山东省青岛市黄岛区2022-2023学年高一下学期期末学业水平检测物理试题
试卷更新日期：2023-10-19 类型：期末考试
一、单选题
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1. 下列说法正确的是（ ）A、点电荷是理想化模型。均匀带电球体可以看作电荷全部集中在球心的点电荷 B、元电荷是指电荷量为1.6×10-19C的粒子。如正电子和质子都是元电荷 C、电场强度E与试探电荷的电荷量q有关 D、在电场中电势降低的方向就是电场方向2. 两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带有+5Q和-3Q的电荷量，固定在相距为r的两处。它们间的库仑力大小为F。两者相互接触后将其固定距离变为2r，则此时两球间库仑力的大小为（ ）A、 B、 C、60F D、3. 如图，长度为L的导体棒原来不带电，将带电量为q的正点电荷放在导体棒的中心轴线上距离棒左端R处，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A、导体棒左端带正电，右端带负电 B、导体棒左端电势高，右端电势低 C、导体棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场强度大小为 D、导体棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场强度方向向右4. 一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10-9C，在静电场中由a点移动到b点。在这个过程中，除电场力外，其他力做的功为8.0×10-5J，质点的动能增大了6.0×10-5J，若规定b点为零电势点，则a点的电势为（ ）A、1×104V B、-1×104V C、3×104V D、-4×104V5. 如图，空间中a、b、c、d四点是正四面体的四个顶点。m、n两点是棱ac、bc中点、电荷量为+Q和-Q的点电荷分别固定在a、b两点。下列说法正确的是（ ）
A、m点电势等于n点电势 B、m点电场强度大于n点电场强度 C、c点电势高于d点电势 D、c点电场强度等于d点电场强度6. 我国科技创新规划提出要加强“深海”领域的探测和研究。如图是某大学科研小组在深海探测结束后，利用牵引汽车将探测器从海面起吊上岸的示意图。若不计滑轮摩擦和牵引绳质量。在牵引汽车以速率v匀速向右运动的过程中。下列说法正确的是（ ）
A、探测器处于失重状态 B、探测器上升的速率大于v C、牵引绳拉力等于探测器重力 D、牵引绳拉力做的功大于探测器重力势能的增加量7. 为避免发生雷击，高大的建筑物顶端均需安装避雷针。如图是某蓬雷针放电时空间电场线的分布图。a、b、c三点在同一电场线上。空间电场分布关于直线ac对称。图中的虚线是一带电粒子只在电场力作用下在电场中的运动轨迹。已知、下列说法正确的是（ ）
A、粒子一定带负电 B、粒子的速率一直在增加 C、粒子在图中A点的电势能一定大于在B点的电势能 D、ab两点的电势差等于bc两点的电势差8. 如图，平行板电容器经开关S与电源连接、当S闭合时、电容器两极板间有一带电油滴静止在a点。已知油滴所带电荷量很小，a点的电势为φa。下列说法正确的是（ ）
A、将电容器的B板向下稍微移动、φa不变 B、将电容器的B板向下稍微移动、油滴不动 C、断开S，将电容器的B板向下稍微移动、φa升高 D、断开S，将电容器的B板向下稍微移动、油滴向下移动二、多选题
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9. 如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互靠近使弹簧压缩的过程中，下列说法正确的是（ ）
A、缓冲器的机械能守恒 B、摩擦力做功消耗机械能 C、垫板的动能转化为系统的内能和弹簧的弹性势能 D、弹簧的弹性势能全部转化为动能10. 如图甲所示，一圆心为O的圆形区域处在平行于纸面的匀强电场中，其半径R=1m。M为圆弧上一点，θ是半径OM与OC组成的角度，当θ沿逆时针方向增大时M点的电势φ随θ变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A、匀强电场方向为垂直于AD连线向上 B、匀强电场的电场强度大小为1.5V/m C、将一质子由B点移至D点，电势能减少3eV D、将一电子由A点沿圆弧逆时针移至C点，电场力先做正功后做负功11. 2023年5月30日上午9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，其中载荷专家桂海潮是北京航空航天大学的教授，主要负责空间科学实验载荷的在轨操作，这也是我国航天员作为载荷专家完成空间站的“首秀”。如图为神舟十六号发射和与空间站交会对接过程示意图，图中I为近地圆轨道，Ⅱ为椭圆转移轨道，Ⅲ为空间站所在圆轨道，飞船在三个轨道上运行周期分别为T1、T2、T3 ， P、Q分别为轨道Ⅱ与轨道I、Ⅲ的交会点。根据上述信息，下列说法正确的是（ ）
