2021-2022學年河北省保定市高一（下）期末物理試卷（含解析）

這是一份2021-2022學年河北省保定市高一（下）期末物理試卷（含解析），共12頁。試卷主要包含了單選題，多選題，實驗題，計算題等內容，歡迎下載使用。
絕密★啟用前2021-2022學年河北省保定市高一（下）期末物理試卷  第I卷（選擇題） 一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）下列物理量中，屬于矢量的是(    )A. 時間 B. 功率 C. 電場強度 D. 電荷量一個質量為的籃球，當它的動能為時，其速度大小為(    )A.  B.  C.  D. 某靜電場的電場線如圖所示，、是該電場中的兩點。下列說法正確的是(    )A. 該電場可能是負點電荷產(chǎn)生的
B. 點的電場強度大于點的電場強度
C. 負電荷在點的加速度小于其在點的加速度
D. 正電荷在點受到的電場力小于其在點受到的電場力
 若做勻速直線運動的列車受到的阻力與其速率成正比，則當列車的速率提升為原來的倍時，其發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?/span>(    )A.  B.  C. 倍 D. 倍某次戰(zhàn)斗中，轟炸機發(fā)射的甲、乙兩發(fā)炮彈水平射出后落在水平陣地上。若甲、乙射出時距陣地的高度之比為，甲、乙射出后在空中運動的水平位移大小之比為，不計空氣阻力，則甲、乙射出時的速度大小之比為(    )A.  B.  C.  D. 西游記中，一只大龜浮水作舟，馱著唐僧師徒四人和白龍馬渡過了通天河。已知大龜在靜水中游動的速度大小與河水的流速大小之比為：，出發(fā)點到正對岸點的距離為，河岸平直。若大家以最短的時間渡河，則大家上岸的地點與點的距離為(    )A.  B.  C.  D. 如圖所示，真空中三點構成邊長為的等邊三角形，兩電荷量均為的負點電荷分別固定于、兩點。靜電力常量。下列說法正確的是(    )
 A. 點電場強度的方向為由點指向點
B. 點電場強度的方向為由點指向點
C. 點電場強度的大小為
D. 點電場強度的大小為 二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）我國“北斗三號”系統(tǒng)的收官之星是地球同步衛(wèi)星。該衛(wèi)星發(fā)射后先進入橢圓軌道，該橢圓軌道的近地點在近地圓軌道上，遠地點在同步軌道上，則該衛(wèi)星(    )
A. 在近地點的速度大于
B. 在遠地點需要減速才能進入同步軌道
C. 在同步軌道上的角速度小于赤道上物體的角速度
D. 在橢圓軌道上從點運動到點的過程中，速度減小如圖所示，有兩個帶電小球、，小球的質量為，兩小球用絕緣輕質細線相連，小球固定在天花板上，當兩小球均靜止時，細線的彈力大小為為重力加速度大小?，F(xiàn)將小球從最低點拉開角后由靜止釋放。取，，兩小球均視為質點。下列說法正確的是(    )
 A. 兩小球帶異種電荷
B. 兩小球間的靜電力大小為
C. 當小球通過最低點時，細線的彈力大小為
D. 若細線的長度為，則小球通過最低點時的速度大小為如圖所示，不規(guī)則的導體處于電場強度大小為、方向水平向右的勻強電場中，處于靜電平衡狀態(tài)。對于導體內部由靜電感應產(chǎn)生的電場的電場強度，下列說法正確的是(    )
 A. 大小為 B. 大小為 C. 方向水平向左 D. 方向水平向右第II卷（非選擇題） 三、實驗題（本大題共2小題，共18.0分）如圖甲所示，用小錘輕擊彈性金屬片，小球向水平方向飛出，同時小球被松開，豎直向下運動。
用不同的力度擊打彈性金屬片，可以觀察到小球的運動軌跡______，小球的運動軌跡______。均填“改變”或“不變”
用頻閃照相的方法研究小球、的運動情況，得到它們在運動過程中的頻閃照片如圖乙所示。從照片分析可知，小球______。填選項前的字母
A.在水平方向做勻速直線運動
B.在水平方向做勻加速直線運動
C.在豎直方向做勻速直線運動
D.在豎直方向做勻加速直線運動
某實驗小組利用如圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

關于本實驗，下列說法正確的是______。
A.必須測出重物的質量
B.實驗開始前，打點計時器要遠離重物
C.進行實驗時，應先接通電源，再釋放紙帶
