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2024新乡高一下学期7月期末考试物理含解析
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这是一份2024新乡高一下学期7月期末考试物理含解析，共10页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75 分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，必修第三册第九章、第十章。
一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.如图所示，不带电的金属导体A 和B 放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C放置在导体 A的左侧。下列操作能让导体 B最终带正电的是
A.移走小球C后分开导体A、B
B.移动小球C与导体A、B接触后移走小球C，再分开导体A、B
C.将导体 A 接地后移走小球C，再分开导体A、B
D.将导体 B接地后移走小球C，再分开导体A、B
2.某物体做匀速圆周运动的向心加速度大小恒定，则该物体的角速度-半径(ω-r)、角速度的平方-半径( ω²−r、线速度-半径(v-r)、周期的平方-半径( T²−r图像可能正确的是
3.如图所示，某质点从A点沿曲线运动到B点，此时速度方向沿x轴正方向，经过B 点后受到恒定合力的持续作用，轨迹变为虚线所示，则该质点经过 B 点后受到的恒定合力方向可能为
A.沿x轴正方向
B.沿x轴负方向
C.沿y轴正方向
D.沿y轴负方向
4.如图所示，将带负电的试探电荷沿着带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线从 A 点移动到B 点，该过程称为过程1，再沿着连线从B点移动到C点，该过程称为过程2。下列说法正确的是
A.过程1中，试探电荷受到的静电力逐渐增大
B.过程2中，试探电荷受到的静电力逐渐增大
C.过程1 中，试探电荷的电势能逐渐增大
D.过程2中，静电力对试探电荷做负功
5.如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板上，下端分别系有带异种电荷的小球A、B(均可视为点电荷)。小球处在方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等，小球A、B的质量分别为 m₁、m₂,，带电荷量大小分别为q₁、q₂。下列说法正确的是
A.小球A一定带正电
B.若 q₁>q₂,则有可能 m₁=m₂
C.若 q₁>q₂,则一定有 m₁>m₂
D.若 q₁m₂
6.2024年6月 6 日，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接。该次对接过程简化为如图所示，轨道器和返回器组合体(以下简称组合体)绕月球做半径为 3R的匀速圆周运动，上升器从椭圆轨道的近月点 B(近似为月球表面处)运行半个周期，到椭圆轨道的远月点A时，恰好与组合体实现对接，之后两者一起沿组合体原有轨道运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，则下列说法正确的是
A.组合体的运行周期为 6π3Rg外
B.上升器对接后机械能减小
C.上升器在椭圆轨道上的运行速率均小于对接后的运行速率
D.上升器在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为 33:1
7.雨天骑行后，自行车后轮的轮胎上附有水珠。将后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，后轮圆心为O点，轮胎边缘A点与O点等高，B点为轮胎边缘最低点，轮胎边缘到O点的距离为r。用手匀速转动脚踏板，使后轮匀速转动，质量均为m的两水珠(均可视为质点)分别从A、B点同时以相同的速率v被甩出，恰好同时落在水平地面上。水珠从轮胎上被甩出前后瞬间速度不变，不计空气阻力和水珠在空中的质量变化，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.水珠在空中运动的时间大于 rv
B.B点离水平地面的高度为 gr2v2
C.A 点处甩出的水珠落到水平地面时的动能为 12mv2+mg2r22v2
D.B点处甩出的水珠落到水平地面时，重力的瞬时功率为 mg2rv
