2022-2023学年湖北省武汉某中学高一(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年湖北省武汉某中学高一(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  如图所示是利用无人机送货到家的情景，下列情况中重力对货物做正功的是(    )

 

A. 无人机吊着货物悬停在空中 B. 无人机吊着货物水平匀速运动
C. 无人机吊着货物竖直匀速上升 D. 无人机吊着货物竖直匀速下降

2.  下列说法正确的是(    )

A. 电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大
B. 根据公式，这个位置的场强与检验电荷的电荷量有关
C. 公式和适用条件相同
D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关

3.  如图所示，、分别表示、两个点电荷到点的距离，其大小相等，表示两个点电荷在点产生的合场强。下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是(    )
 

A. 异种电荷， B. 异种电荷，
C. 同种电荷， D. 同种电荷，

4.  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。已知重物的质量为，取。则重物对地面的平均冲击力是(    )
 

A.  B.  C.  D.

5.  如图，在与纸面平行的匀强电场中有、、三个点为一边长为的正三角形三个顶点，其电势分别为、和。则该匀强电场强度大小为(    )
 

A.  B.  C.  D.

6.  某电场区域的电场线如图所示，、是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是(    )
 

A. 点的电势比点低
B. 点的场强方向沿着点的电场线向左
C. 负电荷在点的电势能小于于它在点的电势能
D. 正电荷从点运动到点电场力做正功

7.  一个负电荷从电场中的点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的速度时间图像如图所示。则、两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的(    )
 

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8.  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

9.  年月日，中国人民解放军海军型驱逐舰首舰“南昌舰”正式服役。若“南昌舰”满载时的最大速度为，额定输出功率为。“南昌舰”在海面航，行的过程中所受的阻力与速度成正比，即，则“南昌舰”满载时(    )
 

A. “南昌舰”在额定输出功率下匀速航行时的牵引力大小为
B. “南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行，在达到最大速度前做匀加速直线运动
C. “南昌舰”在海面上航行的过程中，
D. “南昌舰”以的速度匀速航行时，发动机的输出功率为

10.  如图所示的平面内，有静止的等量同种点电荷，、两点关于两电荷连线对称，、两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是(    )
 

A. 点的电场强度与点的电场强度大小相等
B. 点的电势比点的电势高
C. 质子在点的电势能与在点的电势能相同
D. 电子在点的电势能比在点的电势能大

11.  如图所示，虚线为位于位置的点电荷形成的电场中的等势面，三个等势面的电势差关系为，一带负电的粒子进入该电场后的运动轨迹为图中的实线，且与等势面相交于图中的、、、四点。已知该粒子仅受电场力的作用，则下列说法正确的是(    )

A. 该粒子在、两点的动能与电势能之和不相等
B. 场源电荷带负电
C.
D. 电场力对该粒子先做负功后做正功

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12.  某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素．是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．他们分别进行了以下操作．

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小．

步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小．

该实验采用的方法是_____填正确选项前的字母

A.理想实验法            控制变量法等效替代法

实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_____填“增大”、“减小”或“不变”

若物体的电荷量用表示，小球的电荷量用表示、质量用表示，物体与小球间的距离用表示，静电力常量为，重力加速度为，可认为物体与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为_____．

13.  如图甲为验证机械能守恒定律的实验装置图，如图乙为某次实验截取的一段纸带。

在本实验操作中，下列步骤的正确操作顺序为___________。填选项前的字母

A.用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带

B.接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带

C.将打点计时器固定在铁架台上

D.取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据

图乙为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为。则打点时物体速度大小为___________；加速度大小为___________。均保留三位有效数字查得当地重力加速度大小为，这也就在误差允许范围内间接验证了机械能守恒定律。

在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为___________。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14.  在年月日北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，岁的中国选手谷爱凌顶住压力，在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌，这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点以大小为的速度向右上方飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上无机械能损失，然后沿半径为的圆弧滑道自由滑行通过最低点，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知在快到点的瞬间运动员对地面的压力为重力含装备的倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力含装备的倍，忽略其它运动过程中的阻力。取，求：

