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福建省福州外国语学校2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析）
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这是一份福建省福州外国语学校2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试范围：必修二必修三第一章；考试时间：75分钟；命题人：高一集备组
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A 摩擦起电说明电荷可以被创造
B. 感应起电是电荷在同一物体上的转移
C. 元电荷实质上是指电子和质子本身
D. 电荷量e的数值最早是由库仑用实验测得的
2. 一小船在静水中速度为，它在一条河宽150m，水流速度为的河流中渡河，则该小船（ ）
A. 能到达正对岸
B. 渡河的时间不可能少于50s
C. 船头垂直河岸航行，它位移大小为150m
D. 以最短位移渡河时，位移大小等于150m
3. 2024年2月3日7时37分，“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，以“一箭十一星”的方式发射“吉利星座02组”卫星，随后成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如图所示，“吉利星座02组”卫星在轨道1上运行，地球同步轨道卫星在轨道2上运行，则下列说法正确的是（ ）
A. “吉利星座02组”卫星的线速度比地球同步轨道卫星的线速度大
B. “吉利星座02组”卫星的角速度比地球同步轨道卫星的角速度小
C. “吉利星座02组”卫星的向心加速度比地球同步轨道卫星的向心加速度小
D. “吉利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的周期大
4. 人们用滑道从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质点的货物从四分之一圆弧滑道顶端P点由静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为。已知货物质量，滑道半径，且过Q点的切线水平，重力加速度g取。关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做的功为600JB. 经过Q点时货物对轨道的压力大小为280N
C. 经过Q点时货物的向心加速度大小为D. 货物克服阻力做的功为80J
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用、分别表示两点电场强度的大小，则（ ）
A. a、b两点的场强方向相同
B. 因为电场线是直线，所以
C. 因为电场线由a指向b，所以
D. 不知道a、b附近电场线的分布情况，、的大小不能确定
6. 在图中， A、B两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点， 大轮的半径是小轮的2倍， 它们之间靠摩擦传动， 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，C是地球同步卫星。下列关系正确的是（ ）
A. 物体A随地球自转的线速度大于卫星B的线速度
B. 卫星B的角速度大于卫星C的角速度
C. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期
D. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
8. 水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A. 小球到达c点的速度为
B. R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变大
C. 小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D. 小球从c点落到d点需要时间为
三、填空题：本题共3小题，每小题3分，共9分。
9. 某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示，在该石块从A点运动到B点的过程中，石块的速度___________，石块的加速度___________，石块的速度方向与竖直方向的夹角___________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
10. 质量为的物体做自由落体运动，下落1s后，重力势能减少________J，在此过程中，物体的机械能________。（填“守恒”或“不守恒”）（g取）
11. 两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1:m2=1:2，它们的轨道半径之比R1:R2=1:4，那么它们所受的向心力之比F1:F2=__________；它们的角速度之比ω1:ω2=__________。
四、实验题
12. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
（1）在这个实验中，利用了___________（填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与___________（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个变速塔轮。
13. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______。
A. 电火花计时器（包括纸带）B. 重锤
C. 天平D. 秒表（或停表）
（2）若重锤的质量为1.00kg，当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J。（结果均保留三位有效数字）
（3）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为______的直线，则验证了机械能守恒定律。
A 19.6B. 9.80C. 4.90
五、解答题
14. 2021年11月8日，天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）环绕器的运行周期T。
15. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）轻绳断裂时小球速度大小和小球落地时的速度大小；
（2）轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F。
16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知DE距离h＝1.0m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ0=0.5。取sin37=0.6，cs37=0.8，g=10m/s2。求：
（1）物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小；
（2）斜面AB的长度L；
（3）若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。
福州外国语学校2023-2024学年高一第二学期
期末物理考试卷
考试范围：必修二必修三第一章；考试时间：75分钟；命题人：高一集备组
