2023-2024学年江苏省镇江市高一（下）期末考试物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年江苏省镇江市高一（下）期末考试物理试卷（含答案），共13页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列可以组成电容器的是( )
A. B.
C. D.
2.下列与避雷针工作的物理原理相同的是( )
A. 静电喷涂中油漆微粒自动沉积在工件表面B. 燃气灶中点火器的放电电极制作成钉尖形
C. 高压带电作业工人穿戴的工作服D. 高压输电线上方的两根接地导线
3.如图所示，以O为圆心的圆上有A、B、C、D四点，AD为直径，B、C关于AD对称.正点电荷Q放在O点的左边，A、B、C、D四点场强大小分别为EA、EB、EC和ED，则( )
A. EAEDD. EA>ED
4.如图是自行车外接助力装置，其通过滚轮驱动车轮转动.滚轮直径为8cm，车轮直径为48cm.滚轮与车轮间无相对滑动，则滚轮与车轮的角速度之比为( )
A. 1:1B. 6:1C. 1:6D. 36:1
5.如图所示，一辆汽车在平直公路上以恒定功率匀速行驶.在柏油路面上行驶的速度为v1，牵引力为F1.在水泥路面上行驶速度为v2，牵引力为F2.已知汽车在柏油路面行驶时受到的阻力大于在水泥路面的阻力，忽略空气阻力，则( )
A. F16.2024年5月嫦娥六号探测器成功发射，进入地月转移轨道后经过多次变轨在月球背面软着陆，其飞行轨道如图所示.则嫦娥六号探测器( )
A. 经过地月转移段在P点减速后进入环月轨道
B. 经过P点时在环月轨道1上指向月心的加速度小于在环月轨道2上
C. 环月轨道1的运行周期小于环月轨道2的运行周期
D. 在环月轨道1的机械能小于环月轨道2的机械能
7.某同学用图甲所示的向心力演示器来探究“匀速圆周运动中向心力与质量的关系”，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，左右每层半径如图乙所示。下列关于两小球放置位置及传动皮带所套塔轮的层数正确的是( )
A. 挡板A和C处，塔轮第一层B. 挡板B和C处，塔轮第一层
C. 挡板A和C处，塔轮第二层D. 挡板B和C处，塔轮第三层
8.如图所示，在竖直平面内固定着光滑圆管道.一小球从管道内的最低点以不同的初速度v0向右运动，球的直径略小于管的内径，不计空气阻力.用阴影表示小球在运动过程中对内侧管壁有作用力的区域，虚线为过O点的水平线，下列图示可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示，等长的AB、BC、AC绝缘细棒上均匀分布着等量正电荷，它们在三角形中心O产生的电场强度大小为E、电势为φ1。在BC棒的中点截去非常小的一段，此时O点的场强大小为E、电势为φ2，则( )
A. E1=E2B. E1>E2C. φ1>φ2D. φ1<φ2
10.如图所示，实线MN是匀强电场中的一个等势面，虚线AB是一电子只在电场力作用下的运动轨迹。电子从A运动到B过程中，加速度大小a、动能Ek随时间t的变化关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示，圆心为O的四分之一圆弧轨道BC竖直放置，O与A处的钉子处于同一高度.细线的一端系有小物块P，另一端绕过钉子系一套在圆弧轨道上的小球Q.将小球从轨道顶端B静止释放，忽略一切摩擦.在小球从B点运动到最低点C的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 小物块P和小球Q的速率总相等B. 小物块P的机械能守恒
C. 小球Q的机械能先增加后减小D. 小球Q重力的功率先增加后减小
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.小明同学利用图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，提供的器材有：带有凹槽质量为M的滑块、5个质量为m的钩码(其中标号为1的钩码装有轻质遮光条)、气垫导轨、光电门、刻度尺等。遮光条宽度为d，重力加速度为g。实验操作步骤如下：
①打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至导轨上的滑块在不挂钩码时，能在短时间内保持静止后，关闭气泵；
②在跨过定滑轮的细线下端悬挂标号为1的钩码，其余4个钩码放在滑块凹槽中；
③把滑块拉到导轨右端有标记的位置处；
④测出遮光条中心到光电门中心的距离ℎ；
⑤打开气泵待气流稳定后释放滑块，记录遮光条通过光电门的时间t1；
⑥每次再从凹槽中取出一个钩码增挂至上个钩码的下端，重复步骤③和⑤，直至凹槽内的钩码全部取出，依次记录的遮光时间分别为t2，t3，…，t5。
(1)实验步骤①操作目的是_____。
(2)实验步骤④中光电门中心在刻度尺上位置如图乙所示，则其读数为_____cm。
(3)当细线下端悬挂1个钩码时，若关系式_____成立，说明系统的机械能守恒(用题中所给的物理量字母表示)。
(4)小明将细线下端悬挂钩码的个数记为n，并将对应的遮光时间t换算为1t2，根据所测的数据在图丙中描点，请作出1t2−n图像_____。
(5)小明认为仅通过分析图丙所描绘的图线特征就可以判断系统的机械能是否守恒，而无需测量滑块和钩码的质量，你是否同意他的说法？_____(选填“同意”或“不同意”)，理由是_____。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图所示，人造卫星A绕地心做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，A距地面的高度为ℎ，周期为T，万有引力常量为G。求：
(1)地球的质量；
(2)地球的第一宇宙速度。
14.如图所示，匀强电场的方向与等腰直角△ABC所在的平面平行，A、B间的距离为2 2×10−2m，将电荷量为Q=−8×10−6C点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了WAB=−3.2×10−5J的功，再从B点移到C点，静电力做了WBC=3.2×10−5J的功。求：
(1)AB两点间的电势差UAB；
(2)匀强电场的电场强度E的大小。
15.将一根长l=1m细线的一端固定在竖直转轴上的A点，另一端系一质量m=1kg的小球B，如图甲所示．现对小球施加一水平拉力F使其静止，细线与竖直方向的夹角θ=37∘，如图乙所示．重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。
(1)求静止时拉力F的大小；
(2)若从图甲静止时开始用外力转动转轴，稳定时细线与竖直方向的夹角仍为37°，如图丙所示，求：
①此时B的角速度ω；
②此过程外力对系统所做的功W。
16.示波管装置如图甲所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，电子从静止经大小为U0的电压加速后以一定速度沿轴线O1O2连续射入偏转电极，偏转电极的极板沿轴线方向长度为l，间距为d，极板右侧到荧光屏的距离为D。已知电子电荷量为e，质量为m，重力不计。
(1)求电子进入偏转电极时的速度v0；
(2)若偏转电极所加电压为U1，求电子离开偏转电场时竖直方向的偏移量及偏转角正切值；
(3)若偏转电极两端加图乙所示的周期性电压，电压最大值为Um、电场变化周期为T，且T远大于电子在电场中的运动时间，求荧光屏上亮点经过O2时的速度大小v。
参考答案
1.C
2.B
3.A
4.B
5.C
6.A
7.A
8.C
9.C
10.D
11.D
12.(1)气垫导轨上滑块在运动过程中摩擦阻力可以忽略，当打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至导轨上的滑块在不挂钩码时，能在短时间内保持静止，此时滑块所受外力合力为0，气垫导轨处于水平状态。
(2)根据刻度尺的读数规律，该读数为50.50cm。
(3)钩码通过光电门的速度
v1=dt1
当细线下端悬挂1个钩码时，对系统进行分析有
mgℎ=12M+5mv12
解得
mgℎ=12M+5mdt12
(4)根据图中点迹分布可知，点迹大致处于同一直线上，而第四组数据偏差太大，是错误引起，排除该点，用直线将其它数据连起来，使点迹均匀分布在直线两侧，如图所示
(5)[1][2]钩码通过光电门的速度
v=dt
当细线下端悬挂n个钩码时，对系统进行分析有
nmgℎ=12M+5mv2
解得
1t2=2mgℎM+5md2n
可知，为了判断系统的机械能是否守恒，需要确定 1t2−n 图像是表示一条过原点的倾斜直线，还要验证图线的斜率是否为 2mgℎ(M+5m)d2 ，即需要测量滑块和钩码的质量。