运动员在点的速度的大小；

水平停止区的最小长度；

点与点间的高度差。

15.  如图所示的匀强电场中，有、、三点，，，其中沿电场方向，与电场方向呈角。一个电荷量为的正电荷从移动到电场力做功。求：

匀强电场的电场强度；

、两点的电势差？  

若规定，电荷在点具有的电势能？

16.  如图所示，虚线左侧有一场强为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧距为处有一与电场平行的屏。现将一电子电荷量为，质量为，重力不计无初速度地放入电场中的点，最后电子打在右侧的屏上，点到的距高为，连线与屏垂直，垂足为，求：

电子到的速度大小：

电子从释放到打到屏上所用的时间；

电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
明确功的性质，知道力的方向与位移方向为锐角时做正功，力的方向与位移方向成钝角时力做负功。
本题考查功的性质，要掌握根据力与位移夹角来判断做功正负的方法。

【解答】
A、无人机吊着货物悬停在空中时，重力的方向上没有位移，故重力不做功，故A错误；
B、无人机吊着货物水平匀速运动时，重力的方向上没有位移，故重力不做功，故B错误；
C、无人机吊着货物竖直匀速上升时，重力向下，位移向上，二者方向相反，重力做负功，故C错误；
D、无人机吊着货物竖直匀速下降时，重力和位移的方向均向下，故重力做正功，故D正确。
故选：。  

2.【答案】 

【解析】A.电荷所受电场力很大，根据  ，该点的电场强度不一定很大，可能是电荷量大，A错误；

B.根据公式  ，这个位置的场强与检验电荷的电荷量无关，  是错的，B错误；

C.公式  仅适用于点电荷的电场，  适用于任意电场，C错误；

D.电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关，D正确。

故选D。

3.【答案】 

【解析】由于  、  两个点电荷到  点的距离相等，  点合场强方向偏向右上方，根据场强叠加原理可知，两点电荷一定为异种点电荷，且甲为正电荷，乙为负电荷，两电荷在  点产生的场强

根据点电荷场强公式

则

故选A。

4.【答案】 

【解析】对重物从静止释放到落地过程列动能定理有

代入数据可得地面对重物的平均冲击力大小为

根据牛顿第三定律，则重物对地面的平均冲击力为，故选A。

5.【答案】 

【解析】如图

连线中点的电势与的电势相同，根据等边三角形的特点可知，的等势面与垂直，所以电场方向由到，则有

可得

故A正确，BCD错误。

故选A。

6.【答案】 

【解析】A.沿电场线方向电势降低，点电势大于点，故A错误；

B.点的场强方向为该点的电场线方向，向右，故B错误；

C.因为是负电荷，在电势大的地方电势能小，所以在点电势能小于点电势能，故C正确；

D.正电荷从点运动到点电势升高，电势能增大，则电场力做负功，故D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】图像中，图像上某点切线斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，电荷从到做加速度减小的加速运动，由于粒子做加速运动，则电荷受到的电场力方向和运动方向相同，即电场力方向由到，又由于粒子带负电，则电场方向由到，又由于加速度减小可知，电场力减小，则场强减小，即电场线变稀疏，即由到电场线变疏。

故选B。

8.【答案】 

【解析】由于物块与传送带保持相对静止而不滑动，则物块与传送带加速度相同。当物块向上加速运动时，根据牛顿第二定律可知，物块一定受到重力，传送带的弹力及沿传送带向上的静摩擦力三个力的作用，根据恒力功的定义

可知，弹力不做功，静摩擦力对物块做正功，所以皮带一定对物块做正功，故AC正确；

B.由于物块与传送带保持相对静止而不滑动，物块与传送带加速度相同。当物块向下加速运动且加速度的大小为  时，此时物块受到重力及传送带弹力的作用，根据牛顿第二定律可得

显然，此情形下物块只受到两个力的作用，且传送带对物块不做功，故BD错误。

故选AC。

9.【答案】 

【解析】A.在额定输出功率下匀速航行时，根据

解得

故A正确；

B.在额定输出功率下由静止开始航行时，根据

可知速度变大，牵引力变小，变大，加速度 减小，当

时速度达到最大值，之后做匀速直线运动，所以“南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行，在达到最大速度前做加速度减小的加速运动，故B错误；

