内蒙古集宁一中2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份内蒙古集宁一中2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，在湖面上有甲、乙两只静止的小船，其中甲船内有位小同学，这位同学猛推了乙船一下，两船分别向相反方向运动。下列判断正确的是( )
A.同学推乙船的力有可能大于乙船对他的反作用力
B.同学推乙船的力的作用时间有可能大于乙船给同学的反作用力的作用时间
C.在猛推过程中，同学对乙的作用力和乙对同学反作用力的冲量大小一定相同
D.在猛推过程中，乙船和同学的位移大小一定相同，因此同学对乙的作用力和乙对同学反作用力的做功一定相同
2．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子只在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P和Q是这条轨迹上两个点，P、Q相比，下列说法错误的是( )
A.P点的电势高
B.带电粒子通过P点时的加速度大
C.带电粒子通过P点时的速度大
D.带电粒子在P点时的电势能较大
3．如图，真空中有两个电荷量均为的点电荷，分别固定在正三角形ABC的顶点B、C.M为三角形ABC的中心，沿AM的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为.已知正三角形ABC的边长为a，M点的电场强度为0，静电力常量的k.顶点A处的电场强度大小为( )
A.B.C.D.
4．如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为m、带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，丝线BC长度为，AC两点间的距离为2L.当小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角，带电小球A、B可视为质点，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.丝线对小球B的拉力为
B.小球A的带电荷量为
C.如果小球A漏电导致电量减少少许，则AB之间距离减小，库仑力变大
D.如果小球A漏电导致电量减少少许，丝线拉力大小不变
5．为保护地球免遭小行星撞击，2022年9月人类首次尝试在太空中改变一颗小行星的运行轨道。如图，研究团队选择了一对双小行星系统进行研究，该系统可简化为一颗质量较小的“孪小星”围绕着一颗质量更大的“孪大星”做匀速圆周运动。实验时，通过引导航天器与“孪小星”迎面相撞（撞后融为一体），使“孪小星”绕“孪大星”运动的轨道发生轻微偏移。对撞击后的“孪小星”，下列说法正确的是( )
A.撞击刚结束时，动量增大B.撞击刚结束时，加速度减小
C.撞击结束后，做离心运动D.轨道偏移后，运动周期减小
6．如图，一带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止在光滑水平面上，一可视为质点、质量为m的小球以速度从小车的左端水平滑上小车，与小车作用后从小车左端竖直掉下。已知圆弧轨道的半径足够大，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.小球和小车组成的系统动量守恒、机械能守恒
B.小车的最终速度大小为
C.小车对小球做的功为
D.小球在小车上能上升的最大高度为
7．如图所示，在光滑绝缘的水平地面上，放置两个带电小球A和B（两小球可视为点电荷），已知A球质量为m，B球质量为3m，并使两球分别带上同种电荷，相隔距离为L。现将两小球同时由静止释放，当A球的加速度变为释放后瞬间的时，整个系统的电势能改变量为24J，则在这一过程中，下列说法正确的是( )
A.A球运动的距离为0.45LB.B球运动的距离为0.25L
C.B球获得的动能为18JD.两球运动过程中系统机械能守恒
二、多选题
8．如图所示，a、b为两个固定的带等量正电荷的点电荷，虚线ab、cd互相垂直平分，负电荷q由c点从静止释放，如只受电场力作用，则下列关于此电荷运动的说法正确的是( )
A.从c到d速度一直增大
B.cd间做往复运动，经O点时速度最大
C.从c到O加速度减小，从O到d加速度增大
D.若在c点给q一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动
9．一匀强电场的方向平行于平面，平面内三点的位置如图所示，三点的电势分别为15V、29V、47V，下列说法正确的是( )
A.坐标原点处的电势为
B.电子在a点的电势能比在b点的高14eV
C.电子从b点运动到c点，克服电场力做功为18eV
D.电场强度的大小为5V/cm，方向沿连线，由c指向O