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 摩擦起电说明电荷可以被创造
B. 感应起电是电荷在同一物体上的转移
C. 元电荷实质上是指电子和质子本身
D. 电荷量e的数值最早是由库仑用实验测得的
【答案】B
【解析】
【详解】A．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷，故A错误；
B．感应起电是电荷在同一物体上的转移，故B正确；
C．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故C错误；
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，故D错误；
故选：B。
2. 一小船在静水中的速度为，它在一条河宽150m，水流速度为的河流中渡河，则该小船（ ）
A. 能到达正对岸
B. 渡河的时间不可能少于50s
C. 船头垂直河岸航行，它的位移大小为150m
D. 以最短位移渡河时，位移大小等于150m
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由于船速小于水速，小船不能到达正对岸，最短位移大于150m，AD错误；
B．当船头指向正对岸时，过河时间最短，且最短时间
B正确；
C．当船头指向正对岸，这时沿水流方向移动的位移
根据几何关系可得
C错误。
故选B。
3. 2024年2月3日7时37分，“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，以“一箭十一星”的方式发射“吉利星座02组”卫星，随后成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如图所示，“吉利星座02组”卫星在轨道1上运行，地球同步轨道卫星在轨道2上运行，则下列说法正确的是（ ）
A. “吉利星座02组”卫星的线速度比地球同步轨道卫星的线速度大
B. “吉利星座02组”卫星的角速度比地球同步轨道卫星的角速度小
C. “吉利星座02组”卫星的向心加速度比地球同步轨道卫星的向心加速度小
D. “吉利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的周期大
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可知
“吉利星座02组”卫星的线速度、角速度、向心加速度均比地球同步轨道卫星的大，“吉利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的小，选项A正确，BCD错误。
故选A。
4. 人们用滑道从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质点的货物从四分之一圆弧滑道顶端P点由静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为。已知货物质量，滑道半径，且过Q点的切线水平，重力加速度g取。关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做的功为600JB. 经过Q点时货物对轨道的压力大小为280N
C. 经过Q点时货物的向心加速度大小为D. 货物克服阻力做的功为80J
【答案】C
【解析】
【详解】A．重力做的功为
选项A错误；
B．经过Q点时货物对轨道的压力大小为
选项B错误；
C．经过Q点时货物的向心加速度大小为
选项C正确；
D．货物克服阻力做的功为
选项D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用、分别表示两点电场强度的大小，则（ ）
A. a、b两点场强方向相同
B. 因为电场线是直线，所以
C. 因为电场线由a指向b，所以
D. 不知道a、b附近电场线的分布情况，、的大小不能确定
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】电场线的切线表示场强方向，所以a、b两点的场强方向相同，电场强度的大小与电场线的疏密有关，不知道a、b附近电场线的分布情况，、的大小不能确定，故选AD。
6. 在图中， A、B两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点， 大轮的半径是小轮的2倍， 它们之间靠摩擦传动， 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．在不打滑传动装置中，边缘上的线速度相等，即
又因为
所以
A错误，B正确；
C．同轴的圆周上其角速度相等，根据
可知
C正确；
D．根据
可知
D正确。
故选BCD。
7. 如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，C是地球同步卫星。下列关系正确的是（ ）
A. 物体A随地球自转的线速度大于卫星B的线速度
B. 卫星B的角速度大于卫星C的角速度
C. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期
D. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
【答案】BD
【解析】
【详解】同步卫星C周期与地球自转周期相同，角速度也相等，则有
，
根据
，
可得
，
卫星B、C绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
，
由于卫星B的轨道半径小于卫星C的轨道半径，则有
，
故选BD。
8. 水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A. 小球到达c点的速度为
B. R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变大
C. 小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D. 小球从c点落到d点需要时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，重力提供向心力，则
解得
故A正确；
B.设小球在b点受到轨道的支持力为，对小球在b点时受力分析，由牛顿第二定律可得
得
由牛顿第三定律有小球经过b点的瞬间对轨道的压力大小为
可见R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变小。故B错误；
CD.小球从c点到d点做平抛运动，则
解得
故CD正确。
故选ACD。
三、填空题：本题共3小题，每小题3分，共9分。
9. 某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示，在该石块从A点运动到B点的过程中，石块的速度___________，石块的加速度___________，石块的速度方向与竖直方向的夹角___________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】 ①. 增大 ②. 不变 ③. 减小
【解析】
【详解】[1][2]石块做平抛运动，其只受到重力的作用，即加速度为重力加速度，大小和方向均不变，所以石块的加速度不变，做曲线运动的物体在某点的速度方向为该点的切线方向，结合题图可知，其加速度方向与速度方向夹角为锐角，所以石块做匀加速曲线运动，即从A点到B点的速度增大。
[3]由于水平方向速度大小不变，竖直方向速度大小逐渐增加，设石块的速度方向与竖直方向的夹角为，则有
所以其夹角在逐渐减小。
