_{α}$ 。不计粒子重力。则两角度的正切值之比 $t a n θ_{D} ： t a n θ_{α}$ 为（）

A、2∶1 B、4∶1 C、8∶1 D、16∶1

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6. 有一质量为m、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为 $2 R$ 的地方有一质量为 $m^{'}$ 的质点。现从m中挖去半径为 $\frac{1}{2} R$ 的球体，其球心 $O^{'}$ 在O与 $m^{'}$ 的连线间距 $m^{'}$ 为 $\frac{3}{2} R$ ，如图所示。则剩余部分对 $m^{'}$ 的万有引力为原来的多少倍（）

A、 $\frac{2}{9}$ B、 $\frac{4}{9}$ C、 $\frac{7}{9}$ D、 $\frac{7}{8}$

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7. 中国女足近年来在国际赛场上取得了不错的战绩。如图甲是女足队员谭茹殷在里约奥运会上演40米开外惊天吊射。现为研究问题方便，进行如下处理，忽略空气阻力，不计足球体积大小，足球质量为450克，运动过程看成是斜抛运动，如图乙，足球从A点踢出，经最高点B落地C点， $A B$ 段与 $B C$ 段运动具有对称性， $B C$ 段运动可看作平抛运动， $A C = 40 m$ ，最高点B距地面高度 $h = 10 m$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。根据题目信息，则谭茹殷这一脚将足球踢出时对足球做的功为（）

A、 $45 J$ B、 $90 J$ C、 $180 J$ D、 $225 J$

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二、多选题

8. 如图，一不带电的金属球壳Q放在绝缘支架上，现在Q的右侧放置一带负电不计体积大小的小球A，同样放在绝缘支架上。M、N两点为A球与球壳Q的球心O连线上的两点，均在球壳内部，分别在球心O的左、右两侧关于O点对称。由于静电感应，球壳Q的左右两侧分别带上等量异种电荷。有关现象描述正确的是（）

A、感应电荷在M点产生的电场强度向左，在N点产生的电场强度向右 B、感应电荷在M点产生的电场强度比N点要小 C、M，O，N三点的合场强均为0，但由于N点离带电小球A较近，故N点电势较另两点要低 D、若有人用手在金属球壳Q的上侧摸一下后分开，则球壳Q的左侧将不带电

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9. 如图所示，图中虚线是某一电场区域的等势面分布，各等势面上的电势值已在图中标出。实线为某一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，从P点运动到Q点。关于该段运动过程，下列描述正确的是（）

A、该粒子可能带正电 B、粒子作加速度增加的减速运动 C、该带电粒子的电势能不断增加 D、该电场可能是真空中一孤立点电荷产生的电场

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10. 如图，电容器与电源连接，两极板竖直平行正对放置，左极板A接地且与电源正极相连，极板间P点固定一负点电荷。现将开关S闭合，电路稳定后再断开S，然后把A极板稍向左平移，则下列说法正确的是（）

A、电容器的电容将变小 B、电容器极板间的电场强度将变小 C、P点电势将降低 D、P处电荷的电势能将变大

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11. 如图所示，一倾斜粗糙传送带上放有一物块，不管传送带顺时针转动带着物块沿皮带向上运动，还是传送带逆时针转动带着物块沿皮带向下运动，物块总能保持相对皮带静止而不滑动，不计空气阻力。当物块在皮带带动下沿皮带作以下各种运动时，说法正确的是（）

A、向上加速运动时，物块一定受三个力作用 B、向下加速运动时，物块一定受三个力作用 C、向上加速运动时，皮带一定对物块做正功 D、向下加速运动时，皮带对物块一定做正功

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三、实验题

12. 如图甲装置，利用该装置可测出当地的重力加速度。A是一位置固定的电磁线圈，通电时能将小铁球B吸住，断电时将释放小球B，B将作自由落体运动，依次穿过P、Q两光门，当小球通过P门时，与之连接的计时器启动开始计时，当小球通过Q门时，计时器停止计时，计时器显示屏上将显示出小球经过 $P Q$ 间的时间t，并用刻度尺测出 $P Q$ 间的竖直距离h。保持Q及A的位置固定，将P门在竖直方向上且在A下方Q门上方区间移动，改变h，重复操作，测出对应的t。测出多组h、t。小球每次从P到Q都是做匀加速直线运动，可逆向看成从Q到P以相同的初速做匀减速直线运动，根据位移时间公式可以写出h与t的函数关系，再变形可以得出 $\frac{h}{t}$ 与t的函数关系式。并以 $\frac{h}{t}$ 为纵轴，t为横轴，建立如图乙坐标系，将实验中的数据作出图像与横、纵坐标轴截距分别为a、b。由图像对照 $\frac{h}{t}$ 与t的函数关系式可以求出，当地的重力加速度 $g =$ ，由于Q固定，小球每次下落经过Q门时的速度 $v_{Q}$ 是相同的，根据图像也可得出 $v_{Q} =$ 。

