第第頁山東省青島市黃島區2022-2023學年高一下學期期末學業水平檢測物理試題一、單選題1．下列說法正確的是（）A．點電荷是理想化模型。均勻帶電球體可以看作電荷全部集中在球心的點電荷B．元電荷是指電荷量為1.6×10-19C的粒子。如正電子和質子都是元電荷C．電場強度E與試探電荷的電荷量q有關D．在電場中電勢降低的方向就是電場方向2．兩個完全相同的金屬小球（均可視為點電荷）分別帶有+5Q和-3Q的電荷量，固定在相距為r的兩處。它們間的庫侖力大小為F。兩者相互接觸后將其固定距離變為2r，則此時兩球間庫侖力的大小為（）A．215F B．115F 3．如圖，長度為L的導體棒原來不帶電，將帶電量為q的正點電荷放在導體棒的中心軸線上距離棒左端R處，達到靜電平衡后，下列說法正確的是（）A．導體棒左端帶正電，右端帶負電B．導體棒左端電勢高，右端電勢低C．導體棒上感應電荷在棒中心O處產生的電場強度大小為kD．導體棒上感應電荷在棒中心O處產生的電場強度方向向右4．一個帶正電的質點，電荷量q=2.0×10-9C，在靜電場中由a點移動到b點。在這個過程中，除電場力外，其他力做的功為8.0×10-5J，質點的動能增大了6.0×10-5J，若規定b點為零電勢點，則a點的電勢φaA．1×104V B．-1×104V C．3×104V D．-4×104V5．如圖，空間中a、b、c、d四點是正四面體的四個頂點。m、n兩點是棱ac、bc中點、電荷量為+Q和-Q的點電荷分別固定在a、b兩點。下列說法正確的是（）A．m點電勢等于n點電勢 B．m點電場強度大于n點電場強度C．c點電勢高于d點電勢 D．c點電場強度等于d點電場強度6．我國科技創新規劃提出要加強“深海”領域的探測和研究。如圖是某大學科研小組在深海探測結束后，利用牽引汽車將探測器從海面起吊上岸的示意圖。若不計滑輪摩擦和牽引繩質量。在牽引汽車以速率v勻速向右運動的過程中。下列說法正確的是（）A．探測器處于失重狀態B．探測器上升的速率大于vC．牽引繩拉力等于探測器重力D．牽引繩拉力做的功大于探測器重力勢能的增加量7．為避免發生雷擊，高大的建筑物頂端均需安裝避雷針。如圖是某蓬雷針放電時空間電場線的分布圖。a、b、c三點在同一電場線上。空間電場分布關于直線ac對稱。圖中的虛線是一帶電粒子只在電場力作用下在電場中的運動軌跡。已知ab=bc、下列說法正確的是（）A．粒子一定帶負電B．粒子的速率一直在增加C．粒子在圖中A點的電勢能一定大于在B點的電勢能D．ab兩點的電勢差等于bc兩點的電勢差8．如圖，平行板電容器經開關S與電源連接、當S閉合時、電容器兩極板間有一帶電油滴靜止在a點。已知油滴所帶電荷量很小，a點的電勢為φa。下列說法正確的是（）A．將電容器的B板向下稍微移動、φa不變B．將電容器的B板向下稍微移動、油滴不動C．斷開S，將電容器的B板向下稍微移動、φa升高D．斷開S，將電容器的B板向下稍微移動、油滴向下移動二、多選題9．如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦。在車廂相互靠近使彈簧壓縮的過程中，下列說法正確的是（）A．緩沖器的機械能守恒B．摩擦力做功消耗機械能C．墊板的動能轉化為系統的內能和彈簧的彈性勢能D．彈簧的彈性勢能全部轉化為動能10．如圖甲所示，一圓心為O的圓形區域處在平行于紙面的勻強電場中，其半徑R=1m。M為圓弧上一點，θ是半徑OM與OC組成的角度，當θ沿逆時針方向增大時M點的電勢φ隨θ變化的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．勻強電場方向為垂直于AD連線向上B．勻強電場的電場強度大小為1.5V/mC．將一質子由B點移至D點，電勢能減少3eVD．將一電子由A點沿圓弧逆時針移至C點，電場力先做正功后做負功11．2023年5月30日上午9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射，其中載荷專家桂海潮是北京航空航天大學的教授，主要負責空間科學實驗載荷的在軌操作，這也是我國航天員作為載荷專家完成空間站的“首秀”。如圖為神舟十六號發射和與空間站交會對接過程示意圖，圖中I為近地圓軌道，Ⅱ為橢圓轉移軌道，Ⅲ為空間站所在圓軌道，飛船在三個軌道上運行周期分別為T1、T2、T3，P、Q分別為軌道Ⅱ與軌道I、Ⅲ的交會點。根據上述信息，下列說法正確的是（）A．飛船在三個軌道上運行周期的大小關系為T1<T2<T3B．飛船從軌道II進入軌道III時需要在Q點加速C．飛船在軌道II上從P點運行到Q點的過程機械能逐漸減小D．飛船在軌道I上運行時的機械能小于在軌道Ⅲ上運行時的機械能12．