[物理]四川省泸州市龙马潭区2023-2024学年高一下学期6月期末试题（解析版）

这是一份[物理]四川省泸州市龙马潭区2023-2024学年高一下学期6月期末试题（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题（43分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. “嫦娥五号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由探月卫星合力方向指向轨迹凹侧，从M点向N点飞行，速度逐渐减小，说明合力方向与速度方向的夹角为钝角，综合判断可知，C正确。
故选C。
2. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）

A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
D. 物体所受弹力和摩擦力都减小了
【答案】A
【解析】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析如图所示

可知物体的重力与摩擦力平衡，即
根据支持力提供向心力有
可知当圆筒的角速度增大以后，物体所受弹力增大，摩擦力不变。
故选A。
3. 如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO（AO>BO）悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则（ ）
A. 绳AO先被拉断
B. 绳BO先被拉断
C. 绳AO、BO同时被拉断
D. 条件不足，无法判断
【答案】B
【解析】依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示
据平行四边形定则可得
FB>FA
又因为两绳承受的最大拉力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳受到的拉力先达到最大值，BO绳先断。
故选B。
4. 已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，引力常量为G，由以上条件可知（ ）
A. 月球运动的加速度为B. 月球的质量为
C. 地球的密度为D. 地球的质量为
【答案】A
【解析】由月球绕地球做圆周运动有
解得
故A正确；
B．根据万有引力定律而列出的公式可知月球质量将会约去，所以无法求出，故B错误；
CD．由月球绕地球做圆周运动有
求得地球质量
又知体积
则密度为
故CD错误。
故选A。
5. 直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）
A. ，沿y轴正向B. ，沿y轴负向
C. ，沿y轴正向D. ，沿y轴负向
【答案】B
【解析】正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，则作为对称点的H点处的电场强度也为零，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零，则两个负点电荷在H点的合场强大小
方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向，两个负点电荷在H点的合场强大小为，方向沿y轴负向，因此H点处场强的大小为
方向沿y轴负向。
6. 两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意可知两节动车分别有
当将它们编组后有
联立可得
故选D。
7. 如图所示，在倾角为底端具有挡板的固定斜面上，滑块b的一端通过一劲度系数为的轻质弹簧与另一滑块a连接后置于斜面上，滑块b的另一端通过一不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮与带孔的小球c连接，小球c穿在光滑的固定轻杆上，轻杆与水平方向的夹角为，初始用手托住小球c置于M点，此时水平，弹簧被拉伸且弹力大小为，释放小球c，小球恰好能滑至N点，滑块a始终未离开挡板，已知，，，若整个运动过程中，绳子一直绷紧,则下列说法正确的是（ ）
A. 滑块b与斜面间的动摩擦因数为0.75
B. 小球c滑至的中点处的速度
C. 小球c从M点滑至N点过程中，经过中点处时重力的功率最大
D. 小球c从M点滑至N点的过程中，弹簧的弹性势能经历了先减小再增大的过程
【答案】B
【解析】A．小球c从M到N，滑块b先下滑再回到原来的位置，则由能量关系
解得滑块b与与斜面间的动摩擦因数为
选项A错误；
B．小球在M点时弹簧被拉伸，弹力为8N，此时弹簧被拉长
小球c滑至的中点处时，b下滑的距离为
则此时弹簧被压缩4cm，此时的弹性势能等于在M点的弹性势能，设此时c的速度为v，则b的速度为0，则由能量关系
解得
选项B正确；
C．小球c从M点滑至N点的过程中，经过中点处时，小球c沿斜面方向的合力为mcgsin37°，则加速度不为零，速度不是最大，即此时重力的功率不是最大，选项C错误；
D．小球c从M点滑至MN中点的过程中，弹簧由伸长4cm到被压缩4cm，即弹簧的弹性势能先减小再增大；同样小球c从MN中点滑至N点的过程中，弹簧由压缩4cm到被拉长4cm，即弹簧的弹性势能仍先减小再增大，则选项D错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，则（ ）
A. 要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为
B. 要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为
C. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为
D. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为
【答案】AC
【解析】AB．当气嘴灯运动到最低点时发光，此时车轮匀速转动的角速度最小，则有
得
故A正确，B错误；
CD．当气嘴灯运动到最高点时能发光，则
得
即要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，粗糙的水平地面上质量为的滑块，通过轻质绳穿过光滑的固定圆环与质量为m的小球（小球可视为质点）相连，连接滑块的轻绳与粗糙的水平地面平行，小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角，滑块在粗糙的水平地面上静止，不计轻绳形变。下列说法正确的是（ ）