10. 质量为的物体做自由落体运动，下落1s后，重力势能减少________J，在此过程中，物体的机械能________。（填“守恒”或“不守恒”）（g取）
【答案】 ①. 25 ②. 守恒
【解析】
【详解】[1]下落1s后高度的变化量为
所以重力势能减少了
[2]做自由落体运动的物体，只受重力的作用，其机械能守恒。
11. 两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1:m2=1:2，它们的轨道半径之比R1:R2=1:4，那么它们所受的向心力之比F1:F2=__________；它们的角速度之比ω1:ω2=__________。
【答案】 ①. 8:1 ②. 8:1
【解析】
【分析】
【详解】①人造地球卫星所受的万有引力提供向心力，即
所以
②人造地球卫星所受的万有引力提供向心力，即
所以
四、实验题
12. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
（1）在这个实验中，利用了___________（填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与___________（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个变速塔轮。
【答案】（1）控制变量法
（2） ① 相同 ②. 挡板B
【解析】
【小问1详解】
实验探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系利用了控制变量法。
【小问2详解】
[1][2]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需要保持小球质量、圆周运动角速度相同，只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B处。
13. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______。
A. 电火花计时器（包括纸带）B. 重锤
C. 天平D. 秒表（或停表）
（2）若重锤的质量为1.00kg，当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J。（结果均保留三位有效数字）
（3）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为______的直线，则验证了机械能守恒定律。
A. 19.6B. 9.80C. 4.90
【答案】（1）AB （2） ①. 1.85 ②. 1.68 （3）A
【解析】
【小问1详解】
AB．需要使用打点计时器（包括纸带）打出纸带计算速度，需要使用重锤拖动纸带。故AB正确；
C．实验要验证
因重锤质量被约去，可以直接验证重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材。故C错误；
D．打点计时器就计时仪器，不需要秒表（或停表）。故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能
[2]打B点时速度
计数点间时间间隔
从重锤下落到打B点时增加的动能
联立，解得
【小问3详解】
由
整理可得
则的斜率为
故选A。
五、解答题
14. 2021年11月8日，天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：
（1）火星质量M；
（2）环绕器的运行周期T。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在火星表面，有
解得
（2）环绕器运行时，有
解得
15. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小；
（2）轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为t，根据平抛运动的规律有
解得
又
解得
小球落地时的竖直分速度大小
经分析可知
解得
（2）由题意可知，小球做圆周运动的半径
设当轻绳断裂时，轻绳对小球的拉力大小为，有
根据牛顿第三定律有
解得
16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知DE距离h＝1.0m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ0=0.5。取sin37=0.6，cs37=0.8，g=10m/s2。求：
（1）物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小；
（2）斜面AB的长度L；
（3）若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。
【答案】（1），10N；（2）1.8m；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）设物体到达C点速度为v，从E到C，由动能定理，得
代入数据得
在C点，有
代入数据得
（2）从C到A，由动能定理得
代入数据得
（3）设摩擦因数为μ1时物块刚好能静止在斜面上，则有
解得
①若，物块将滑出斜面，则物块的路程为
②若，物块在斜面上多次往返，最后在B点速度为零，则有
解得
③，则物块将停在斜面上，则有
解得
考试范围：必修二必修三第一章；考试时间：75分钟；命题人：高一集备组
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A 摩擦起电说明电荷可以被创造
B. 感应起电是电荷在同一物体上的转移
C. 元电荷实质上是指电子和质子本身
D. 电荷量e的数值最早是由库仑用实验测得的
2. 一小船在静水中速度为，它在一条河宽150m，水流速度为的河流中渡河，则该小船（ ）
A. 能到达正对岸
B. 渡河的时间不可能少于50s
C. 船头垂直河岸航行，它位移大小为150m
D. 以最短位移渡河时，位移大小等于150m
3. 2024年2月3日7时37分，“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，以“一箭十一星”的方式发射“吉利星座02组”卫星，随后成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如图所示，“吉利星座02组”卫星在轨道1上运行，地球同步轨道卫星在轨道2上运行，则下列说法正确的是（ ）
A. “吉利星座02组”卫星的线速度比地球同步轨道卫星的线速度大
B. “吉利星座02组”卫星的角速度比地球同步轨道卫星的角速度小
C. “吉利星座02组”卫星的向心加速度比地球同步轨道卫星的向心加速度小
D. “吉利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的周期大
4. 人们用滑道从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质点的货物从四分之一圆弧滑道顶端P点由静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为。已知货物质量，滑道半径，且过Q点的切线水平，重力加速度g取。关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做的功为600JB. 经过Q点时货物对轨道的压力大小为280N
C. 经过Q点时货物的向心加速度大小为D. 货物克服阻力做的功为80J
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用、分别表示两点电场强度的大小，则（ ）