如圖甲所示，水平面上固定一傾角為37°的光滑絕緣斜面，空間存在水平向左的勻強電場。一帶電量q=4×10?5CA．m=0.5kg B．m=0.3kgC．E=2×105N/C D．E=2.5×105N/C三、實驗題13．如圖是小明同學為驗證機械能守恒定律自制的實驗裝置，固定在地面上的平臺上表面為四分之一圓弧，一鐵架臺底端焊接在圓弧最低點F，O點是圓弧的圓心，光電門1、2、3、4、5分別放置在圓弧的六等分點上。已知當地重力加速度為g，實驗時輕質細繩一端系在O點，另一端連接一質量分布均勻的小鋼球，將小球從圓弧最高點由靜止釋放，運動過程中細繩始終處于伸直狀態。（1）要完成實驗，需要測量下列哪些物理量____；A．小球的質量mB．小球的直徑dC．小球球心到細繩懸點O的距離LD．小球由靜止釋放到運動至每個光電門位置所用的時間t（2）測得小球通過光電門2、4的擋光時間為Δt2、Δt（3）以細線與水平方向夾角θ的正弦sinθ為橫坐標，小球速度的平方v2為縱坐標，做出v2?sin14．某學校興趣小組利用電流傳感器觀察電容器的充、放電現象，設計電路如圖甲所示。（1）將開關S與端點2連接時電源短時間內對電容器完成充電，充電后電容器右極板帶電（選填“正”或“負”）；然后把開關S連接端點1，K斷開，電容器通過電阻放電，計算機記錄下電流傳感器中電流隨時間的變化關系。如圖乙是計算機輸出的電容器充、放電過程電流隨時間變化的I?t圖像；（2）根據I?t圖像估算電容器在充電結束時儲存的電荷量為C（結果保留兩位有效數字）；（3）已知直流電源的電壓為6V，則電容器的電容為F（結果保留兩位有效數字）；（4）如果不改變電路其他參數，閉合開關K，重復上述實驗，則充電時I?t曲線與橫軸所圍成的面積將（選填“變大”“不變”或“變小”）；充電時間將（選填“變長”“不變”或“變短”）。四、解答題15．一個質量為m、電荷量為e的電子在庫侖力的作用下，以速度v繞位于圓心電荷量為Q的原子核做勻速圓周運動，在一段時間內其速度方向改變了θ弧度，已知靜電力常量為k。（1）求電子在這一段時間內走過的弧長s；（2）求電子繞原子核運動一周所用時間T。16．如圖是某青少年拓展基地的一臺彈珠槍的示意圖，ABCD是一個傾角θ=30°的光滑長方形平臺，寬AB為1.6m，長BC為4m，斜面上端固定一個半徑R=0.8m的光滑四分之一圓弧軌道，分別與AB、BC相切與E、F點，彈珠槍位于A點，沿著AB邊發射質量為0.2kg的彈珠，彈珠從E點進入圓弧軌道后恰好可以經過F點。已知重力加速度，g=10m/s2.求：（1）若彈珠恰好經過F點，在F點速度大小；（2）若彈珠恰好經過F點，在A點的發射速度大小；（3）若彈珠恰好經過D點，彈珠在F點受到圓軌道壓力的大小。17．如圖，在平面直角坐標系xOy中，平行于x軸的金屬板A、B放置在第二象限，y軸上的C點到兩金屬板的距離相等。放射源P在A極板最左端沿某方向發射一個帶正電的粒子，已知兩金屬板長為L，間距為d，當A、B板間加一特定電壓時，粒子會沿平行于x軸的速度v從C點進入第一象限內的靜電分析器，分析器中存在電場線沿半徑方向指向圓心O的均勻幅向電場，粒子恰好在分析器內做勻速圓周運動，運動軌跡處的場強大小為E0。若帶電粒子質量為m，電荷量為+q，不計粒子重力，忽略金屬板的邊緣效應。求：（1）平行金屬板A、B之間的電壓；（2）粒子在P點的發射速度大小v0；（3）粒子在靜電分析器中運動的時間t。18．如圖，整個空間存在水平向左的勻強電場，豎直面內有一直角坐標系xOy，以y軸為對稱軸的光滑圓弧形絕緣軌道ABC放置在x軸下方，軌道與y軸交于B點，與x軸交于A（-0.4，0）、C（0.4，0）兩點。現有一個可視為質點的帶電絕緣小球沿PA所在直線向A點勻加速運動，從A點沿切線方向進入軌道，一段時間后從C點離開。若小球在軌道內運動過程中恰好不脫離軌道，已知小球質量m=0.3kg，電荷量q=0.4C，P點的坐標為（0，0.3），重力加速度為g=10m/s2，不考慮空氣阻力的影響。求：（1）勻強電場電場強度的大小；（2）小球對軌道壓力的最大值；（3）小球經過P點時的速度大小；（4）當小球從C點飛出時，小球落在x軸上的位置坐標。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、點電荷屬于理想化模型，均勻帶電球體在計算球體之間的庫侖力時，當球體之間的距離遠遠大于球體的半徑時，球體可以作為點電荷，所以A對；B、元電荷指的是最小單位的電荷量，不屬于微觀粒子，所以B錯；C、電場強度是電場本身的性質，與試探電荷無關，所以C錯；D、電場中電勢降低最快的方向為電場的方向，所以D錯；