8.如图所示，北斗系统主要由离地面高度约为6R(R 为地球半径)的地球同步卫星和离地面高度约为3R的中轨道卫星组成，忽略地球自转。下列说法正确的是
A.中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为49：16
B.中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为36：9
C.中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为 7:2
D.中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为7：4
9.如图所示，平行板电容器充完电后与电源断开，M板带正电、N板接地，两板间的电场可视为匀强电场，A、B是电场中的两点。下列说法正确的是
A.仅向左平移M板少许，两板间的电场强度保持不变
B.仅向上平移M板少许，两板间的电场强度保持不变
C.仅向上平移M板少许，A、B两点的电势差减小
D.仅向右平移N板少许，A、B两点的电势差增大
10.如图所示，质量均为m的物体A、B之间用竖直轻质弹簧连接且A静止于水平地面上，一条绕过轻滑轮且不可伸长的轻绳，一端连着物体B，另一端连着物体C，物体C套在光滑的竖直固定杆上。现用手托住物体C使其静止于M点，轻绳刚好水平伸直但无弹力作用，滑轮与杆之间的水平距离为4L，物体B 与滑轮之间的轻绳始终竖直。从静止释放物体C后，C沿竖直杆向下运动，物体C沿杆运动到的最低点为N点，此时物体A恰好未离开地面，物体C 与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为 37°。物体C可视为质点，重力加速度大小为g，轻绳所受重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，物体 B始终未与滑轮碰撞，弹簧始终在弹性限度内，取 sin37°=0.6,cs37°=0.8。下列说法正确的是
A.物体C的质量为3m
B.弹簧的劲度系数为 2mgL
C.物体C从M点下滑到N点的整个过程中，物体B、C构成的系统机械能一直守恒
D.物体C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为30°时，物体 B、C的速率之比为1：2
二、非选择题：共54分。
11.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物P、Q且处于静止状态，P与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器，在Q的下端再挂上质量也为m的重物R。由静止释放重物Q和R，利用打点计时器打出的纸带可研究系统(由重物 P、Q、R组成)的机械能守恒，已知当地的重力加速度大小为g。
某次实验时获得的纸带如图乙所示，纸带上的A、B、C、D四点为打出的相邻的四个计时点，已知打点计时器的打点周期为 T，则打出纸带上的 B 点时重物P 的速度大小 vB= ，打出 B点到打出C 点的过程中系统增加的动能. △Eₖ=________ ，系统减少的重力势能 △Eₚ=________，若在误差允许范围内 △Eₖ=△Eₚ,则说明系统机械能守恒。(均用题中给定的物理量符号表示)
12.(8分)某实验小组用如图甲所示的实验装置来完成“探究平抛运动的特点”实验。
(1)在实验前，斜槽末端的切线 (填“需要”或“不需要”)调成水平；木板 _______(填“需要”或“不需要”)校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行。
(2)图乙为用闪光照相机拍摄的照片处理后的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球经过的位置，图中背景方格的边长均为 5cm ，取重力加速度大小 g=10m/s²,，则频闪照相的时间间隔 T=______s,，小球平抛的初速度大小 v₀=_______m/s,，小球运动到 B点时的速度大小 vB=_______¯m/s,,O点 (填“是”或“不是”)抛出点。 (计算结果均保留两位有效数字)
13.(10分)如图所示，某次无人机测试时，无人机通过长 L=1.2m的细线与水平地面上的物块连接在一起。无人机在重力、细线拉力、竖直向上的升力的共同作用下，绕物块正上方的O点所在水平面内做匀速圆周运动，物块恰好未相对于地面滑动，此时细线与竖直方向的夹角 θ=37°。已知物块的质量 m=1kg,，无人机的质量 M=1.5kg,，物块与地面间的动摩擦因数 μ=0.5,，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，无人机及物块均可视为质点，重力加速度大小. g=10m/s²,sin37°=0.6,cs37°=0.8,求:
(1)细线上的拉力大小 F；
(2)无人机受到的竖直升力大小 F升;
(3)无人机的线速度大小v。
14.(13分)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入(不计初速度)平行板A、B间，经加速后从B 板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度 v₀(大小未知)进入板间，质子射出平行金属板C、D时末速度方向与初速度方向的夹角θ =37°,之后质子恰好击中靶细胞。已知平行金属板A、B之间，平行金属板C、D之间均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，取 tan37∘=34。 求:
(1)质子从 B 板上的小孔穿出时的速度大小v₀；
(2)质子射出金属板C、D间时沿垂直于板面方向偏移的距离y；
(3)平行金属板C、D间的电压大小 U'。
15.(17分)如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点，BC段粗糙，水平面BC与传送带CD 平滑连接于C 点，传送带与竖直面内的光滑半圆形轨道DE 相切于 D 点，E点为半圆形轨道的最高点，已知BC段长度 L₁=7m,CD段长度 L₂=13.5m,半圆形轨道的半径 R=1m。当传送带以某一速度顺时针匀速转动时，从离水平面高 ℎ=4.6m 的A 点由静止释放质量 m=0.1kg的物块(可视为质点)，物块首次经过E 点时对轨道的压力大小 F=5N,不考虑物块首次通过E 点之后的运动。已知物块与水平轨道 BC、传送带间的动摩擦因数均为 μ=0.4,重力加速度大小 g=10m/s²。求:
(1)物块运动到C点时的速度大小 v₁;
(2)物块运动到D 点时的速度大小 v₂;
(3)物块在传送带上时，物块与传送带间因摩擦产生的热量Q。
2023—2024学年高一期末(下)测试
物理参考答案
1.B 【解析】移走小球C后，导体A、B的电荷重新分布，导体B不带电，选项A错误；小球C与导体A、B接触后，导体A、B整体带正电，移走小球C再分开导体A、B，导体B带正电，选项B正确；将导体A或B接地，导体A、B整体带负电，移走小球C再分开导体A、B，导体B带负电,选项 C、D错误。
2. D 【解析】根据 an=v2r=ω2r=4π2T2r可知，选项 D正确。
3.C 【解析】质点做曲线运动时，合力指向轨迹凹侧，结合质点过 B点时的速度方向可知，选项C正确。
4.B 【解析】对试探电荷受力分析可知，试探电荷在 B 点时受到的静电力为0，过程1中，试探电荷受到的静电力可能减小，也可能先增大后减小，选项 A 错误；过程2 中，试探电荷受到的静电力逐渐增大，选项B正确；过程1中，试探电荷受到的静电力方向与位移方向相同，静电力做正功，试探电荷的电势能减小，选项C错误；过程2中，试探电荷受到的静电力方向与位移方向相同，静电力做正功，选项 D错误。
5.C 【解析】对小球A受力分析可知，小球A 一定带负电，选项A 错误；设连接小球A、B的细绳上的弹力大小分别为F₁、F₂，小球A、B间的库仑力大小为F摩，匀强电场的电场强度大小为E，细绳与竖直方向的夹角为α，则有F₁csα=m1g,F2csα=m2g,F1sinα+F摩=Eq1, F2sinα+F摩=Eq2,解得 m1gtanα=Eq1−F摩,m2gtanα=Eq2−F摩,分析可知，选项C正确，B、D错误。
6. A 【解析】月球表面有 GMmR2=mg月,对组合体有 GMm3R2=m4π2T2⋅3R,解得 T=6π3Rg月,选项A正确；上升器要与组合体对接需要加速，因此上升器对接后机械能增加，选项B错误；上升器在椭圆轨道的近月点B 的运行速率大于近月轨道卫星的运行速率，根据 GMmr2=mv2r可知，近月轨道卫星的运行速率大于组合体的运行速率，因此上升器在椭圆轨道上的运行速率不一定小于对接后的运行速率，选项C错误；根据开普勒第三定律可知，上升器在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为 22:33,选项D错误。