13.(1)设地球的质量为M，卫星A的质量为 mA ，卫星A的万有引力提供向心力，有
GMmAR+ℎ2=mA4π2T2R+ℎ
则地球的质量
M=4π2R+ℎ3GT2
(2)设近地卫星的质量为m，近地卫星的万有引力提供向心力，有
GMmR2=mv2R
解得
v= GMR
由(1)得
M=4π2R+ℎ3GT2
联立解得地球的第一宇宙速度
v=2πT R+ℎ3R

14.(1)由电场力做功与电势差关系，有
WAB=qUAB
则A、B两点间的电势差为
UAB=WABq=−3.2×10−5−8×10−6V=4V
(2)同理有
UBC=WBCq=3.2×10−5−8×10−6V=−4V
则A、C两点为等势点，所以电场强度E垂直AC斜向下
E=UABABsin45∘=42 2×10−2× 22V/m=200V/m

15.(1)由小球的平衡条件得
F=mgtanθ
解得
F=7.5N
(2)①对小球受力分析，根据向心力公式得
mgtanθ=mω2r
其中
r=lsinθ
则此时B的角速度
ω=52 2rad/s
②由几何关系可得，小球上升的高度
ℎ=l−lcsθ=0.2m
由能量守恒关系可得
W=mgℎ+12mv2
其中
v=ωr=ωlsinθ
解得
W=4.25J

16.(1)电子在加速场中加速，由动能定理得
eU0=12mv02
解得
v0= 2eU0m
(2)电子在偏转场中做类平抛运动，设竖直方向的偏移量为y，偏转角为 θ 。水平方向匀速运动
l=v0t
竖直方向加速运动
y=12at2
其中
a=eU1md
解得
y=U1l24U0d
偏转角正切值为
tanθ=vyv0
其中
vy=at
解得
tanθ=U1l2U0d
(3)设电子打到荧光屏上的竖直位移为Y，由几何关系可得
Y=D+l2tanθ=2D+llu4U0d
解法1
结合图像可知，在一个周期T内
u=2UmTt−Um
将其代入，整理得
Y=2D+ll4U0d2UmTt−Um
可知亮点的位置随时间均匀变化，即做匀速运动。则经过 O2 时的速度大小
v=2D+llUm2U0dT
解法2
光点移动的速度
v=ΔYΔt=2D+ll4U0dΔuΔt
由图像可知
ΔuΔt=2UmT
则经过 O2 时的速度大小
v=(2D+l)lUm2U0dT