【分析】點電荷屬于理想化模型；元電荷指的是最小單位的電荷量，與微觀粒子無關；電場強度由電場本身所決定；電勢降低最快的方向才是電場的方向。2．【答案】D【解析】【解答】根據庫侖定律，兩個小球之間的庫侖力有：F=k5Q·3Qr2=15k3．【答案】C【解析】【解答】A、由于在電荷的相互作用下，導體棒左端帶負電，右端帶正電，則A錯：B、由于導體處于靜電平衡所以導體為等勢體，電勢各處相等，則B錯；C、由于導體內部場強為0，則感應電荷產生的電池強度等于點電荷產生的電場強度，則E感=E4．【答案】B【解析】【解答】質點從a點運動到b點的過程中，根據動能定理有：?Ek=W其+qU5．【答案】D【解析】【解答】A、根據等量異種電荷的電場線分布，沿電場線的方向可以判別m點的電勢大于n點的電勢，所以A錯；C、根據對稱性可以判別c點的電勢等于d點的電勢，所以C錯；B、利用電場線的疏密及對稱性可以判別m點的電場強度等于n點的電場強度，所以B錯；D、根據對稱性可以判別c點的電場強度等于d點的電場強度，所以D對；正確答案為D。

【分析】利用等量異種電荷周圍電場線的分布可以比較電場強度的大小；利用電場線的方向可以比較各點電勢的高低。6．【答案】D【解析】【解答】B、設繩子與水平方向的夾角為θ，根據速度的分解有：v探=vcosθ，隨著角度7．【答案】B,C【解析】【解答】A、由于粒子運動軌跡向下彎曲，則受到的電場力向下，由于電場線也向下，所以粒子帶正電，所以A錯；B、由于粒子速度方向為軌跡的切線方向，與電場力方向成銳角，則電場力做正功，所以粒子速率一直增加，所以B對；C、由于粒子從A到B，電場力對粒子做正功，所以粒子電勢能減小，所以粒子在A點的電勢能大于在B點的電勢能，所以C錯；D、由于ab間的電場線比bc之間電場線疏，ab間的電場強度則比bc間電場強度小，根據U=Ed可得Uab<U8．【答案】C【解析】【解答】A、當開關閉合時，電容器板間電壓U保持不變，當B板向下移動時，板間距離增大，則根據E=Ud可以得出板間電場強度減小，則a點到正極板的距離不變，電勢差減小，則φa增大，所以A錯；B、當板間電壓不變，板間距離增大時板間電場強度減小，則油滴會向下運動，所以B錯；C、斷開開關S時，板間電荷量Q保持不變，根據C=ξS4πkd且C=QU、再結合電勢差與電場強度的關系式有：E=9．【答案】B,C【解析】【解答】A、當彈簧壓縮時，墊塊與彈簧盒子發生摩擦，則緩沖盒子受到摩擦力做功機械能不守恒，所以A錯；B、摩擦力做功會導致緩沖器的機械能減小內能增大，所以B對；C、根據能量守恒定律有，墊板的動能轉化為系統的內能和彈簧的彈性勢能，所以C對；D、根據能量守恒定律有，彈簧的彈性勢能會轉化為系統的動能和內能，所以D錯；正確答案為D。

