山东省济南市2022-2023学年高一（下）期末物理试卷

试卷更新日期：2023-08-17 类型：期末考试

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一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）

1. 关于行星运动的规律，下列说法正确的是（）

A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心处 B、行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大 C、离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大 D、不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等

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2. 如图所示，地球上 $A$ 、 $B$ 两点绕地轴转动，其纬度分别是 $φ_{1} = 30 °$ 、 $φ_{2} = 60 °$ 。关于 $A$ 、 $B$ 两点，下列说法正确的是（）

A、加速度之比为3：1 B、线速度之比为 $\sqrt{3} ： 1$ C、角速度之比为 $\sqrt{3} ： 1$ D、周期之比为3：1

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3. 如图所示，将圆珠笔的弹簧取出并固定在水平桌面上。再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上。用力把小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽被高高弹起。忽略弹簧自身质量和空气阻力影响。下列说法正确的是（）

A、小纸帽在最高点时处于平衡状态 B、小纸帽与弹簧脱离前，一直在做加速运动 C、小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能只转化为小纸帽的动能 D、换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，放手后小纸帽上升的最大高度较大

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4. 两个可视为点电荷的相同金属小球，带电量分别为 $- 2 Q$ 和 $+ 6 Q$ 。固定在相距为 $r$ 的两处时，它们间的库仑力大小为 $F$ 。两小球相互接触后将其距离变为 $2 r$ 固定，则两球间库仑力的大小变为（）

A、 $\frac{1}{3} F$ B、 $\frac{1}{12} F$ C、 $\frac{1}{16} F$ D、 $3 F$

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5. 如图所示，某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子的一个角 $A$ 向 $B$ 发射一个乒乓球。一同学在桌边试着用一支吹管将球由 $B$ 处吹进球门 $C$ ， $A B$ 垂直于 $B C$ ，该同学将吹管对准 $C$ 用力吹，未成功。下列情形可能成功的是（）

A、将球门沿直线 $B C$ 适当靠近 $B$ B、将球门沿直线 $B C$ 适当远离 $B$ C、将球门垂直于直线 $B C$ 向右平移适当距离 D、将吹管沿直线 $A B$ 向右平移适当距离，垂直 $A B$ 方向吹气

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6. 如图所示，电路中 $a$ 、 $b$ 两点之间接有一灵敏电流计，两极板间有一带电微粒在重力和电场力作用下处于静止状态。在上极板下移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（）

A、电容器两极板间电压变小 B、电容器的电容不变 C、微粒将向上加速运动 D、电流计中有从 $b$ 到 $a$ 的电流

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7. 如图 $a$ 所示，两个平行金属板 $P$ 、 $Q$ 竖直放置，两板间加上如图 $b$ 所示的电压。 $t = 0$ 时， $Q$ 板比 $P$ 板电势高 $5 V$ ，此时在两板的正中央 $M$ 点放一个电子，速度为零，电子仅在静电力作用下运动，运动过程中始终未与极板相碰，下列时刻中电子速度和加速度的方向相同的是（）

A、 $3 \times 1 0^{- 10} s$ B、 $5 \times 1 0^{- 10} s$ C、 $6.5 \times 1 0^{- 10} s$ D、 $7 \times 1 0^{- 10} s$

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8. 正点电荷和处于静电平衡的导体 $P$ 的电场线分布如图所示， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 分别是图中的三个点。下列说法正确的是（）

A、感应电荷在 $P$ 的外表面均匀分布 B、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点的电场强度大小为 $E_{a} > E_{b} > E_{c}$ C、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点的电势大小为 $φ_{a} > φ_{b} > φ_{c}$ D、导体 $P$ 的感应电荷在 $b$ 产生的电场强度大于在 $c$ 产生的电场强度

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9. 如图，直角三角形 $a b c$ 中 $b c = 4 c m$ ， $∠ a c b = 37 °$ ，匀强电场的电场线平行于 $△ a b c$ 所在平面，且 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 点的电势分别为 $2 V$ 、 $- 1 V$ 、 $3 V$ 。已知 $s i n 37 ° = 0.6$ ，则电场强度的大小为（）