10．如图所示，高的桌面上固定一半径的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道末端B与桌面边缘水平相切，地面上的C点位于B点的正下方，整个装置受到水平向左的恒定风力。将一质量的小球由轨道顶端A处静止释放，取，下列说法正确的是( )
A.小球在B点对轨道的压力为0.6N
B.小球最终落在C点右方
C.小球从B运动到马上与地面接触的过程中，动量变化量为0.2kg·m/s
D.若OA与OD的夹角为53°则小球从A运动到B的过程中在D点的速度最大
三、计算题
11．如图所示，真空中有两个固定的正点电荷A、B，一带电微粒质量为m，电荷量为，在两正电荷库仑力作用下恰好可沿一垂直于AB连线的平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知带电微粒与两正电荷连线和AB连线所成的夹角分别为和（带电微粒的重力忽略不计）
（1）求A、B两电荷的电荷量之比；
（2）若A的电荷量为5q，求负电荷做圆周运动的线速度大小。
12．如图甲所示，质量为1kg的物块放在水平面上，给物块施加如图乙所示的向上的拉力F，物块在空中运动过程中受到的空气阻力大小恒为2N，重力加速度取。
（1）物块向上运动过程中最大速度为多少？
（2）若拉力作用一段时间后撤去，撤去拉力后物块还能上升1.5m的高度，则拉力作用的时间为多少？
13．如图所示，一根长为轻绳一端固定于O点，另一端栓接一个质量的小球；水平地面MN上，一质量的物块A置于质量为的木板B的最左端，物块A位于悬点O的正下方，A、B处于静止状态。水平拉直轻绳后，将小球由静止释放，小球下摆至最低点与小物块A发生弹性正碰，小物块A运动至长木板B最右端时刚好与B共速，共速后长木板B与平台侧面CN相碰而静止，B的厚度和CN高度相等。小物块A滑上水平平台CD，并进入圆弧管道DE，圆弧管道DE与CD在D点平滑连接，管道的内径略大于小物块A的长度。已知CD的长度为，EF在圆弧管道的竖直直径上，EF的高度为，CD与FG为同一高度的水平面，小物块A与长木板B、平台CD之间的动摩擦因数均为，MN和管道DE均光滑，重力加速度大小g取，不计空气阻力。求：
（1）小球和小物块A碰后瞬间A的速度大小；
（2）木板B的长度l与初始静止时B的右端距离CN的最短距离；
（3）拉直轻绳，减小小球释放点到木板B上表面的竖直高度H，要使A能通过E点且落到FG上，求A最终落点到F点的距离d与H间满足的关系（结果用根式表示）。
四、实验题
14．为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：
（1）实验时，一组同学进行了如下操作：
①用天平分别测出重物A、B的质量和（A的质量含挡光片、B的质量含挂钩，且），用螺旋测微器测出挡光片的宽度d；
②将重物A、B用绳连接后，跨放在定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出___________（填“A的上表面”“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落；
③记录挡光片经过光电门的时间。
（2）如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为___________（用质量，重力加速度为g，经过光电门的时间为，挡光片的宽度d和距离h表示结果）。
（3）实验进行过程中，有同学对实验作了改进，如图乙所示，在B的下面挂上质量为m的钩码，让，经过光电门的速度用v表示，距离用h表示，仍释放重物B使其由静止开始下落，若系统的机械能守恒，则有___________（已知重力加速度为g）。
15．在一次实验中，某同学选用了两个外形相同的硬质小球A和B，小球A质量较大，小球B质量较小。该同学实验发现：若在水平面上用B球去撞击原来静止的A球，碰后A球向前运动，B球向后运动。为了验证上述碰撞现象中动量守恒，该同学计划用如图所示的圆弧轨道进行实验，轨道固定在水平面上，内侧光滑。实验时，分别将小球M、N放在竖直平面内的半圆形轨道内侧（轨道半径远大于小球半径）。现让小球M从与圆心O等高处由静止释放，在底部与静止的小球N发生正碰。
（1）实验中，若实验室里有如下所述的四个小球：
①半径为r的玻璃球②半径为2r的玻璃球
③半径为1.5r的钢球④半径为2r的钢球
为了便于测量，M球应选用___________，N球应选用___________（填编号）。
（2）实验中不用测量的物理量为___________。
①小球M的质量和小球N的质量
②圆弧轨道的半径R
③小球M碰后上升的最高处与O点的连线与竖直方向的夹角
④小球N碰后上升的最高处与O点的连线与竖直方向的夹角
（3）用上述测得的物理量表示碰撞中满足动量守恒定律的等式为___________。
参考答案
1．答案：C