A. a、b两点的场强方向相同
B. 因为电场线是直线，所以
C. 因为电场线由a指向b，所以
D. 不知道a、b附近电场线的分布情况，、的大小不能确定
6. 在图中， A、B两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点， 大轮的半径是小轮的2倍， 它们之间靠摩擦传动， 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，C是地球同步卫星。下列关系正确的是（ ）
A. 物体A随地球自转的线速度大于卫星B的线速度
B. 卫星B的角速度大于卫星C的角速度
C. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期
D. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
8. 水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A. 小球到达c点的速度为
B. R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变大
C. 小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D. 小球从c点落到d点需要时间为
三、填空题：本题共3小题，每小题3分，共9分。
9. 某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示，在该石块从A点运动到B点的过程中，石块的速度___________，石块的加速度___________，石块的速度方向与竖直方向的夹角___________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
10. 质量为的物体做自由落体运动，下落1s后，重力势能减少________J，在此过程中，物体的机械能________。（填“守恒”或“不守恒”）（g取）
11. 两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1:m2=1:2，它们的轨道半径之比R1:R2=1:4，那么它们所受的向心力之比F1:F2=__________；它们的角速度之比ω1:ω2=__________。
四、实验题
12. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
（1）在这个实验中，利用了___________（填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与___________（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个变速塔轮。
13. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______。
A. 电火花计时器（包括纸带）B. 重锤
C. 天平D. 秒表（或停表）
（2）若重锤的质量为1.00kg，当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J。（结果均保留三位有效数字）
（3）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为______的直线，则验证了机械能守恒定律。
A 19.6B. 9.80C. 4.90
五、解答题
14. 2021年11月8日，天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）环绕器的运行周期T。
15. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）轻绳断裂时小球速度大小和小球落地时的速度大小；
（2）轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F。
16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知DE距离h＝1.0m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ0=0.5。取sin37=0.6，cs37=0.8，g=10m/s2。求：
（1）物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小；
（2）斜面AB的长度L；
（3）若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。
福州外国语学校2023-2024学年高一第二学期
期末物理考试卷
考试范围：必修二必修三第一章；考试时间：75分钟；命题人：高一集备组
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 摩擦起电说明电荷可以被创造
B. 感应起电是电荷在同一物体上的转移
C. 元电荷实质上是指电子和质子本身
D. 电荷量e的数值最早是由库仑用实验测得的
【答案】B
【解析】
【详解】A．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷，故A错误；
B．感应起电是电荷在同一物体上的转移，故B正确；
C．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故C错误；
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，故D错误；
故选：B。
2. 一小船在静水中的速度为，它在一条河宽150m，水流速度为的河流中渡河，则该小船（ ）
A. 能到达正对岸
B. 渡河的时间不可能少于50s
C. 船头垂直河岸航行，它的位移大小为150m
D. 以最短位移渡河时，位移大小等于150m
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由于船速小于水速，小船不能到达正对岸，最短位移大于150m，AD错误；
B．当船头指向正对岸时，过河时间最短，且最短时间
B正确；
C．当船头指向正对岸，这时沿水流方向移动的位移
根据几何关系可得
C错误。
故选B。
3. 2024年2月3日7时37分，“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，以“一箭十一星”的方式发射“吉利星座02组”卫星，随后成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如图所示，“吉利星座02组”卫星在轨道1上运行，地球同步轨道卫星在轨道2上运行，则下列说法正确的是（ ）
A. “吉利星座02组”卫星的线速度比地球同步轨道卫星的线速度大
B. “吉利星座02组”卫星的角速度比地球同步轨道卫星的角速度小
C. “吉利星座02组”卫星的向心加速度比地球同步轨道卫星的向心加速度小
D. “吉利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的周期大
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可知
“吉利星座02组”卫星的线速度、角速度、向心加速度均比地球同步轨道卫星的大，“吉利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的小，选项A正确，BCD错误。
故选A。
