2024十堰高一下学期6月期末物理试卷含解析

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满分100分，考试时间75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上，并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答在试题卷、草稿纸上无效。
3．非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只交答题卡。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10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. 太阳系有八大行星，离太阳由近至远的行星分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 水星的周期小于海王星的周期B. 金星的加速度小于木星的加速度
C. 地球的线速度小于土星的线速度D. 火星的角速度小于天王星的角速度
【答案】A
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力有
解得
，，，
则轨道半径越大，周期越大，加速度、角速度、线速度均越小，则可知：
水星的周期小于海王星的周期；金星的加速度大于木星的加速度；地球的线速度大于土星的线速度；火星的角速度大于天王星的角速度。
故选A。
2. 汽车在水平路面上行驶，经过一弯道时发现路边有限速标志，如图所示。已知汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.4，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若弯道近似看作圆弧，则弯道半径约为（ ）
A. 20mB. 30mC. 40mD. 50m
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律有
代入数据解得
m
故选B。
3. 2024年5月8日10时，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。已知地球的半径约为月球半径的4倍，地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍，不考虑地球和月球的自转。当嫦娥六号探测器在奔月过程中离地心和月心的距离相等时，受到地球和月球的万有引力之比约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在星球表面附近，根据万有引力与重力的关系有
地球的半径约为月球半径的4倍，地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍，则可知
当嫦娥六号探测器在奔月过程中离地心和月心的距离相等时，受到地球和月球的万有引力之比约为
故选C
4. 彩虹滑道在各游乐园和景区非常受欢迎。质量为70kg的游客坐在质量为10kg的橡胶圈上，一起从滑道顶端无初速滑下，最后停在滑道水平末端。若滑道顶端到末端的高度差为6m，取重力加速度大小，则此过程中橡胶圈的重力势能减小量为（ ）
A. 4800JB. 4200JC. 600JD. 0
【答案】C
【解析】
【详解】橡胶圈的重力势能减小量为
故选C。
5. 在2024年国际举联泰国世界杯赛中，中国举重队收获11金9银7铜。某选手在训练时将质量为140kg的杠铃举高1.8m，其中举起用了2s，在最高处维持了3s，放下用了0.5s，在杠铃落地前手已放开。取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 选手在向上举起杠铃的过程中对杠铃做的功小于2520J
B. 选手维持杠铃在最高点的过程中对杠铃做的功为0
C. 选手放下杠铃的过程中重力对杠铃做功的平均功率为1260W
D. 整个过程中重力对杠铃做功的平均功率约为458W
【答案】B
【解析】
【详解】A．选手在向上举起杠铃的过程中对杠铃做的功等于克服重力做力大小，有
故A错误；
B．选手维持杠铃在最高点的过程中，杠铃受到的支持力向上，杠铃没有在力的方向有位移，所以对杠铃做的功为0，故B正确；
C．根据题意选手放下杠铃的过程中杠铃没有落地，则选手放下杠铃的过程中重力对杠铃做功
已知放下用了0.5s，平均功率为
联立解得
故C错误；
D．整个过程中杠铃初始位置是地面，末状态位置是地面，位移为零，所以整个过程中重力做功为零，平均功率
则整个过程中重力对杠铃做功的平均功率为零，故D错误。
故选B。
6. 防护罩的一部分是固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，为了检验该防护罩承受冲击的能力，轨道下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射质量不同的钢珠（视为质点）。如图所示，某次发射的质量为的钢珠恰好能沿轨道内侧经过上端点P水平飞出，另一次发射的质量为的钢珠在Q点脱离轨道，OQ与竖直方向的夹角为。若弹簧枪的长度不计，每次发射时弹簧具有相同的压缩量，弹簧在弹性限度内，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】质量为的钢珠恰好能过P点，则在P点时重力提供向心力，根据牛顿第二定律有
从发射到经过P点，质量为的钢珠与弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒有
质量为的钢珠在Q点脱离轨道，则在此位置轨道对钢珠的弹力刚好为零，由重力沿半径方向的分力提供向心力，即
从发射到经过Q点，质量为的钢珠与弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒有
每次发射时弹簧具有相同的压缩量，即，联立解得
故选A。
7. 太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并以该三角形的中心O为圆心做圆周运动，如图乙所示。所有星体（均可视为质点）的质量均为M，且两种系统的运动周期相同，已知引力常量为G，则（ ）