實驗小組經(jīng)正確操作得到一條完整的紙帶，如圖乙所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點、、，用刻度尺測得它們到起始點的距離分別為、、，已知打點計時器打點的周期為，則打點計時器打點時重物的速度大小為______。
測出紙帶上多個點到點的距離，根據(jù)紙帶算出打點計時器打這些點時重物的速度，若以為縱軸、為橫軸作出的圖像如圖丙所示，則當?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>______結果保留三位有效數(shù)字。
若實驗操作與數(shù)據(jù)處理均無誤，實驗結果顯示，重物重力勢能的減少量大于其動能的增加量，則可能的原因是______寫出一條即可。 四、計算題（本大題共3小題，共30.0分）如圖所示，空間存在電場強度大小為、方向水平向右的勻強電場圖中未畫出，絕緣細線的上端固定，下端拴一個質量為的帶電小球視為質點，當小球靜止時，細線與豎直方向的夾角為。重力加速度大小為。
求小球的電性和電荷量；
若僅改變電場的電場強度大小和方向，求能使小球在原位置靜止的電場強度的最小值。
 一質量的物體從靜止于高空的氣球上自由落下，下落后降落傘張開，此后該物體勻減速下落，且落地時的速度恰好為零。取重力加速度大小。求：
降落傘對物體做的功；
物體所受重力的最大功率；
該物體從開始下落到落地的時間。如圖所示，粗糙水平軌道與豎直平面內的固定光滑半圓軌道相切于點，一質量的物塊可視為質點被細線拴住放在水平軌道上的點，細線的左端固定在豎直墻壁上，墻壁和物塊之間夾有一被壓縮的水平輕彈簧彈簧與墻壁、物塊均不拴接?，F(xiàn)將細線剪斷，物塊被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道，恰好能通過半圓軌道的最高點，并落回點。物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)，半圓軌道的半徑，取重力加速度大小，不計空氣阻力。求：
、兩點的距離；
物塊通過點時對半圓軌道的壓力大小；
細線被剪斷前彈簧的彈性勢能。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：時間只有大小，沒有方向，是標量，故A錯誤；
B.功率只有大小，沒有方向，是標量，故B錯誤；
C.電場強度既有大小，也有方向，且求合場強時遵循平行四邊形定則，所以場強是矢量，故C正確；
D.電荷量只有大小，沒有方向，是標量，故D錯誤。
故選：。
物理學中把既有大小，又有方向，且合成時遵循平行四邊形定則的物理量稱為矢量；物理學中把只有大小，沒有方向的物理量稱為標量；根據(jù)矢量的定義作答。
注意既有大小，又有方向的物理量，不一定是矢量，如電流強度；關鍵在于合成時是否遵循平行四邊形定則或三角形法則。
 2.【答案】 【解析】解：根據(jù)動能的表達式解得，速度大小，故D正確，ABC錯誤。
故選：。
明確動能的表達式，根據(jù)可得出速度和動能的關系。
本題考查動能的定義式，牢記公式并能對公式靈活變形是解題的關鍵。
 3.【答案】 【解析】解：點電荷產(chǎn)生的電場，其電場線是直線，而不是曲線，所以該電場不可能是點電荷形成的電場，故A錯誤；
B.電場線越密的位置，電場強度越大，由圖可知，點的電場強度大于點的電場強度，故B正確；
C.根據(jù)可知，電荷在電場強度越大的位置受到的電場力越大，根據(jù)牛頓第二定律，產(chǎn)生的加速度也越大，點的電場強度大于點的電場強度，因此，負電荷在點的加速度大于其在點的加速度，故C錯誤；
D.根據(jù)可知，電荷在電場強度越大的位置受到的電場力越大，點的電場強度大于點的電場強度，正電荷在點受到的電場力大于其在點受到的電場力，故D錯誤。
故選：。
明確點電荷形成的電場線的性質，電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，由比較電場力的大小，根據(jù)牛頓第二定律確定加速度大小。
本題關鍵要理解并掌握點電荷、勻強電場的電場線的分布情況，理解電場線的物理意義即可正確求解。
 4.【答案】 【解析】解：設阻力為，由題知：；
當勻速運動時，牽引力等于阻力，則功率
當列車的速率變?yōu)樵瓉淼?/span>倍，列車發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?/span>倍，故D正確，ABC錯誤。
故選：。
列車勻速運動時，阻力大小與速率平方成正比，即：；當列車做勻速運動時，此時牽引力與阻力相等：即，而發(fā)動機的輸出功率，據(jù)此分析判斷。