A、飞船在三个轨道上运行周期的大小关系为T1<T2<T3 B、飞船从轨道II进入轨道III时需要在Q点加速 C、飞船在轨道II上从P点运行到Q点的过程机械能逐渐减小 D、飞船在轨道I上运行时的机械能小于在轨道Ⅲ上运行时的机械能12. 如图甲所示，水平面上固定一倾角为37°的光滑绝缘斜面，空间存在水平向左的匀强电场。一带电量的小物块从斜面底端以一定初速度沿斜面上滑，图乙是在上滑过程中物块的电势能、动能分别随位移x变化的关系。已知重力加速度，g=10m/s2 ， 则物块质量m和电场强度E的大小分别为（ ）
A、m=0.5kg B、m=0.3kg C、E=2×105N/C D、E=2.5×105N/C三、实验题
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13. 如图是小明同学为验证机械能守恒定律自制的实验装置，固定在地面上的平台上表面为四分之一圆弧，一铁架台底端焊接在圆弧最低点F，O点是圆弧的圆心，光电门1、2、3、4、5分别放置在圆弧的六等分点上。已知当地重力加速度为g，实验时轻质细绳一端系在O点，另一端连接一质量分布均匀的小钢球，将小球从圆弧最高点由静止释放，运动过程中细绳始终处于伸直状态。
(1)、要完成实验，需要测量下列哪些物理量____；A、小球的质量m B、小球的直径d C、小球球心到细绳悬点O的距离L D、小球由静止释放到运动至每个光电门位置所用的时间t(2)、测得小球通过光电门2、4的挡光时间为、 ， 结合（1）中测定的物理量，在误差允许范围内若满足的关系，则证明小球在2、4两点的机械能相等；(3)、以细线与水平方向夹角θ的正弦sinθ为横坐标，小球速度的平方v2为纵坐标，做出的关系图线，若摆动过程中机械能守恒，图线的斜率为（结果用题中所给字母表示）。14. 某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设计电路如图甲所示。
(1)、将开关S与端点2连接时电源短时间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带电（选填“正”或“负”）；然后把开关S连接端点1，K断开，电容器通过电阻放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时间变化的图像；(2)、根据图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为C（结果保留两位有效数字）；(3)、已知直流电源的电压为6V，则电容器的电容为F（结果保留两位有效数字）；(4)、如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时曲线与横轴所围成的面积将（选填“变大”“不变”或“变小”）；充电时间将（选填“变长”“不变”或“变短”）。四、解答题
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15. 一个质量为m、电荷量为e的电子在库仑力的作用下，以速度v绕位于圆心电荷量为Q的原子核做匀速圆周运动，在一段时间内其速度方向改变了θ弧度，已知静电力常量为k。(1)、求电子在这一段时间内走过的弧长s；(2)、求电子绕原子核运动一周所用时间T。16. 如图是某青少年拓展基地的一台弹珠枪的示意图，ABCD是一个倾角θ=30°的光滑长方形平台，宽AB为1.6m，长BC为4m，斜面上端固定一个半径R=0.8m的光滑四分之一圆弧轨道，分别与AB、BC相切与E、F点，弹珠枪位于A点，沿着AB边发射质量为0.2kg的弹珠，弹珠从E点进入圆弧轨道后恰好可以经过F点。已知重力加速度，g=10m/s2.求：
(1)、若弹珠恰好经过F点，在F点速度大小；(2)、若弹珠恰好经过F点，在A点的发射速度大小；(3)、若弹珠恰好经过D点，弹珠在F点受到圆轨道压力的大小。17. 如图，在平面直角坐标系xOy中，平行于x轴的金属板A、B放置在第二象限，y轴上的C点到两金属板的距离相等。放射源P在A极板最左端沿某方向发射一个带正电的粒子，已知两金属板长为L，间距为d，当A、B板间加一特定电压时，粒子会沿平行于x轴的速度v从C点进入第一象限内的静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心O的均匀幅向电场，粒子恰好在分析器内做匀速圆周运动，运动轨迹处的场强大小为E0。若带电粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力，忽略金属板的边缘效应。求：
(1)、平行金属板A、B之间的电压；(2)、粒子在P点的发射速度大小v0；(3)、粒子在静电分析器中运动的时间t。18. 如图，整个空间存在水平向左的匀强电场，竖直面内有一直角坐标系xOy，以y轴为对称轴的光滑圆弧形绝缘轨道ABC放置在x轴下方，轨道与y轴交于B点，与x轴交于A（-0.4，0）、C（0.4，0）两点。现有一个可视为质点的带电绝缘小球沿PA所在直线向A点匀加速运动，从A点沿切线方向进入轨道，一段时间后从C点离开。若小球在轨道内运动过程中恰好不脱离轨道，已知小球质量m=0.3kg，电荷量q=0.4C，P点的坐标为（0，0.3），重力加速度为g=10m/s2 ， 不考虑空气阻力的影响。求：
(1)、匀强电场电场强度的大小；(2)、小球对轨道压力的最大值；(3)、小球经过P点时的速度大小；(4)、当小球从C点飞出时，小球落在x轴上的位置坐标。