A. 图甲中两颗边缘星的线速度大小均为
B. 图甲中两颗边缘星的运动周期均为
C. 图乙中每颗星体的角速度大小均为
D. 图乙中每颗星体转动半径均为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．图甲中边缘星做圆周运动由受到的万有引力的合力提供向心力，则有
解得
故A、B错误；
CD．设图乙中等边三角形边长为L，图乙中每颗星做圆周运动由受到的万有引力的合力提供向心力，则有
又因为两种系统的运动周期相同，则有
联立解得
则图乙中每颗星体的转动半径均为
故C错误，D正确。
故选D。
8. 平行板电容器的两板A、B接于电池两极，一个带电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，小球最终静止不动，如图所示。若要使细线偏离竖直方向的夹角增大一些，则下列方法可行的是（ ）
A. 将S断开，再将A板向右移一些B. 将S断开，再将A板向上移一些
C. 保持S闭合，将B板向左移一些D. 保持S闭合，将B板向下移一些
【答案】BC
【解析】
【详解】A．断开电键S，电容器所带的电量不变，将A板向右移一些，可知d变化，根据
可知
则E不变，电场力不变，不变，故A错误；
B．断开电键S，电容器所带的电量不变，由将A板稍向上移，S减小，由
可知E增大，小球所受的电场力变大，增大，故B正确。
C．保持电键S闭合，电容器两端间的电势差不变，将B板向左移一些，极板间距离减小，电场强度
增大，小球所受的电场力变大，增大，故C正确；
D．保持电键S闭合，电容器两端间的电势差不变，将B板向下移一些，极板间距离不变，电场强度
不变，小球所受的电场力不变，则不变，故D错误；
故选BC。
9. 如图所示，ABC-D是正四面体，M、N、P、K分别为AD、AB、BD和CD边的中点。在顶点A、B分别固定有电荷量相等的正点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A. M、P两点的电势相等
B. K、N两点的电场强度大小相等
C. 将带正电的试探电荷由M点移动到D点，电场力做正功
D. 电子在P点的电势能高于在K点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．M、P两点到正电荷的距离相等，则M、P两点电势相等，故A正确；
B．根据电场的叠加可知N点的电场强度为0，K点的电场强度不为0，大小不相等，故B错误；
C．沿着电场线方向电势逐渐降低，则由M点到D点电势降低，将带正电的试探电荷由M点移动到D点，电势能减小，电场力做正功，故C正确；
D．P点到两电荷的距离较近，则P点的电势较高，电子带负电，在P点的电势能低于在K点的电势能，故D错误；
故选AC。
10. 如图所示，竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等，一带正电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A点在同一水平线上的E点，A、B、C、D、E为粒子轨迹与等势线的交点。粒子从A点运动到B点的过程中克服重力做的功为9J，电场力做的功为20J。已知，则下列说法正确的是（ ）
A. B. 粒子在B点时的电势能为-20J
C. 粒子在C点时的动能为40JD. 粒子在E点时的动能为89J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．带正电的粒子受电场力向右，可知场强方向向右，沿电场线电势降低，可知
选项A正确；
B．从A到B电场力做的功为20J，可知从B到C电场力做功也为20J，则电势能减小20J，因在C点的电势能为零，可知粒子在B点时的电势能为20J，选项B错误；
C．从A到B竖直方向
可知
粒子在A点的电势能为40J，因粒子只有重力和电场力做功，则电势能、动能和重力势能之和守恒，则对AC两点
因C点的重力势能EPC小于9J，可知C点的动能大于40J，选项C错误；
D．因E点的电势能为-40J，则在AE两点时
可知在E点的动能
EkE=89J
选项D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的表达式。实验时用手拨动挡光杆旋臂使其做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验装置上，测量角速度和向心力。
（1）测得挡光杆的宽度为1mm，挡光杆通过光电门的时间为，则挡光杆通过光电门的速度大小为________m/s，挡光杆到转轴的距离为0.20m，则挡光杆转动的角速度大小为________rad/s。（结果均保留两位有效数字）
（2）图乙中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图乙可知，与曲线①相比，曲线②对应的砝码质量________（填“更大”“等大”或“更小”）。
【答案】（1） ①. 0.50 ②. 2.5
（2）更大
【解析】
【小问1详解】
挡光杆通过光电门的速度大小为
由
计算得出
【小问2详解】
根据向心力公式
可知半径和角速度相同时，质量越大则向心力越大，故曲线②对应的砝码质量更大。
12. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中是固定的光滑半圆轨道，圆心为O，OC为竖直半径，1和2是A、B位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让正方体滑块从与圆心等高处滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和。已知滑块的质量为20g，体积为，，，半圆轨道的半径为1.35m，取重力加速度大小，，。所有计算结果均保留三位有效数字。
（1）滑块通过光电门1时的速度大小为________m/s，通过光电门2时的速度大小为________m/s。
（2）滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，重力势能的减少量为________J，动能的增加量为________J。
（3）在误差允许范围内，该过程中滑块的机械能________。（填“守恒”或“不守恒”）
【答案】（1） ①. 1.00 ②. 2.50
（2） ①. ②.