7.D 【解析】设B点离地高度为h，水珠的运动时间为t，水珠从A 点飞出有 ℎ+r=vt+12gt2,从 B 点飞出有 ℎ=12gt2,解得 t=rv,ℎ=gr22v2,选项 A、B错误；A 点甩出的水珠落到水平地面时的动能 Ek=12mv2+mgℎ+r=12mv2+mggr22v2+r,选项 C错误；B 点甩出的水珠落到水平地面时，重力的瞬时功率 P=mgvy=mg2rv,选项 D 正确。
8. AC 【解析】根据 GMmr2=man=mv2r可知,选项 A、C正确。
9.BD 【解析】平行板电容器充完电后与电源断开，两板的电荷量保持不变，根据 C=εrS4πkd= QU、E=Ud可知，仅向左平移M板少许时，电容器的电容减小，两板的电势差增大，两板间的电场强度增大，选项 A错误；仅向上平移M板少许时，电容器的电容减小，两板的电势差增大，板间距离也同步增大，因此两板间的电场强度保持不变，A、B两点的电势差保持不变，选项B正确、C错误；仅向右平移N板少许时，电容器的电容减小，两板的电势差增大，两板间的电场强度增大，A、B两点的电势差增大，选项D正确。
10.BD 【解析】弹簧初始时处于压缩状态且压缩量 Δx=mgk,物体C运动至 N 点时，物体A恰好未离开地面，此时弹簧处于拉伸状态且伸长量也为△x，因此有 4Lcs37∘−4L=2Δx,mg×2△x=mCg·4Ltan37°,解得 k=2mgL,mC=13m,选项 A错误、B正确；物体C从M点下滑到N点的整个过程中，物体A、B、C及弹簧构成的系统机械能一直守恒，选项C错误；当物体C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为30°时，物体B、C的速率之比为1：2，选项D正确。
11.x3−x12T (2分) 3m8T2x4−x22−x3−x12 (2分) mgx₃−x₂ (2分)
【解析】根据匀变速直线运动规律可知， vB=x3−x12T,打出 B 点到打出C 点的过程中，系统增加的动能 ΔEk=12m总vc2−12m总vB2=3m8T2x4−x22−x3−x12,系统减少的重力势能 △Eₚ=mgx₃−x₂。
12.(1)需要 (1分) 需要 (1分)
(2)0.10 (1分) 1.5 (2分) 2.5 (2分) 不是 (1分)
【解析】(1)在实验前，斜槽末端的切线需要调成水平，木板需要校准到竖直方向。
(2)根据匀变速直线运动特点可知△x=0.1m=gT²,解得 T=0.1 s，小球做平抛运动的初速度大小 v0=3×,小球运动到 B 点时的速度大小 vB=v02+vy2=2.5m/s，结合平抛运动的水平方向运动特点，可知O点不是抛出点。
13.解：(1)对物块受力分析，竖直方向上有 Fcsθ+FN=mg(1分)
水平方向上有 Fsinθ=f (1分)
其中 f=μFN (1分)
解得F=5 N。(1分)
(2)对无人机受力分析，竖直方向上有Fcsθ+Mg=F升 (2分)
解得 F升=19N。 (1分)
(3)对无人机受力分析，水平方向上有 Fsinθ=Mv2r(1分)
其中r=Lsinθ (1分)
解得v=1.2m/s。(1分)
14.解：(1)质子在平行金属板A、B间做加速运动，有 qU=12mv02(2分)
解得 v0=2qUm。 (2分)
(2)质子在平行金属板C、D间做类平抛运动，平行于金属板方向上有 d=v₀t (1分)
射出金属板C、D间时有 tanθ=vyv0 (1分)
沿垂直于板面方向偏移的距离 y=vy2t (2分)
解得 t=dm2qU,vy=342qUm,y=38d。 (1分)
(3)质子在平行金属板C、D间运动时有 vy=at (1分)
根据牛顿第二定律有 Eq=ma (1分)
其中 E=U'd (1分)
解得 U'=32U。 (1分)
(其他方法合理也给分)
15.解：(1)物块从A 点运动到C点，由动能定理有 mgℎ−μmgL1=12mv12(2分)
解得 v₁=6m/s。 (2分)
(2)物块首次经过E点时有 FN+mg=mv32R (2分)
其中. FN=F (1分)
物块从 D 点运动到E 点时有 −2mgR=12mv32−12mv22 (2分)
解得 v₂=10m/s。 (1分)
(3)假设物块在传送带上一直加速，则有 μmgL2=12mv42−12mv12 (1分)
解得 v₄=12m/s>v₂,可知假设不成立，传送带速度大小 v=v2=10m/s (1分)
物块在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律有μmg=ma (1分)
加速运动的时间 t=Δva=v2−v1a (1分)
物块加速运动的位移大小 x1=v22−v122a
传送带在物块加速阶段的位移大小 x2=vt
物块相对于传送带的位移大小 △x=x₂−x₁ (1分)