A. 适当增大小球的转速，滑块可能仍然静止
B. 适当增大小球的转速，滑块一定要滑动
C. 若夹角，小球的向心加速度变小
D 若夹角，滑块所受摩擦力变大
【答案】AC
【解析】AB．小球做匀速圆周运动，轻绳拉力与自身重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，可得
由几何知识可得
联立，解得
可知适当增大小球的转速，增加，根据
易知轻绳拉力增大，分析滑块的受力可知滑块所受静摩擦力将增大，若未达到最大静摩擦，则滑块仍静止。故A正确；B错误；
CD．同理，若夹角，则根据向心加速度表达式
可知小球的向心加速度变小。根据
可知轻绳拉力减小，由二力平衡易知，滑块所受摩擦力变小。故C正确；D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示，足够长的水平传送带以速度v=2.5m/s沿顺时针方向运行。可视为质点的物块在t=0时刻以速度v0=5m/s从传送带左端开始沿传送带转动方向运动，物块的质量m=2kg，物块在传送带上运动的部分v-t图像如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，则在0~1s内（ ）
A. 物块先做匀减速运动，再做匀速运动B. 传送带对物块做的功为18.75J
C. 物块与传送带的动摩擦因数为μ=0.5D. 物块的动能减少了31.25J
【答案】AC
【解析】A．由题意知，传送带足够长，所以物块先匀减速到与传送带共速，之后再与传送带一起匀速直线运动，A正确；
BD．由动能定理得，传送带对物块做的功为
物块的动能减少了18.75J，BD错误；
C．由图像可知，t=0.5s时物块与传送带共速，则加速度为
又由牛顿第二定律知
解得
C正确；
故选AC。
第二卷 非选择题（57分）
三、实验探究题（14分）
11. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________；
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 探究两个互成角度的力的合成规律
（2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径___________（选填“相同”或“不同”）；
（3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板___________（填“A、C”或者“B、C”）
【答案】（1）B （2）相同 （3）A、C
【解析】
【小问1详解】
探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。
A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误；
B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。
故选B。
【小问2详解】
当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度相同，两侧塔轮边缘的线速度大小相等，根据
可知需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。
【小问3详解】
当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和半径相同，则需要把质量相同的小球分别放在挡板A、C。
12. 某同学用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。
（1）若电动机转速为3000r/min，则T = __________s。
（2）实验操作时，应该__________（填正确答案标号）
A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落
B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动
（3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度 __________。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于__________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
【答案】（1）0.02 （2）A （3） （4）2g
【解析】（1）由于电动机的转速为3000r/min，则其频率为
则
（2）实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。
故选A。
（3）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为
（4）钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即
可得
若图线为一条倾斜直线，且直线的斜率近似等于，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）
13. 某人利用如图所示的装置,用100 N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端,将物体从水平面上的A点移到B点。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5 m,不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦。求绳的拉力对物体所做的功（sin 37°=0.6,cs 37°=0.8）。
【答案】50 J
【解析】由于不计绳的质量及绳与滑轮间的摩擦,故恒力F做的功和绳对物体的拉力做的功相等。由于恒力F作用在绳的端点,故需先求出绳的端点的位移l,再求恒力F做的功。
由几何关系知,绳的端点的位移为
l=-=h=0.5 m
在物体从A移到B的过程中,恒力F做的功为
W=Fl=100×0.5 J=50 J
故绳的拉力对物体所做的功为50 J。
14. 宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h，小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t．不计空气阻力，忽略该星球的自转，已知该星球的半径为R（R远大于h），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据竖直上抛运动的对称性可知小球上升、下落过程的时间均为，根据自由落体运动公式，有
解得该星球表面的重力加速度
（2）静止在该星球表面的物体，根据重力等于万有引力，有
解得星球的质量
星球的体积
故该星球的密度
（3）根据万有引力提供向心力，有
解得第一宇宙速度
15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。
（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电势能变化量；
（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达D点时对轨道的作用力大小；
（3）改变s的大小仍使滑块由静止释放，且滑块始终沿轨道滑行，并从G点飞出轨道，求s的最小值。
【答案】（1）；（2）0：（3）
【解析】（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电场力做功为
电场力做正功电势能减小，故电势能变化量为
（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，设滑块到达D点时的速度为，从A点到D点过程运用动能定理，得
解得
在D点，运用圆周运动知识，竖直方向的合力提供向心力，得
解得
滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为0。
（3）等效竖直平面圆周运动，要使滑块从G点飞出，则必须可以通过等效最高点，当恰好通过等效最高点时，满足题意的s最小。

等效重力由重力和电场力的合力提供
等效重力与重力的夹角
所以
当恰好通过等效最高点时的速度设为v，则此时满足
从A点由静止释放到达等效最高点过程，由动能定理，得
解得