（3）守恒
【解析】
【小问1详解】
[1][2] 正方体滑块的体积为，所以正方体的边长为
l=1cm
由速度定义式得滑块通过光电门1、2时的速度大小分别为
【小问2详解】
[1][2]重力做正功，重力势能减小，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，重力势能的减少量为
动能的增加量为
【小问3详解】
在误差允许范围内
则该过程中滑块机械能。
13. 游乐场的过山车可以简化成如图所示的模型：曲面轨道的下端与竖直面内圆轨道相切于B点，使一质量为m的小车从曲面轨道上的A处由静止开始无动力滑下，小车进入半径为R的圆轨道下端后沿该圆轨道运动。已知A、B的高度差为h，若小车通过圆轨道最高点C时对圆轨道的压力大小为mg（g为重力加速度大小），求：
（1）小车经过C点时的速度大小v；
（2）小车从A点运动至C点的过程中克服摩擦力做的功W。
【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）小车通过最高点时有
解得
（2）对该过程由动能定理，有
解得
14. 如图所示，真空中，在平面xOy坐标系的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，其电场强度大小为（未知），第四象限内有与x轴负方向夹角为45°的另一匀强电场，其电场强度大小为（未知）。一带电粒子从点A（0，L）沿x轴正方向射出，一段时间后粒子经过点B（2L，0），再经过相等的时间到达y轴上的C点（图中未画出）。不计粒子受到的重力，求：
（1）粒子经过B点时的速度方向与x轴正方向的夹角；
（2）C点的坐标；
（3）。
【答案】（1）；（2）（0，-6L）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子从A点到B点做类平抛运动，设粒子从A点射出的初速度大小为，运动时间为t，x方向有
y方向有
解得
（2）粒子经过B点时的速度大小
粒子从B点到C点也做类平抛运动，设C点的坐标为（0，），如图所示
沿方向有
解得
则C点的坐标为（0，-6L）。
（3）设粒子的质量为m，电荷量为q，对于粒子在第一象限的类平抛运动，竖直方向有
粒子在第四象限的类平抛运动在方向有
解得
15. 如图所示，足够大的固定光滑绝缘斜面的倾角，O、M、N为斜面上的三个点，ON垂直斜面底边，，。在斜面上将一质量的小球（视为质点）以某初速度自O点平行斜面底边抛出，小球恰好能通过M点。现使该小球带上电荷量的正电，同时施加一平行斜面的匀强电场，电场强度方向未知。在斜面上又从O点以大小相等的初速度沿另一方向抛出此带电小球，小球仍通过了M点，到达M点时的速度大小是初速度的3倍。取重力加速度大小。
（1）求小球从O点运动到M点的过程中，电势能与重力势能的变化量的比值k；
（2）若在斜面上将该小球（带电）再次从O点以大小相等的初速度沿另一方向抛出，小球恰好通过N点，且到达N点时的速度大小为初速度的5倍，求匀强电场的电场强度大小E。
【答案】（1）1；（2）
【解析】
【详解】（1）无电场时，小球在斜面上做类平抛运动，设O、M的距离为d，小球的初速度大小为，从O点运动到M点的时间为t，则
沿斜面水平方向有
沿斜面向下有
解得
加电场后，设小球从O点运动到M点的过程中，电场力做的功为，由动能定理有
解得
又重力势能的变化量
电势能的变化量
则
（2）又
解得
设小球从O点运动到N点过程中，电场力做的功为，由动能定理有
又
解得
在匀强电场中，沿着任意直线，电势的降低是均匀的，设直线ON上P点的电势与M点的电势相等，如图所示，则有
则P点为ON的中点，MP为等势线，OM为电场线方向，又
解得