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13. 某物理兴趣小组无意间得到一似金属又似塑料材质的细丝线，丝线横截面为圆形。现为研究其导电性能，测其电阻率，提供如下实验器材：
A．直流电源（电动势 $6 V$ ，内阻可忽略不计）
B．电压表 $V_{1}$ （量程 $15 V$ ，内阻为 $15 k Ω$ ）
C．电压表 $V_{2}$ （量程 $3 V$ ，内阻为 $3 k Ω$ ）
D．电流表 $A_{1}$ （量程 $0.6 A$ ，内阻为 $0.5 Ω$ ）
E．电流表 $A_{2}$ （量程 $100 m A$ ，内阻为 $10 Ω$ ）
F．电流表 $A_{3}$ （量程 $10 m A$ ，内阻为 $100 Ω$ ）
G．滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值为 $20 Ω$ ，允许流过最大电流 $1 A$ ）
H．滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值为 $100 Ω$ ，允许流过最大电流 $0.5 A$ ）
I．多用电表（欧姆挡位可正常使用，其他挡位不明）
J．开关、导线若干
K．游标卡尺（50分度）、毫米刻度尺
实验过程如下：

(1)、游标卡尺测量物体的长度就是游标卡尺主尺上的“0”刻度线与游标尺上的“0”刻度线之间的距离，而50分度游标卡尺游标尺上每一小格的长度为 $0.98 m m$ 。小组成员甲用游标卡尺测丝线直径，没有说明测得是多少，只是告诉用50分度游标卡尺测量时，游标尺上第38刻度线与主尺上 $3.9 c m$ 刻度线对齐，游标尺上起始刻度线为第0刻度线。则该同学测得丝线直径 $d =$ mm。

(2)、小组成员乙首先用多用电表欧姆挡位粗测其电阻，操作步骤正确，两表笔接细线两端，选用倍率“ $\times 100$ ”，欧姆表指针位置如图中a所示，应该重新选择倍率（选择填写“ $\times 1 K$ ”、“ $\times 10$ ”或“ $\times 1$ ”）。再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图中b位置所示，则测得电阻为 $Ω$ 。

(3)、为了较准确测量该丝线的电阻，小组成员丙准备采用伏安法测量电阻，测量电路图如下图所示，同样将细丝两端接入电路， $R_{x}$ 表示待测丝线。为使测量过程中各电表读数均能在满偏 $\frac{1}{3}$ 以上，并几乎能同时接近满偏，电压表应选用，电流表选用，滑动变阻器选用。（选择填写器材前面的序号，填写元件符号及其他内容均不得分）

(4)、若某次测得电压表读为U、电流表读数为I，电压表内阻用 $R_{V}$ 、电流表内阻用 $R_{A}$ 表示，则所测电阻准确值表达式为 $R_{x} =$ （不代数值，仅用给定字母表达）。采用电流表内接对实验结果影响。（选择填写“有”或“无”）
同时用毫米刻度尺测出丝线接入电路中的有效长度L，根据电阻定律即可求出该丝线的电阻率。

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四、解答题

14. 如图所示，电源电动势 $E = 6 V$ ，内阻 $r = 1 Ω$ ；灯泡L规格“ $5 V$ ， $1 W$ ”；电动机M内阻 $1 Ω$ 。现合上开关S，灯泡正常发光、电动机正常工作。求：

(1)、电源的输出功率P；

(2)、电动机的工作效率 $η$ 。

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15. 如图所示，在某一真空区域存在三个相邻且有理想边界的与纸面平行的匀强电场，Ⅰ区两竖直边界间距为L，匀强电场水平向左，场强大小为E；Ⅱ区匀强电场竖直向下，大小未知，两竖直边界间距也为L，上下方电场分布区间足够大；Ⅲ区匀强电场大小也为E，方向与竖直方向成 $30 °$ 斜向右上方，电场区间足够大。现有一电子，质量为m、电量大小为e，在Ⅰ区左侧边界的 $Q_{1}$ 点由静止释放，仅在电场力的作用下开始运动。试求：

(1)、电子射出Ⅰ区进入Ⅱ区时的速度大小 $v_{0}$ ；

(2)、若电子射出Ⅱ区进入Ⅲ区时的速度方向与Ⅲ区的电场方向平行，求Ⅱ区的电场强度 $E_{2}$ ；

(3)、在满足第（2）问的前提下，电子从Ⅰ区左侧边界出发到首次回到Ⅰ区左侧边界的时间是多少。

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16. 如图所示，一轻质细线长 $L = 0.6 m$ ，一端固定在O点，另一端系一小物块质量为 $m = 2 k g$ ，不计物块体积大小。现将细线拉直，使细线在O点右侧水平线上方与水平方向夹角 $θ = 30 °$ ，物块位于图中A处。物块由A处静止释放，不计空气阻力，物块自由落体运动至细线绷紧瞬间，物块沿细线方向的速度立即变为0，而沿垂直细线方向的速度保持不变。随即以线长为半径作圆周运动到最低点C处时，细线下端突遇锋利小刀P瞬间将细线割断，此瞬间对物块运动没有造成影响。物块恰沿水平方向冲上一静止于光滑水平面上的长木板上表面右端，长木板质量 $M = 1 k g$ ，物块与长木板上表面间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ 。物块最终恰好在长木板左端相对木板静止。g取 $10 m / s^{2}$ 。试求：

(1)、在细线绷紧瞬间细线对物块做的功W；

(2)、长木板的长度d；

(3)、物块与木板间摩擦力对系统做的总功 $W_{f}$ 。

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