解析：ABC、同学推乙船的力和乙船对他的反作用力是相互作用力，大小相等，作用时间相同，根据冲量的计算公式可知，在猛推过程中，同学对乙的作用力和乙对同学反作用力的冲量大小一定相同，故AB错误，C正确;D、根据可知，两船的质量不一定相同，加速度可能不同，则位移不一定相等，同学对乙的作用力和乙对同学反作用力的做功不一定相同，故D错误;故选:C。
2．答案：C
解析：A、粒子受电场力指向轨迹凹侧，由于粒子带正电，则电场线大致向右下，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以P点的电势高，故A正确;B.等势面越密集的地方电场强度越大，则带电微粒通过P点时的电场力较大，根据牛顿第二定律可知加速度大，故B正确;CD.若带电微粒从P到Q运动，则电场力做正功，电势能减小，动能增大，则通过点时的速度小，在P点时的电势能较大，故C错误，D正确;本题选择错误的，故选C。
3．答案：A
解析：
4．答案：D
解析：
5．答案：D
解析：
6．答案：D
解析：小球和小车组成的系统机械能守恒，动量只在水平方向守恒，竖直方向不守恒，故不能说系统动量守恒，A错误；小球与小车作用结束时竖直掉下，说明其水平速度为0，小球与小车作用过程由系统水平方向动量守恒有，由系统机械能守恒有，因，解得，或把两者的作用等效为碰撞，速度交换，说明两者质量相等，也可得小车最终的速度为,B错误：小球与小车作用过程对小球由动能定理有，所以小车对小球做的功为，C错误；当小球上升到最高点时，小球和小车速度相等，由动量守恒定律有，得，由机械能守恒定律有，得，D正确。
7．答案：B
解析：
8．答案：BD
解析：A、根据矢量的合成法则可以知道，在它们的连线中垂线上的点的电场强度的方向都是沿着中垂线指向外的，若负电荷在从c到d，电场力先做正功，越过O点后，电场力做负功，则动能先增大后减小，因此负电荷在cd间做往复运动，当经过O点时，电场力为零，则速度达到最大，故A错误，B正确.C、由题意可知，从c到O的电场强度可能越来越小，也可能先增大后减小，则加速度可能越来越小，也可能先增大后减小，根据对称性，从O到d加速度可能增大，也可能先增大后减小，故C错误.D、在c点给q一个合适的初速度，即两正点电荷对q的合力恰好等于其所需要的向心力，即可以做匀速圆周运动.故D正确.故选：BD.
9．答案：ABD
解析：A.在匀强电场中
解得
A正确；
B.根据负电荷在电势越低的点，其电势能越大，可知电子在a点的电势能比在b点的高，且
B正确；
C.电子从b点运动到c点，电场力做功为
C错误；
D.沿x方向的场强大小为
沿y方向的场强大小为
合场强为
方向沿连线，由c指向O，D正确。
故选ABD。
10．答案：ACD
解析：
11．答案：（1）（2）
解析：（1）由题意可知，带电微粒受到两电荷水平方向的分力大小相等，即
解得：
（2）若A的电荷量为，则B的电荷量为：
库仑力的合力提供向心力
解得：
12．答案：（1）（2）或
解析：（1）当物块的加速度为零时速度达到最大，可得此时拉力大小为
由图乙可知，当拉力时，物块运动的时间为：
根据动量定理可得：
其中：
联立解得：
（2）设撤去拉力时物块的速度为v，根据动能定理有：
解得：
设拉力作用的时间为，根据动量定理有：
其中：
解得：或
13．答案：（1）见解析（2）（3）见解析
解析：（1）小球摆到最低点，根据机械能守恒定律：
解得：
小球与A发生弹性碰撞，可得
联立解得：
（2）A在B上运动，达到共同速度v，根据动量守恒可得：
解得：
AB作用过程中，根据能量守恒可知：
解得：
AB共速时，B恰好与相碰距离最短，根据动能定理可知：
解得：
（3）小球摆到最低点，根据机械能守恒定律：
解得：
根据动量守恒定律与机械能守恒可得
联立解得：
A在B上运动，根据动量守恒有：
解得：
A冲出后滑过CD，冲上管道要能通过E点，则有：
联立解得：
A从E点水平拋出，竖直位移：
水平位移为：
联立解得：
14．答案：（1）挡光片中心（2）（3）
解析：（1）②需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离。
（2）系统的末速度为:，则系统重力势能的减小量，系统动能的增加量为，若系统机械能守恒，则有，即；
（3）在B的下面挂上质量为m的钩码，让，若机械能守恒，则，计算得出。
15．答案：（1）②；④（2）②（3）
解析：（1）在本实验中应选择直径相同的小球，为了让M球碰后反弹，要用质量小的小球去碰撞质量大的小球;由给出的小球可知,M球应选用②。N球应选用④。且用②小球去碰撞④小球。
（2）小球与轨道间无摩擦，运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得，，，以M球碰前的速度方向为正方向，由动量守恒定律得，联立解得，可知需要测出两球的质量和碰撞后两球上升的最高点与O点的连线与竖直方向的夹角,故需要测量的量为①③④,不需要测量的量为②。
故选②。
（3）由（2）中的分析可知，等式为。