物块与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmg△x(1分)
解得 Q=0.8 J。(1分)
本试卷满分100分，考试用时75 分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，必修第三册第九章、第十章。
一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.如图所示，不带电的金属导体A 和B 放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C放置在导体 A的左侧。下列操作能让导体 B最终带正电的是
A.移走小球C后分开导体A、B
B.移动小球C与导体A、B接触后移走小球C，再分开导体A、B
C.将导体 A 接地后移走小球C，再分开导体A、B
D.将导体 B接地后移走小球C，再分开导体A、B
2.某物体做匀速圆周运动的向心加速度大小恒定，则该物体的角速度-半径(ω-r)、角速度的平方-半径( ω²−r、线速度-半径(v-r)、周期的平方-半径( T²−r图像可能正确的是
3.如图所示，某质点从A点沿曲线运动到B点，此时速度方向沿x轴正方向，经过B 点后受到恒定合力的持续作用，轨迹变为虚线所示，则该质点经过 B 点后受到的恒定合力方向可能为
A.沿x轴正方向
B.沿x轴负方向
C.沿y轴正方向
D.沿y轴负方向
4.如图所示，将带负电的试探电荷沿着带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线从 A 点移动到B 点，该过程称为过程1，再沿着连线从B点移动到C点，该过程称为过程2。下列说法正确的是
A.过程1中，试探电荷受到的静电力逐渐增大
B.过程2中，试探电荷受到的静电力逐渐增大
C.过程1 中，试探电荷的电势能逐渐增大
D.过程2中，静电力对试探电荷做负功
5.如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板上，下端分别系有带异种电荷的小球A、B(均可视为点电荷)。小球处在方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等，小球A、B的质量分别为 m₁、m₂,，带电荷量大小分别为q₁、q₂。下列说法正确的是
A.小球A一定带正电
B.若 q₁>q₂,则有可能 m₁=m₂
C.若 q₁>q₂,则一定有 m₁>m₂
D.若 q₁
6.2024年6月 6 日，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接。该次对接过程简化为如图所示，轨道器和返回器组合体(以下简称组合体)绕月球做半径为 3R的匀速圆周运动，上升器从椭圆轨道的近月点 B(近似为月球表面处)运行半个周期，到椭圆轨道的远月点A时，恰好与组合体实现对接，之后两者一起沿组合体原有轨道运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，则下列说法正确的是
A.组合体的运行周期为 6π3Rg外
B.上升器对接后机械能减小
C.上升器在椭圆轨道上的运行速率均小于对接后的运行速率
D.上升器在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为 33:1
7.雨天骑行后，自行车后轮的轮胎上附有水珠。将后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，后轮圆心为O点，轮胎边缘A点与O点等高，B点为轮胎边缘最低点，轮胎边缘到O点的距离为r。用手匀速转动脚踏板，使后轮匀速转动，质量均为m的两水珠(均可视为质点)分别从A、B点同时以相同的速率v被甩出，恰好同时落在水平地面上。水珠从轮胎上被甩出前后瞬间速度不变，不计空气阻力和水珠在空中的质量变化，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.水珠在空中运动的时间大于 rv
B.B点离水平地面的高度为 gr2v2
C.A 点处甩出的水珠落到水平地面时的动能为 12mv2+mg2r22v2
D.B点处甩出的水珠落到水平地面时，重力的瞬时功率为 mg2rv
8.如图所示，北斗系统主要由离地面高度约为6R(R 为地球半径)的地球同步卫星和离地面高度约为3R的中轨道卫星组成，忽略地球自转。下列说法正确的是
A.中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为49：16