A、 $\sqrt{2} V / c m$ B、 $\sqrt{3} V / c m$ C、 $2 V / c m$ D、 $3 V / c m$

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10. 如图所示，有一条长为 $L = 1.5 m$ 的均匀金属链条，有 $\frac{3}{4} L$ 在光滑的足够高的斜面上，另 $\frac{1}{4} L$ 竖直下垂在空中，在外力作用下静止不动。斜面顶端 $P$ 是一个很小的光滑圆弧，斜面倾角为 $37 °$ 。忽略空气阻力， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ 。当撤去外力后链条滑动，则链条刚好全部越过 $P$ 时的速率为（）

A、 $3 m / s$ B、 $\sqrt{3} m / s$ C、 $1 m / s$ D、 $\frac{\sqrt{3}}{2} m / s$

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二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）

11. 为满足不同领域的需要，我国有许多不同轨道高度的人造卫星。如图所示，在某一轨道平面上两颗人造卫星 $P$ 、 $Q$ 都绕地球做圆周运动，两卫星的质量之比为 $m_{P}$ ： $m_{Q} =$ 2：3，到地心的距离之比为 $r_{P}$ ： $r_{Q} =$ 3：4，则 $P$ 、 $Q$ 的（）

A、周期之比为9：16 B、加速度大小之比为4：3 C、线速度大小之比为 $2 ： \sqrt{3}$ D、向心力大小之比32：27

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12. 如图所示，甲、乙两物体放在可绕轴旋转的圆台上，甲物体质量为 $\frac{m}{2}$ ，乙物体的质量为 $m$ 。甲物体到转轴的距离是 $2 l$ ，乙物体到转轴距离是 $l$ 。物体与圆台的最大静摩擦力均为所受重力的 $k$ 倍，重力加速度大小为 $g$ 。若圆台从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）

A、甲、乙两物体所受的摩擦力始终大小相等 B、甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为2：1 C、甲物体开始相对圆台滑动时的转速是 $\frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{k g}{2 l}}$ D、当转台以角速度 $ω = \sqrt{\frac{k g}{l}}$ 匀速转动时，甲物体所受向心力为 $k m g$

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13. 如图所示，虚线 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 是电场中的三条电场线或等差等势线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， $P$ 、 $Q$ 是这条轨迹上的两点。下列说法正确的是（）

A、若虚线表示电场线，则粒子在 $P$ 点时的速率大于 $Q$ 点时的速率 B、若虚线表示等势线，则粒子在 $P$ 点时的速率大于 $Q$ 点时的速率 C、若虚线表示等势线， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 中 $a$ 等势线电势最高 D、无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过 $P$ 点时的加速度大小总是大于经过 $Q$ 点时的加速度大小

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14. 如图所示， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 、 $e$ 、 $f$ 是以 $O$ 为球心的球面上的点，平面 $a e c f$ 与平面 $b e d f$ 垂直，分别在 $b$ 、 $d$ 两个点处放有等量同种点电荷 $+ Q$ 。下列说法正确的是（）

A、 $a$ 、 $e$ 、 $c$ 、 $f$ 四点电势相同 B、沿直线 $O \to f$ 电场强度一定越来越大 C、若将电子从 $e$ 点由静止释放，电子将在 $e$ 、 $O$ 、 $f$ 之间往复运动 D、若电子沿直线 $a \to O \to c$ 运动，其电势能先增加后减少

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15. 如图所示，正点电荷电场中的一条电场线上有 $M$ 、 $N$ 两个点。以点电荷所在位置为原点，电场线方向为正方向建立坐标轴。规定无穷远处电势为 $0$ ，坐标轴上各位置的电场强度和电势与坐标 $r$ 的变化规律图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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16. 某科技公司制造了一款电容车，在运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电就能保持正常行驶。该款电容车质量 $m = 2 \times 1 0^{3} k g$ ，行驶中所受阻力恒定，电容车的最大车速为 $45 m / s$ 。该车沿平直公路行驶过程中的牵引力为 $F$ ，速度为 $v$ 。该车由静止开始运动的 $F - \frac{1}{v}$ 图像如图所示。下列说法正确的是（）

