山东省济宁市2021-2022学年高一下学期物理期末质量检测试卷

试卷更新日期：2022-08-03 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于下列四幅图表述正确的是（）

A、汽车在水平路面转弯时发生侧滑是因为离心力大于最大静摩擦力 B、卡文迪什的扭秤实验采用了控制变量法 C、汽车上坡时采用低速档是为了获得更大的牵引力 D、避雷针的工作原理是静电屏蔽

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2. 如图所示，下列四种电场中a、b两点的电场强度和电势均相同的是（）

A、甲图中，与正点电荷等距离的a、b两点 B、乙图中，两等量正点电荷连线的中垂线上与连线等距离的a、b两点 C、丙图中，与无穷大金属板等距离且关于垂线对称的a、b两点 D、丁图中，位于静电平衡的导体内部的a、b两点

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3. 滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员及滑板（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员及滑板沿AB下滑过程中（）

A、加速度大小始终不变 B、所受摩擦力大小不变 C、重力的功率始终不变 D、机械能始终保持不变

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4. 如图所示，A为地球表面赤道上的物体，B为轨道在赤道平面内的气象卫星，C为在赤道上空的地球同步卫星，已知卫星C和卫星B的轨道半径之比为4：1，且两卫星的绕行方向相同，下列说法正确的是（）

A、A，B，C的线速度大小关系为 $v_{A} < v_{B} < v_{C}$ B、A，B，C的角速度大小关系为 $ω_{A} < ω_{B} < ω_{C}$ C、在卫星B中一天内可看到8次日出 D、A，B，C的向心加速度大小关系为 $a_{A} < a_{B} < a_{C}$

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5. 如图所示，用粗细均匀的绝缘线制成半径为L的圆环，OE为圆环的半径，圆环上均匀地分布着负电荷，在圆环上E处取下足够短的带电量为q的小段，将其沿OE连线向右移动2L的距离到F点处，设圆环其他部分的带电量与电荷分布保持不变，已知静电力常量为k，则圆心O处电场强度的大小为（）

A、 $\frac{2 k q}{3 L^{2}}$ B、 $\frac{8 k q}{9 L^{2}}$ C、 $\frac{10 k q}{9 L^{2}}$ D、 $\frac{4 k q}{3 L^{2}}$

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6. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两电极始终不接触）。若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下列说法正确的是（）

A、风力越大，电容器电容越小 B、风力越大，极板间电场强度越大 C、风力越大，P点的电势仍保持不变 D、风力越大，静电计指针张角越小

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7. 质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的足够长斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能 $E_{k}$ 随位移x的变化关系如图所示，取重力加速度g=10m/s²。则物体返回到出发点时的动能为（）

A、10J B、20J C、30J D、50J

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8. 静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件中，如阴极射线示波管。如图所示，某阴极射线示波管中的透镜电场是由电极A₁、A₂、A₃、A₄形成，实线为电场线，虚线a、b、c、d、e、f、g为等差等势线，z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R是一个从左侧进入透镜电场的电子的运动轨迹分别与等势线a、d、g的交点，已知等势线a的电势为零，电子经过该等势线上P点时的动能为12eV，从P点运动到Q点的过程中，电子所受电场力做功为9eV，电子仅受电场力，下列说法正确的是（）

A、等势线a、d之间的电势差为 $U_{a d} = 9 V$ B、等势线g的电势为 $- 18 V$ C、电子经过R点时的动能为 $30 e V$ D、电子在Q点的加速度小于在R点的加速度

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二、多选题

9. 科学家重新分析了开普勒太空望远镜退役前收集到的数据，发现了一颗与地球大小基本相同的系外行星—Kepler-1649c，距离地球约300光年，围绕一颗红矮星运行。假设该行星的公转轨道半径是地球公转轨道半径的k倍，行星质量是地球质量的q倍，红矮星质量是太阳质量的p倍，假设该行星的半径和地球的半径相等，下列说法正确的是（）

A、该行星的公转周期是地球公转周期的 $\sqrt{\frac{k^{3}}{p}}$ 倍 B、该行星的密度是地球密度的 $\frac{q}{k^{3}}$ 倍 C、该行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的q倍 D、该行星公转轨道半径的三次方和公转周期平方的比值与地球的相等

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10. 如图所示，在O点处固定一力传感器，细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动。t₁时刻小球通过最低点时力传感器的示数为9mg，经过半个圆周，在t₂时刻通过最高点时力传感器的示数为2mg。已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、t₂时刻小球到达最高点时的速度大小为 $\sqrt{2 g r}$ B、从t₁时刻到t₂时刻的运动过程中，小球克服空气阻力做的功为 $\frac{1}{2} m g r$ C、小球再次经过最低点时，力传感器的示数等于7mg D、小球再次经过最低点时，力传感器的示数大于7mg

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11. 共享电动车为市民出行带来了极大的方便，已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具。某共享电动车和驾驶员的总质量为 $100 k g$ ，行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的0.06倍，电动车从静止开始以额定功率在水平公路上沿直线行驶，10s内行驶了 $50 m$ ，速度达到 $6 m / s$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 下列说法正确的是（）

A、该电动车的额定功率为480W B、该电动车的额定功率为360W C、在这次行驶中，该电动车行驶的最大速度为 $6 m / s$ D、在这次行驶中，当行驶速度为 $4 m / s$ 时，电动车的加速度为 $0.6 m / s^{2}$

