河南省洛阳市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

这是一份河南省洛阳市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷，共6页。试卷主要包含了抖空竹是一种传统杂技节目等内容，欢迎下载使用。

本试卷共6页，全卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写答题卡上。
2.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1.核辐射的辐射强度常用“当量剂量”这一物理量衡量，其国际单位西弗(又译希沃特)，记作Sv，1西弗=1焦耳(辐射能量)/千克，单位J/kg，如果用国际单位制的基本单位表达西弗，正确的是
A.m²/s² B. W/kg C. N/(m·kg) D. m²/s
2.在物理学的重大发现中，科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想、类比法、微元法、科学假设法和建立物理模型等。以下关于物理学研究方法的叙述正确的是
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法
B.根据速度的定义式 v=ΔxΔt,当Δt趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限思想
D.在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法
3.如图所示，P、Q两质点的位移-时间图像分别为图中的a、b图线，其中a为抛物线，关于两质点的运动描述，下列说法正确的是
A.两质点两次相遇时的运动方向相同
B.0-t₀时间内某时刻，P、Q的速度相同
C.t₀时刻，质点 P的加速度为零
D.t₀-2t₀时间内质点 P、Q 平均速度之比为2：1
4.抖空竹是一种传统杂技节目。表演者用两根短竿系上绳子，将空竹扯动使之旋转，并表演出各种动作。如图所示，表演者保持一只手A不动，另一只手B沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是
A.细绳 B端沿虚线a向左移动时，细线对空竹的合力增大
B.细绳 B 端沿虚线b向上移动时，细线的拉力不变
C.细绳 B端沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力减小
D.细绳 B 端沿虚线d 向右移动时，细线的拉力不变
5.如图所示为小朋友在玩“儿童蹦极”，拴在小朋友腰间两侧是弹性极好的相同橡皮绳。若小朋友从最低位置在橡皮绳拉动下由静止开始上升(此时橡皮绳伸长最大)，直至上升到橡皮绳处于原长的过程中，忽略空气阻力，下列说法中正确的是
A.小朋友在上升过程中处于超重状态
B.当橡皮绳恢复原长时小朋友的速度最大
C.上升过程中橡皮绳对小朋友做的功等于小朋友动能增加量
D.小朋友在上升过程中机械能不守恒
6.有一质量为m、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心 O 为2R的地方有一质量为m₀的质点。现从m中挖去半径为 12R的球体，然后在空心处填满密度为原球密度一半的物质，如图所示，则新组成的球体对m₀的万有引力F为
A.Gmm04R2 B.G7mm036R2
C.G2mm09R2 D.G4mm09R2
7.植树可以绿化和美化家园，还可以扩大山林资源、防止水土流失、保护农田、调节气候、促进经济发展等作用，是一项利于当代造福子孙的宏伟工程。如图所示，在某次植树活动中，工作人员先把树根部放入土坑中，再用双手把树扶起到竖直状态，工作人员以速度v向左匀速运动扶正树苗时，可认为树苗绕和地面的接触点 O 做圆周运动。手与树苗接触点的高度为h，若某时刻树苗与地面的夹角为θ，树苗转动的角速度ω为
A.νcsθsinθh B.vsin2θh
C.vh D.vtanθh
8.如图为某城市广场喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱达到80m的高度；靠近看，喷嘴横截面积约为 8.0×10⁻³m²,喷嘴位置与池中水面持平，且喷水方向稍偏离竖直(可认为竖直)，使上升与下落的水流不重合。水的密度为 1.0×10³kg/m³,不计空气阻力，重力加速度取 g=10m/s²,流量为单位时间内通过喷嘴水的体积。则
A.喷嘴的出水速度为20m/s
B.喷嘴的流量约为 8.0×10⁻³m³
C.水柱在空中的水体积约为 2.56m³
D.电动机为此喷嘴所提供的功率至少为1280W
9.中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是探测器奔月的示意图，探测器发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于该探测器，下列说法正确的是
A.在绕地轨道中，三个轨道的公转半长轴的三次方与公转周期的二次方之比都相等
B.发射时的速度必须达到第二宇宙速度
C.卫星在轨道Ⅲ经过Q点时的速度小于其在轨道Ⅱ经过Q 点时的速度
D.卫星在轨道Ⅲ经过Q点时的加速度等于其在轨道Ⅱ经过Q点时的加速度
10.如图所示，两根绝缘细线的上端都系在水平天花板上O点，另一端分别连着两个带电小球P、Q，两小球静止时处于同一水平高度，P球质量为m，两细线与天花板间的夹角分别为 α=30°,β=45°,，重力加速度为g。下列说法正确的是