A、电容车所受阻力为 $6000 N$ B、电容车车速为 $30 m / s$ 时，加速度为 $0.5 m / s^{2}$ C、电容车匀加速行驶所用时间为 $7.5 s$ D、电容车从 $15 m / s$ 行驶 $1000 m$ 时已达到最大速度，行驶这 $1000 m$ 所需时间约为 $42 s$

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三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 用如图 $1$ 所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板 $M N$ 上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

(1)、以下是实验过程中的一些操作，其中合理的是____ 。

A、斜槽轨道必须光滑 B、需要用天平测量小球的质量 C、每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置 D、应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放

(2)、在实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 $L = 5 c m$ ，若小球在平抛运动中的几个位置如图 $2$ 中的 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 所示。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，则小球做平抛运动的初速度大小 $v_{0} =$ $m / s$ 。若以 $A$ 点为坐标原点建立如图 $2$ 所示的坐标系，小球做平抛运动的初始位置坐标为 $($ $c m$ ， $c m)$ 。

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18. 在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板 $A$ 、 $B$ 、 $C$ ，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。小球位于挡板 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 时，做稳定圆周运动的半径之比为 $2$ ： $1$ ： $1$ 。标尺 $1$ 、 $2$ 可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为 $2 m$ 的球 $1$ 和球 $2$ ，质量为 $m$ 的球 $3$ 。

(1)、在研究向心力的大小 $F$ 与质量 $m$ 、角速度 $ω$ 和半径 $r$ 之间的关系时，我们主要用到的实验方法是。

(2)、为探究向心力与圆周运动角速度的关系，实验时将皮带调整到变速塔轮合适位置，若将球1放到挡板 $C$ 处，球2应放在挡板处 $($ 填：“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ ；

(3)、某次实验时将球3放在 $A$ 挡板，球 $1$ 放在 $C$ 挡板，发现标尺1和2表示的向心力之比为1：9，由此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为。

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四、简答题（本大题共4小题，共34.0分）

19. 如图所示，倾角为 $α = 60 °$ 的光滑斜面处于匀强电场中，电场线与斜面底边的夹角为 $θ = 30 °$ 。质量 $m = 0.14 k g$ 带电量 $q = - 2.0 \times 1 0^{- 6} C$ 的物块在斜面上处于静止状态。已知重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：斜面对物块弹力的大小、电场强度 $E$ 的大小并在图中标出电场强度的方向。

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20. “天问一号”是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器和着陆巡视器组成。2021年2月10日天问一号探测器顺利进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。2月24日进入火星停泊轨道，开展环绕探测。已知天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动，经过时间 $t$ ，转过的圆心角为 $θ$ 。火星表面的重力加速度为 $g$ ，火星半径为 $R$ ，引力常量为 $G$ ，忽略火星自转。求：

(1)、火星的质量；

(2)、火星第一宇宙速度的大小；

(3)、天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动轨道距火星表面的高度。

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21. 如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长 $L = 0.2 m$ ，两极板间距离 $d = 1.6 c m$ 。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压 $U = 128 V$ ，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点 $O$ 处。已知微粒质量 $m = 2.0 \times 1 0^{- 15} k g$ ，电量 $q = 1.0 \times 1 0^{- 17} C$ ，电容器电容 $C = 5.0 \times 1 0^{- 7} F$ ，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：

(1)、粒子刚进入时极板间电压 $U = 128 V$ ，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点 $O$ 处，求带电粒子入射初速度的大小；

(2)、由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；

(3)、最终落到极板上的带电粒子总个数。

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22. 如图所示，一粗糙斜面下端与光滑圆管轨道 $B C D$ 相切于 $B$ 点。整个装置竖直放置，圆管轨道的最低点为 $C$ ，最高点为 $D$ ，圆心角 $θ = 37 °$ ，轨道半径 $R = 0.6 m$ 。现将一个可视为质点的小球从斜面上距离 $B$ 点 $2.26 m$ 处的 $A$ 点由静止释放。已知小球直径略小于管的直径，小球质量 $m = 2.0 k g$ . ，与斜面之间的动摩擦因数 $μ = 0.125$ 。忽略空气阻力， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、小球第一次通过 $C$ 点时速度的大小；

(2)、小球通过最高点 $D$ . 时对轨道的作用力；

(3)、小球从 $D$ 点飞出落到斜面上的时间。

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