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12. 如图甲所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，初始时处于自然状态，右端在P点，某时刻一质量为3kg的物块A沿粗糙的水平面以一定初速度向左滑向轻弹簧，从开始运动到弹簧压缩至最短的过程中，物块速度的平方随位移的变化规律如图乙所示。已知弹簧的弹性势能表达式 $E_{P} = \frac{1}{2} k (Δ l)^{2}$ ，其中 $Δ l$ 为弹簧形变量，取重力加速 $g = 10 m / s^{2}$ ^.下列说法正确的是（）

A、物块A与地面间的动摩擦因数为0.5 B、此过程中弹簧的最大弹性势能为22.5J C、弹簧的劲度系数 $k = 45 N / m$ D、物块A被弹簧弹回至P点时的动能为15J

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三、实验题

13. 在进行“验证机械能守恒定律”的实验中，甲、乙两实验小组分别采用两种不同的实验方案进行实验，实验装置分别如图甲、乙所示。

(1)、比较两种实验方案，你认为（选填“甲”或“乙” $)$ 组同学采用的实验方案误差更小；

(2)、甲实验小组按正确步骤完成实验，选出一条纸带如图丙所示，其中 $O$ 点为起始点，A、B、C为三个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，交流电的频率为50Hz，重物的质量为0.5kg，取重力加速度g=9.8m/s^2.根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了J，此时重物的动能是J。（结果均保留三位有效数字）

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14. 电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即 $I = \frac{q}{t}$ 。图甲是研究电容器充、放电过程中电压和电流随时间变化规律的实验电路图，按图甲连接好实验器材，根据实验步骤，回答下列问题：

(1)、先接通开关K₁ ，给电容器充电，然后断开开关K₁ ，再闭合开关K₂ ，电容器放电，电阻R中电流的方向为（选填“a到b”或“b到a”）；

(2)、闭合开关K₂的同时开始计时，通过计算机在同一坐标系中描绘出电压U和电流I随放电时间t的变化图线，如图乙所示。图中电流I随时间t的变化图线与坐标轴围成的阴影面积的物理意义是，图中阴影面积S₁与阴影面积S₂的比值是；

(3)、若用计算机测得图中阴影面积S₁=916.13mA•s，则该电容器的电容为F。（结果保留两位有效数字）

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四、解答题

15. 秋千是我国古代北方少数民族创造的一项运动，因为它设备简单，容易学习，所以深受人们的喜爱，1986年开始被纳入全国少数民族传统体育运动会的比赛项目。如图所示，在两架杆的顶端架起一根横木，横木高12m，在横木上系两根长9m的平行绳索，绳索底部与踏板连接。在某次比赛中，质量为60kg的运动员站在踏板上，重心距踏板1m，且保持不变，绳索偏离竖直方向最大偏角为53°。忽略空气阻力，不计踏板及绳索的质量，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、运动员到达最低点时速度的大小；

(2)、运动员到达最低点时每根绳拉力的大小。

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16. 2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示是地球卫星发射过程的简化模型，先将质量为m的卫星发射到近地圆形轨道1上运行，其轨道半径近似等于地球半径R，在A点点火加速进入转移轨道，转移轨道为椭圆轨道的一部分，到达转移轨道的远地点B时再次点火加速进入半径为3R的圆形轨道2，三个轨道处于同一平面内。已知地球表面的重力加速度为g，假设卫星质量不变，求：

(1)、该卫星在轨道2上运行时的动能；

(2)、该卫星在转移轨道上从A点运行至B点的时间。

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17. 如图1所示，质量均为 $m = 1 k g$ 的小球B和物块C由一轻质弹簧连接，静置于水平桌面上，弹簧的劲度系数 $k = 100 N / m$ 。如图2所示，某同学设计了一个把C提离桌面的小实验，把轻绳一端与B球连接，另一端穿过一竖直光滑的细管后与质量也为m的小球A相连，用手托住A球，使绳子自然伸直，此时绳子无张力，OA长为 $l = 0.4 m$ 。现保持细管顶端O点高度不变，用手轻轻摇动细管，让小球A转动一段时间后，物块C刚好被提离桌面，此时A球在水平面内做匀速圆周运动，如图3所示，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计细管质量。求：

(1)、从开始到物块C刚好被提离桌面的过程中，小球B上升的高度；

(2)、物块C刚好被提离桌面时，小球A做匀速圆周运动的线速度大小；

(3)、从开始摇动细管到物块C刚好被提离桌面的过程中，手对A、B、C和弹簧组成的系统所做的功。

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18. 如图甲所示，两平行金属板A、B与x轴垂直放置，接在电压U₀=400V的稳压电源上，A板过原点，在B板上中间处有一长度l₀=2cm的水平狭缝。B板右侧水平放置边长为l=8cm的两正方形平行金属板C、D，两板间距d=4cm，距板右端 $\frac{l}{2}$ 处垂直x轴有一荧光屏。在z轴上有一足够长离子源，可以连续释放初速度为零的正离子，已知离子源、B上的狭缝和C、D中间线在同一水平面内。C、D不加电压时，荧光屏上会出现一条长2cm的水平亮线，离子的比荷均为 $2 \times 1 0^{6} C / k g$ ，不计离子的重力。

(1)、求离子穿过B板狭缝时的速度大小；

(2)、在C、D两极板间接上电压U_DC=120V，可在两板间形成匀强电场，求离子打在荧光屏上的偏转位移；

(3)、在C、D两极板间接上如图乙所示的电压（离子通过电场时间内电场可视为匀强电场），若C、D两板间的距离d可调，求离子打在荧光屏上区域面积的最大值。

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