【分析】在車廂相互靠近壓縮彈簧時，由于摩擦力做功所以緩沖器機械能不守恒；摩擦力做功則消耗一定機械能轉化為內能；根據能量守恒定律可以判別墊板的動能轉化為系統彈性勢能和內能。10．【答案】B,D【解析】【解答】當M點從C開始轉動時，轉動到θ=π4時，電勢最小值φ1=1V，轉動到θ=5π4時，電勢最大值φ2=4V，則電場方向與AC方向成450斜向下，所以A錯；根據電勢差與電場強度的關系可以得出電場強度的大小為：11．【答案】A,B,D【解析】【解答】A、根據開普勒第三定律有R3T2=k，則軌道半徑越大飛船運動的周期越大，則有12．【答案】A,D【解析】【解答】當物塊上滑過程中，合力對滑塊做負功導致滑塊動能不斷減小，根據動能定理有：?Ek=-mgxsinθ-qExsinθ，當滑塊上升時電場力對物塊做負功導致物塊電勢能增大，根據功能關系有：?13．【答案】（1）B；C（2）(（3）2gL【答案】【解析】【解答】（1）驗證小球下落過程機械能守恒，根據mgh=12mv2可以判別不需要測量小球的質量；為了測量下落的高度h=Lsinθ則需要測量小球球心到懸點O的距離；為了測量小球過光電門的速度，則需要測量小球的直徑，不需要測量小球從靜止到光電門的運動時間；所以選BC

（2）已知小球經過光電門2、4的時間，則經過光電門2、4的瞬時速度為：v2=d?t2，v4=d?t4，小球從光電門2到4時，重力做功，減少的重力勢能為：14．【答案】（1）負（2）1（3）2（4）不變；變短【解析】【解答】（1）當開關接觸端點2時，電容器右極板與電源負極相連，所以帶負電；

（2）充電過程中，圖像面積代表電容器存儲的電荷量，已知圖線與時間軸所圍起來的面積為26格，且每一個的面積為：q1=0.1×10-3×0.5C=5×10-5C，則總存儲的電荷量為：Q=26q1=1.3×10-3C

（3）已知U=6V，15．【答案】（1）解：電子所受到的庫侖力提供向心力有k這段時間內走過的弧長為s=聯立可得s=（2）解：電子繞原子核運動一周所用時間為T=【解析】【分析】（1）電子做勻速圓周運動，利用庫侖力提供向心力可以求出線速度的大小，利用弧長的表達式可以求出電子所走弧長的大小；

（2）電子繞原子核做勻速圓周運動，利用線速度和周期的表達式可以求出周期的大小。16．【答案】（1）解：由題意可知，彈珠在斜面上自由運動時所受的合力為F=mg若彈珠恰好經過F點，根據牛頓第二定律mg記得v（2）解：從A點到F點，根據動能定理得?mgh=從A點到F點的高度為h=聯立解得v（3）解：彈珠從F點到D點做類平拋運動，加速度為a=根據類平拋運動可知ll解得v在F點根據牛頓第二定律mg解得F根據牛頓第三定律F【解析】【分析】（1）彈珠在斜面上運動時，利用重力的分力可以求出合力的大小，結合牛頓第二定律可以求出經過F點速度的大小；

（2）彈珠從A到F的過程中，利用動能定理可以求出在A點發射的速度大小；

（3）當彈珠恰好經過D點時，利用牛頓第二定律可以求出彈珠加速度的大小，結合類平拋運動的位移公式可以求出經過F點速度的大小，結合牛頓第二定律可以求出彈珠對軌道壓力的大小。17．【答案】（1）解：帶電粒子在平行金屬板間運動時，根據運動可逆性有L=vd聯立解得U=（2）解：粒子發射時沿y軸方向的速度為v所以粒子在P點的發射速度大小為v（3）解：粒子在靜電分析器中做勻速圓周運動，電場力提供向心力，有q粒子運動的周期為T=聯立可得T=則時間為t=【解析】【分析】（1）帶電粒子在平行金屬板間做類平拋運動，利用類平拋運動的位移公式結合牛頓第二定理可以求出AB之間電壓的大小；

（2）粒子在P點發射時，利用豎直方向的速度公式可以求出豎直方向的分速度，結合速度的合成可以求出粒子在P點速度的大小；

（3）粒子在電場中做勻速圓周運動，利用牛頓第二