解決本題的關鍵：一是能夠正確的寫出阻力與速度大小的表達式，二是利用功率的計算方法。
 5.【答案】 【解析】解：甲、乙射出時距陣地的高度之比為，由可得，甲、乙兩發(fā)炮彈落地時間之比為：
甲、乙射出后在空中運動的水平位移大小之比為，由可得甲、乙射出時的速度大小之比為：，故C正確、ABD錯誤。
故選：。
根據(jù)高度之比求解平拋運動的時間之比，再根據(jù)水平方向的位移之比求解初速度大小之比。
本題主要是考查了平拋運動規(guī)律的應用，知道平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，能夠根據(jù)平拋運動的規(guī)律結合運動學公式解答。
 6.【答案】 【解析】解：要使渡河時間最短，大龜游動的速度應垂直河岸，渡河時間，
大家上岸的地點與點的距離，
又：：，
解得，故B正確，ACD錯誤．
故選：。
當船頭正對點航行時，船渡河時間最短，根據(jù)河寬和船在靜水中的速度，求解最短渡河時間；根據(jù)速度的合成法則，分析船到達對岸的位置。
解答時需要特別注意：船渡河的速度是船在靜水中速度和河水流速兩個分速度的矢量和。
 7.【答案】 【解析】解：根據(jù)點電荷的場強公式，兩電荷的電荷量相同，到點的距離相同，所以兩電荷在產(chǎn)生的電場大小相等，方向相反，合場強為零，沒有方向，故AC錯誤；
B.點的電荷在處產(chǎn)生的場強，方向沿指向；同理點的電荷在處產(chǎn)生的場強，方向沿指向，得到；
根據(jù)平行四邊形定則，點的合場強，場強的方向豎直向下，即沿指向，故B正確，D錯誤。
故選：。
A、兩處的電荷在產(chǎn)生的場強大小相等，方向相反，合場強為零；對于點的場強，先求解兩個電荷單獨存在時在點的場強，然后根據(jù)平行四邊形定則合成得到點的場強。
空間中存在多個電場，則某點的場強為各場強的合場強；場強的合成遵循平行四邊形定則。
 8.【答案】 【解析】解：該衛(wèi)星在近地點做離心運動，速度大于做圓周運動的的速度，故A正確；
B.在遠地點需要點火加速，做離心運動才能進入同步軌道，故B錯誤；
C.在同步軌道上的角速度等于赤道上物體的角速度，故C錯誤；
D.在橢圓軌道上從點運動到點的過程中，由近地點到遠地點運動，動能轉化為勢能，速度減小，故D正確。
故選：。
星在近地點做離心運動，速度大于做圓周運動的的速度，根據(jù)變軌原理分析項，在結合同步衛(wèi)星軌道的特點，得出角速度的關系，根據(jù)能量變化分析速度。
對于天體運動問題，要熟記計算的主線：萬有引力提供向心力和萬有引力等于物體的重力。另外要熟記地球同步衛(wèi)星軌道的特點。
 9.【答案】 【解析】解：當兩小球均靜止時，細線的彈力大于小球的重力，可知兩球是斥力，即兩球帶同種電荷，故A錯誤；
B.兩小球間的靜電力大小為，故B正確；
從開始下擺到最低點由動能定理
解得：
在最低點時
解得：，故C正確，D錯誤。
故選：。
根據(jù)細線的彈力大小分析出兩球之間的相互作用力的類型，從而分析出兩小球的電性關系；
根據(jù)受力分析得出靜電力的大??；
根據(jù)動能定理計算出小球的速度，結合牛頓第二定律得出細線的彈力。
本題主要考查了庫侖定律的相關應用，熟悉小球的受力分析，結合動能定理計算出小球的速度，同時利用牛頓第二定律即可完成分析。
 10.【答案】 【解析】解：不規(guī)則的導體處于電場強度大小為、方向水平向右的勻強電場中，出現(xiàn)靜電感應現(xiàn)象，導致電荷重新分布，因此在導體內部出現(xiàn)感應電荷的電場，該電場與勻強電場疊加，只有疊加后電場為零時，電荷才不會再做定向移動，此時導體的內部場強處處為，這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)，所以此時導體內部由靜電感應產(chǎn)生的電場的電場強度大小等于勻強電場的電場強度，方向與勻強電場的方向相反，為水平向左，故AC正確，BD錯誤。
故選：。
當放在電場中的導體達到靜電平衡時，導體內部靜電感應產(chǎn)生電場的電場強度與原電場的電場強度大小相等，方向相反。
本題考查了靜電場中的導體，達到靜電平衡后，導體為等勢體，導體上的電勢處處相等，這是解決本題的關鍵的地方。
 11.【答案】改變  不變   【解析】解：打擊與力度不同，球平拋初速度不同，運動軌跡會發(fā)生改變，但球始終做自由落體，所以球路線不變；
球沿水平方向拋出做平拋運動，同時球被松開，自由下落做自由落體運動，發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時落地，說明平拋豎直方向的分運動是自由落體運動，