C.根据上述可知，速度达到时

所以

故C正确；

D.“南昌舰”以的速度匀速航行时

所以

故D错误。

故选AC。

10.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查等量同种电荷的电场分布特点，知道沿电场线方向电势逐渐降低，熟悉等量同种电荷的电场分布特点是解题的关键。
画出等量同种电荷的电场分布图，结合图像直接比较点与点电场强度的大小关系即可判断；根据电场线直接得出点与点的电势高低情况即可判断；根据沿电场线方向电势逐渐降低，结合图得出点与点，点与点的电势高低情况，结合电势能的计算式得出质子在点与点的电势能大小关系和电子在点与点的电势能的大小关系即可判断。
【解答】

A.在等量同种电荷电场中点和点关于两电荷连线的中垂线左右对称，电场强度大小相等，故A正确；

B.在等量同种电荷电场中点和点关于两电荷连线上下对称，电势相同，即点的电势与点的电势相同，故B错误；

在等量同种电荷电场中点和点关于两电荷连线的中垂线左右对称，电势相同，即点的电势与点的电势相同。故有

根据电势能

可知，质子在 点的电势能与在点的电势能相同，电子在 点的电势能与在 点的电势能相同，故C正确，D错误。

故选AC。

11.【答案】 

【解析】解：、粒子运动的过程中只有电场力做功，根据能量守恒定律知，粒子的动能与电势能之和不变，故在、两点的动能与电势能之和都是相等的，故A错误；
B、根据轨迹的弯曲方向，可确定粒子受到的电场力的大致方向向右，因为粒子带负电，所以电场的方向与等势面垂直向左，结合常见电场的特点可知，该电场的场源电荷是负电荷，故B正确；
C、电场的方向垂直等势面向左，根据沿电场线的方向电势降低，所以电势的关系为：，故C错误；
D、粒子受到的电场力的方向与场强方向相反，所以粒子向左运动的过程中电场力做负功，而向右运动的过程中电场力做正功，即电场力对该粒子先做负功后做正功，故D正确。
故选：。
由于带电粒子只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即向右，由于粒子带负电，则电场的方向与受力的方向相反，由此判断电场的方向以及判断电势的高低，根据运动的方向与受力的方向之间的关系判断做正功或做负功。
掌握带电粒子的运动轨迹与力方向的关系是解题的前提，灵活应用场强方向与等势面垂直，以及电场力做功时动能和电势能间的关系是解题的关键。
 

12.【答案】      减小      

【解析】解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究；现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系；根据共点力平衡，结合库仑定律即可求出．

【详解】解：此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小，所以是采用了控制变量的方法，故选B；

在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，当、一定，不同时，由图可知，距离越大，作用力越小；

小球受到重力、绳子的拉力以及库仑力的作用，其中与小球之间的库仑力：  ，所以小球偏离竖直方向的角度的正切值： 

13.【答案】                 存在空气阻力和摩擦阻力 

【解析】实验时，将打点计时器固定在铁架台上；再用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带；然后接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带，最后取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据。

故正确操作顺序为。

由

得

由逐差法得

解得

即使在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为存在空气阻力和摩擦阻力。

14.【答案】；； 

【解析】运动员在滑道最低点点时，由牛顿第二定律得

由牛顿第三定律得

解得

运动员在区域做匀减速直线运动，由动能定理得

解得停止区的最小长度为

运动员由点到点，由动能定理得

解得

15.【答案】；； 

【解析】因为从移动到电场力做功为

所以电场强度为

、两点的电势差为

由题意可知点电势为

所以电荷在点的电势能为

16.【答案】  ；  ； 

【解析】依题意，可画出粒子运动轨迹如图所示

电子从运动到的过程中，根据动能定理得

解得

电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，由牛顿第二定律得

由

得

从到屏的过程中，粒子水平方向做匀速直线运动，可得运动时间

故运动的总时间

设粒子射出电场时平行电场方向的速度为，由牛顿第二定律得：电子进入电场时的加速度为

电子在电场中运动时间

则

电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值为

解得