A.左侧小球Q的质量为 2m
B.左右两侧细线拉力在水平方向分力相等
C.剪断右侧细线的瞬间，P球的加速度大小为2g
D.同时剪断左右两侧细线瞬间，P、Q的加速度大小之比为 1:2
11.如图，质量为2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ₁为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ₂为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取 10m/s²。，以下说法正确的是
A.木块对铁箱压力的大小20N
B.水平拉力 F 的大小129N
C.水平面对铁箱的支持力小于30N
D.铁箱的加速度为 20m/s²
12.一小球竖直向上抛出，然后落回到原处。小球初动能为 Eₖ₀,，假设小球受到的空气阻力和速度成正比，取抛出点为零势能点，则该过程中，小球的机械能E与位移x关系和动能Eₖ 与位移x关系的图线是
二、实验(本题共2小题，共15分)
13.(6分)图甲是探究平抛运动的实验装置。用小锤击打弹性金属片后，Q球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时P 球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。
(1)以上现象说明( )
A.两小球落地时速度相等
B.两小球在空中运动的时间相等
C.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
D.平抛运动的轨迹是抛物线
(2)该同学用频闪相机拍摄到如图乙所示的平抛运动的照片，照片中小方格的边长为L，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔t= 曝光一次，小球平抛初速度为 v₀=(当地重力加速度g，结果用g、L表示)。
14.(9分)某兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设计电路如图甲所示。
(1)将开关S与2连接时电源短时间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带 (选填“正”或“负”)电;
(2)然后把开关S接1，电容器放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系如图乙所示，已知图乙中所围的面积约为38个方格，根据I-t图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为 C；已知直流电源的电压为6V，则电容器的电容为 F；(均保留三位有效数字)
(3)如果不改变电路其他参数，调大滑动变阻器的阻值，重复上述实验，则充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将 (填“变大”“不变”或“变小”)；
(4)在“观察电容器的充、放电现象”实验中，以下观点正确的是( )
A.在ef之间串联一个微型直流小风扇，可以展示电容器是储能元件
B.更换电容C值更小的电容器，在电源电压不变的情况下，电容器放电时释放的电荷量仍不变
C.将电源电压增大，但不超过电容器的耐压，可以增大电容器放电时释放的电荷量
D.将变阻器阻值增大，可以减少电容器的放电时间
三、解答题(本题共3小题，共37分。解答要有必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。)
15.(10分)如图所示，在匀强电场中有一等边三角形ABC,边长为60cm,电场方向和 △ABC所在平面平行，现将电荷量 q=-4×10⁻⁶C的点电荷从电场中的A点移动到B点，静电力做功 -2.4×10⁻⁵J的功，该电荷从 C 点移到 A 点，电场力做功 4.8×10⁻⁵J的功。
(1)如果规定B点的电势为零，则A 点和C点电势φA、φc分别是多少?
(2)电场强度E的大小和方向。
16.(13分)一热气球悬停在距地面25m处，工作人员发现热气球在很短时间内漏掉了部分气体并及时堵住后，气球竖直方向由静止开始向下以 415m/s2的加速度匀加速直线运动15m，此时工作人员立即丢下一些物品后气球系统的总质量为600kg，热气球接着做匀速运动8m后，工作人员再次丢下一些物品，气球开始做匀减速运动，气球到地面时速度恰好为零，g取 10m/s²。求：(计算结果可带根号)
(1)气球从开始向下运动到落地总时间是多少?
(2)第二次丢下的物品落地时的动能是多少?
17.(14分)如图所示,竖直轨道 CDEF 由圆弧 CD、直线 DE 和半圆EF组成, 圆弧和半圆半径均为R，水平轨道 DE=2R，各轨道之间平滑连接，轨道 CDEF可上下左右调节。一质量为m的小球压缩弹簧到某一位置，撤去外力静止释放后沿水平轨道AB 向右抛出。调整轨道使BC高度差h=0.9R，并使小球从C点沿切线进入圆弧轨道CD。除DE段有摩擦外，其他阻力不计，( θ=37°,，重力加速度为g，求：
(1)撤去外力瞬间，弹簧的弹性势能Ep；
(2)若小球恰好能到达最高点 F，则DE段的动摩擦因数μ₁；
(3)改变小球质量，并调整轨道使小球压缩弹簧从同一位置静止释放后仍从 C 点沿切线进入圆弧轨道，若 μ₂=0.2,小球从F点水平飞出后落在C点，求改变后小球的质量。