B.中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为36：9
C.中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为 7:2
D.中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为7：4
9.如图所示，平行板电容器充完电后与电源断开，M板带正电、N板接地，两板间的电场可视为匀强电场，A、B是电场中的两点。下列说法正确的是
A.仅向左平移M板少许，两板间的电场强度保持不变
B.仅向上平移M板少许，两板间的电场强度保持不变
C.仅向上平移M板少许，A、B两点的电势差减小
D.仅向右平移N板少许，A、B两点的电势差增大
10.如图所示，质量均为m的物体A、B之间用竖直轻质弹簧连接且A静止于水平地面上，一条绕过轻滑轮且不可伸长的轻绳，一端连着物体B，另一端连着物体C，物体C套在光滑的竖直固定杆上。现用手托住物体C使其静止于M点，轻绳刚好水平伸直但无弹力作用，滑轮与杆之间的水平距离为4L，物体B 与滑轮之间的轻绳始终竖直。从静止释放物体C后，C沿竖直杆向下运动，物体C沿杆运动到的最低点为N点，此时物体A恰好未离开地面，物体C 与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为 37°。物体C可视为质点，重力加速度大小为g，轻绳所受重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，物体 B始终未与滑轮碰撞，弹簧始终在弹性限度内，取 sin37°=0.6,cs37°=0.8。下列说法正确的是
A.物体C的质量为3m
B.弹簧的劲度系数为 2mgL
C.物体C从M点下滑到N点的整个过程中，物体B、C构成的系统机械能一直守恒
D.物体C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为30°时，物体 B、C的速率之比为1：2
二、非选择题：共54分。
11.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物P、Q且处于静止状态，P与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器，在Q的下端再挂上质量也为m的重物R。由静止释放重物Q和R，利用打点计时器打出的纸带可研究系统(由重物 P、Q、R组成)的机械能守恒，已知当地的重力加速度大小为g。
某次实验时获得的纸带如图乙所示，纸带上的A、B、C、D四点为打出的相邻的四个计时点，已知打点计时器的打点周期为 T，则打出纸带上的 B 点时重物P 的速度大小 vB= ，打出 B点到打出C 点的过程中系统增加的动能. △Eₖ=________ ，系统减少的重力势能 △Eₚ=________，若在误差允许范围内 △Eₖ=△Eₚ,则说明系统机械能守恒。(均用题中给定的物理量符号表示)
12.(8分)某实验小组用如图甲所示的实验装置来完成“探究平抛运动的特点”实验。
(1)在实验前，斜槽末端的切线 (填“需要”或“不需要”)调成水平；木板 _______(填“需要”或“不需要”)校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行。
(2)图乙为用闪光照相机拍摄的照片处理后的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球经过的位置，图中背景方格的边长均为 5cm ，取重力加速度大小 g=10m/s²,，则频闪照相的时间间隔 T=______s,，小球平抛的初速度大小 v₀=_______m/s,，小球运动到 B点时的速度大小 vB=_______¯m/s,,O点 (填“是”或“不是”)抛出点。 (计算结果均保留两位有效数字)
13.(10分)如图所示，某次无人机测试时，无人机通过长 L=1.2m的细线与水平地面上的物块连接在一起。无人机在重力、细线拉力、竖直向上的升力的共同作用下，绕物块正上方的O点所在水平面内做匀速圆周运动，物块恰好未相对于地面滑动，此时细线与竖直方向的夹角 θ=37°。已知物块的质量 m=1kg,，无人机的质量 M=1.5kg,，物块与地面间的动摩擦因数 μ=0.5,，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，无人机及物块均可视为质点，重力加速度大小. g=10m/s²,sin37°=0.6,cs37°=0.8,求:
(1)细线上的拉力大小 F；
(2)无人机受到的竖直升力大小 F升;
(3)无人机的线速度大小v。
14.(13分)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入(不计初速度)平行板A、B间，经加速后从B 板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度 v₀(大小未知)进入板间，质子射出平行金属板C、D时末速度方向与初速度方向的夹角θ =37°,之后质子恰好击中靶细胞。已知平行金属板A、B之间，平行金属板C、D之间均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，取 tan37∘=34。 求:
(1)质子从 B 板上的小孔穿出时的速度大小v₀；
(2)质子射出金属板C、D间时沿垂直于板面方向偏移的距离y；
(3)平行金属板C、D间的电压大小 U'。
15.(17分)如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点，BC段粗糙，水平面BC与传送带CD 平滑连接于C 点，传送带与竖直面内的光滑半圆形轨道DE 相切于 D 点，E点为半圆形轨道的最高点，已知BC段长度 L₁=7m,CD段长度 L₂=13.5m,半圆形轨道的半径 R=1m。当传送带以某一速度顺时针匀速转动时，从离水平面高 ℎ=4.6m 的A 点由静止释放质量 m=0.1kg的物块(可视为质点)，物块首次经过E 点时对轨道的压力大小 F=5N,不考虑物块首次通过E 点之后的运动。已知物块与水平轨道 BC、传送带间的动摩擦因数均为 μ=0.4,重力加速度大小 g=10m/s²。求:
(1)物块运动到C点时的速度大小 v₁;
(2)物块运动到D 点时的速度大小 v₂;
(3)物块在传送带上时，物块与传送带间因摩擦产生的热量Q。
2023—2024学年高一期末(下)测试
物理参考答案
1.B 【解析】移走小球C后，导体A、B的电荷重新分布，导体B不带电，选项A错误；小球C与导体A、B接触后，导体A、B整体带正电，移走小球C再分开导体A、B，导体B带正电，选项B正确；将导体A或B接地，导体A、B整体带负电，移走小球C再分开导体A、B，导体B带负电,选项 C、D错误。
2. D 【解析】根据 an=v2r=ω2r=4π2T2r可知，选项 D正确。
3.C 【解析】质点做曲线运动时，合力指向轨迹凹侧，结合质点过 B点时的速度方向可知，选项C正确。
4.B 【解析】对试探电荷受力分析可知，试探电荷在 B 点时受到的静电力为0，过程1中，试探电荷受到的静电力可能减小，也可能先增大后减小，选项 A 错误；过程2 中，试探电荷受到的静电力逐渐增大，选项B正确；过程1中，试探电荷受到的静电力方向与位移方向相同，静电力做正功，试探电荷的电势能减小，选项C错误；过程2中，试探电荷受到的静电力方向与位移方向相同，静电力做正功，选项 D错误。
5.C 【解析】对小球A受力分析可知，小球A 一定带负电，选项A 错误；设连接小球A、B的细绳上的弹力大小分别为F₁、F₂，小球A、B间的库仑力大小为F摩，匀强电场的电场强度大小为E，细绳与竖直方向的夹角为α，则有F₁csα=m1g,F2csα=m2g,F1sinα+F摩=Eq1, F2sinα+F摩=Eq2,解得 m1gtanα=Eq1−F摩,m2gtanα=Eq2−F摩,分析可知，选项C正确，B、D错误。
6. A 【解析】月球表面有 GMmR2=mg月,对组合体有 GMm3R2=m4π2T2⋅3R,解得 T=6π3Rg月,选项A正确；上升器要与组合体对接需要加速，因此上升器对接后机械能增加，选项B错误；上升器在椭圆轨道的近月点B 的运行速率大于近月轨道卫星的运行速率，根据 GMmr2=mv2r可知，近月轨道卫星的运行速率大于组合体的运行速率，因此上升器在椭圆轨道上的运行速率不一定小于对接后的运行速率，选项C错误；根据开普勒第三定律可知，上升器在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为 22:33,选项D错误。
7.D 【解析】设B点离地高度为h，水珠的运动时间为t，水珠从A 点飞出有 ℎ+r=vt+12gt2,从 B 点飞出有 ℎ=12gt2,解得 t=rv,ℎ=gr22v2,选项 A、B错误；A 点甩出的水珠落到水平地面时的动能 Ek=12mv2+mgℎ+r=12mv2+mggr22v2+r,选项 C错误；B 点甩出的水珠落到水平地面时，重力的瞬时功率 P=mgvy=mg2rv,选项 D 正确。