在水平方向上，相等時間內通過的水平位移相等，說明在水平方向做勻速直線運動；
故答案為：改變，不變；；
不同力度打擊，小球的初速度不同，小球始終做自由落體運動，結合運動的規(guī)律分析落地時間；
球沿水平方向拋出做平拋運動，其在豎直方向上的運動與做自由落體的物體相同，說明平拋豎直方向的分運動是自由落體運動，
在水平方向上，相等時間內通過的水平位移相等，說明在水平方向做勻速直線運動；
解決本題的關鍵知道實驗的原理，知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，運動的時間由高度決定。
 12.【答案】     阻力做負功 【解析】解：、根據(jù)實驗原理，兩邊可消去，無需測量質量，故A錯誤；
B、實驗開始前，打點計時器要靠近重物，故B錯誤；
C、實驗中應先接通電源再釋放紙帶，故C正確。
故選：。
做勻變速直線運動的物體在某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，打點時重物的速度為大小；
根據(jù)勻變速直線運動速度位移公式有：，以為縱軸、為橫軸作出的圖像斜率，根據(jù)圖像可知，解得：，
重物重力勢能的減少量大于其動能的增加量，則可能的原因是阻力做負功；
故答案為：；；；阻力做負功
根據(jù)實驗注意事項分析答題；
根據(jù)勻變速直線運動的推論求出重錘的瞬時速度；
根據(jù)勻變速直線運動速度位移公式結合圖像斜率解得；
根據(jù)實驗原理與實驗操作分析誤差。
解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及知道實驗中誤差的來源，掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量；根據(jù)題意應用機械能守恒定律即可解題。
 13.【答案】解：小球處于靜止狀態(tài)，可知小球受到的電場力水平向右，則小球帶正電；
設細線的拉力大小為，根據(jù)受力平衡可得：
解得：；
當電場方向垂直于細線時，電場強度最小，根據(jù)受力平衡可得：

解得：。
答：小球帶正電，其電荷量為；
若僅改變電場的電場強度大小和方向，能使小球在原位置靜止的電場強度的最小值為。 【解析】小球受到的電場力水平向右，根據(jù)受力平衡進行解答；
當電場方向垂直于細線時，電場強度最小，根據(jù)受力平衡求解電場強度的最小值。
本題主要是考查電場力作用下的平衡問題，關鍵是能夠對小球進行受力分析，根據(jù)平衡條件進行解答。
 14.【答案】解：物體從開始下落到落地過程，根據(jù)動能定理有：
代入數(shù)據(jù)解得：
當降落傘剛張開時，物體的速度最大，最大速度
重力的最大功率
時間內物體下落的高度
設降落傘張開后，物體運動的加速度大小為、運動時間為，
勻減速運動，由勻變速直線運動的速度位移公式得：，速度
物體從開始下落到落地的時間
代入數(shù)據(jù)解得：
答：降落傘對物體做的功是；
物體所受重力的最大功率是；
該物體從開始下落到落地的時間是。 【解析】應用動能定理求出降落傘對物體做功。
打開降落傘瞬間物體所受重力的功率最大，求出速度，然后由功率公式求解。
求出加速與減速的時間，然后求出總時間。
根據(jù)題意分析清楚運動過程是解題的前提，應用動能定理、運動學公式與功率公式可以解題。
 15.【答案】解：物塊恰好能通過半圓軌道的最高點，重力提供向心力，由牛頓第二定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：
物塊離開后做平拋運動，水平方向：   豎直方向：，代入數(shù)據(jù)解得：
物塊從到過程機械能守恒，由機械能守恒定律得：
在點，由牛頓第二定律得：
代入數(shù)據(jù)解得：，，由牛頓第二定律可知，物塊對軌道的壓力大小
從釋放物塊到物塊到達點過程，由功能關系得：
代入數(shù)據(jù)解得：
答：、兩點的距離是；
物塊通過點時對半圓軌道的壓力大小是；
細線被剪斷前彈簧的彈性勢能是。 【解析】應用牛頓第二定律求出物塊到達點時的速度，離開后物塊做平拋運動，應用平拋運動規(guī)律求解。
應用機械能守恒定律求出物塊到達點時的速度，應用牛頓第二定律與牛頓第三定律求解。
應用功能關系求解。
根據(jù)題意分析清楚物塊的運動過程、知道物塊恰好到達點的臨界條件是解題的前提，應用牛頓第二定律、運動學公式與動能定理、功能關系即可解題。