8. AC 【解析】根据 GMmr2=man=mv2r可知,选项 A、C正确。
9.BD 【解析】平行板电容器充完电后与电源断开，两板的电荷量保持不变，根据 C=εrS4πkd= QU、E=Ud可知，仅向左平移M板少许时，电容器的电容减小，两板的电势差增大，两板间的电场强度增大，选项 A错误；仅向上平移M板少许时，电容器的电容减小，两板的电势差增大，板间距离也同步增大，因此两板间的电场强度保持不变，A、B两点的电势差保持不变，选项B正确、C错误；仅向右平移N板少许时，电容器的电容减小，两板的电势差增大，两板间的电场强度增大，A、B两点的电势差增大，选项D正确。
10.BD 【解析】弹簧初始时处于压缩状态且压缩量 Δx=mgk,物体C运动至 N 点时，物体A恰好未离开地面，此时弹簧处于拉伸状态且伸长量也为△x，因此有 4Lcs37∘−4L=2Δx,mg×2△x=mCg·4Ltan37°,解得 k=2mgL,mC=13m,选项 A错误、B正确；物体C从M点下滑到N点的整个过程中，物体A、B、C及弹簧构成的系统机械能一直守恒，选项C错误；当物体C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为30°时，物体B、C的速率之比为1：2，选项D正确。
11.x3−x12T (2分) 3m8T2x4−x22−x3−x12 (2分) mgx₃−x₂ (2分)
【解析】根据匀变速直线运动规律可知， vB=x3−x12T,打出 B 点到打出C 点的过程中，系统增加的动能 ΔEk=12m总vc2−12m总vB2=3m8T2x4−x22−x3−x12,系统减少的重力势能 △Eₚ=mgx₃−x₂。
12.(1)需要 (1分) 需要 (1分)
(2)0.10 (1分) 1.5 (2分) 2.5 (2分) 不是 (1分)
【解析】(1)在实验前，斜槽末端的切线需要调成水平，木板需要校准到竖直方向。
(2)根据匀变速直线运动特点可知△x=0.1m=gT²,解得 T=0.1 s，小球做平抛运动的初速度大小 v0=3×,小球运动到 B 点时的速度大小 vB=v02+vy2=2.5m/s，结合平抛运动的水平方向运动特点，可知O点不是抛出点。
13.解：(1)对物块受力分析，竖直方向上有 Fcsθ+FN=mg(1分)
水平方向上有 Fsinθ=f (1分)
其中 f=μFN (1分)
解得F=5 N。(1分)
(2)对无人机受力分析，竖直方向上有Fcsθ+Mg=F升 (2分)
解得 F升=19N。 (1分)
(3)对无人机受力分析，水平方向上有 Fsinθ=Mv2r(1分)
其中r=Lsinθ (1分)
解得v=1.2m/s。(1分)
14.解：(1)质子在平行金属板A、B间做加速运动，有 qU=12mv02(2分)
解得 v0=2qUm。 (2分)
(2)质子在平行金属板C、D间做类平抛运动，平行于金属板方向上有 d=v₀t (1分)
射出金属板C、D间时有 tanθ=vyv0 (1分)
沿垂直于板面方向偏移的距离 y=vy2t (2分)
解得 t=dm2qU,vy=342qUm,y=38d。 (1分)
(3)质子在平行金属板C、D间运动时有 vy=at (1分)
根据牛顿第二定律有 Eq=ma (1分)
其中 E=U'd (1分)
解得 U'=32U。 (1分)
(其他方法合理也给分)
15.解：(1)物块从A 点运动到C点，由动能定理有 mgℎ−μmgL1=12mv12(2分)
解得 v₁=6m/s。 (2分)
(2)物块首次经过E点时有 FN+mg=mv32R (2分)
其中. FN=F (1分)
物块从 D 点运动到E 点时有 −2mgR=12mv32−12mv22 (2分)
解得 v₂=10m/s。 (1分)
(3)假设物块在传送带上一直加速，则有 μmgL2=12mv42−12mv12 (1分)
解得 v₄=12m/s>v₂,可知假设不成立，传送带速度大小 v=v2=10m/s (1分)
物块在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律有μmg=ma (1分)
加速运动的时间 t=Δva=v2−v1a (1分)
物块加速运动的位移大小 x1=v22−v122a
传送带在物块加速阶段的位移大小 x2=vt
物块相对于传送带的位移大小 △x=x₂−x₁ (1分)
物块与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmg△x(1分)
解得 Q=0.8 J。(1分)
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