4. 人们用滑道从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质点的货物从四分之一圆弧滑道顶端P点由静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为。已知货物质量，滑道半径，且过Q点的切线水平，重力加速度g取。关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做的功为600JB. 经过Q点时货物对轨道的压力大小为280N
C. 经过Q点时货物的向心加速度大小为D. 货物克服阻力做的功为80J
【答案】C
【解析】
【详解】A．重力做的功为
选项A错误；
B．经过Q点时货物对轨道的压力大小为
选项B错误；
C．经过Q点时货物的向心加速度大小为
选项C正确；
D．货物克服阻力做的功为
选项D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用、分别表示两点电场强度的大小，则（ ）
A. a、b两点场强方向相同
B. 因为电场线是直线，所以
C. 因为电场线由a指向b，所以
D. 不知道a、b附近电场线的分布情况，、的大小不能确定
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】电场线的切线表示场强方向，所以a、b两点的场强方向相同，电场强度的大小与电场线的疏密有关，不知道a、b附近电场线的分布情况，、的大小不能确定，故选AD。
6. 在图中， A、B两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点， 大轮的半径是小轮的2倍， 它们之间靠摩擦传动， 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．在不打滑传动装置中，边缘上的线速度相等，即
又因为
所以
A错误，B正确；
C．同轴的圆周上其角速度相等，根据
可知
C正确；
D．根据
可知
D正确。
故选BCD。
7. 如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，C是地球同步卫星。下列关系正确的是（ ）
A. 物体A随地球自转的线速度大于卫星B的线速度
B. 卫星B的角速度大于卫星C的角速度
C. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期
D. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
【答案】BD
【解析】
【详解】同步卫星C周期与地球自转周期相同，角速度也相等，则有
，
根据
，
可得
，
卫星B、C绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
，
由于卫星B的轨道半径小于卫星C的轨道半径，则有
，
故选BD。
8. 水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A. 小球到达c点的速度为
B. R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变大
C. 小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D. 小球从c点落到d点需要时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，重力提供向心力，则
解得
故A正确；
B.设小球在b点受到轨道的支持力为，对小球在b点时受力分析，由牛顿第二定律可得
得
由牛顿第三定律有小球经过b点的瞬间对轨道的压力大小为
可见R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变小。故B错误；
CD.小球从c点到d点做平抛运动，则
解得
故CD正确。
故选ACD。
三、填空题：本题共3小题，每小题3分，共9分。
9. 某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示，在该石块从A点运动到B点的过程中，石块的速度___________，石块的加速度___________，石块的速度方向与竖直方向的夹角___________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】 ①. 增大 ②. 不变 ③. 减小
【解析】
【详解】[1][2]石块做平抛运动，其只受到重力的作用，即加速度为重力加速度，大小和方向均不变，所以石块的加速度不变，做曲线运动的物体在某点的速度方向为该点的切线方向，结合题图可知，其加速度方向与速度方向夹角为锐角，所以石块做匀加速曲线运动，即从A点到B点的速度增大。
[3]由于水平方向速度大小不变，竖直方向速度大小逐渐增加，设石块的速度方向与竖直方向的夹角为，则有
所以其夹角在逐渐减小。
10. 质量为的物体做自由落体运动，下落1s后，重力势能减少________J，在此过程中，物体的机械能________。（填“守恒”或“不守恒”）（g取）
【答案】 ①. 25 ②. 守恒
【解析】
【详解】[1]下落1s后高度的变化量为
所以重力势能减少了
[2]做自由落体运动的物体，只受重力的作用，其机械能守恒。
11. 两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1:m2=1:2，它们的轨道半径之比R1:R2=1:4，那么它们所受的向心力之比F1:F2=__________；它们的角速度之比ω1:ω2=__________。
【答案】 ①. 8:1 ②. 8:1
【解析】
【分析】
【详解】①人造地球卫星所受的万有引力提供向心力，即
所以
②人造地球卫星所受的万有引力提供向心力，即
所以
四、实验题
12. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
（1）在这个实验中，利用了___________（填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与___________（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个变速塔轮。
【答案】（1）控制变量法
（2） ① 相同 ②. 挡板B
【解析】
【小问1详解】
实验探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系利用了控制变量法。
【小问2详解】
[1][2]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需要保持小球质量、圆周运动角速度相同，只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B处。
13. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______。
A. 电火花计时器（包括纸带）B. 重锤
C. 天平D. 秒表（或停表）
（2）若重锤的质量为1.00kg，当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J。（结果均保留三位有效数字）
（3）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为______的直线，则验证了机械能守恒定律。
A. 19.6B. 9.80C. 4.90
【答案】（1）AB （2） ①. 1.85 ②. 1.68 （3）A
【解析】
【小问1详解】
AB．需要使用打点计时器（包括纸带）打出纸带计算速度，需要使用重锤拖动纸带。故AB正确；
C．实验要验证
因重锤质量被约去，可以直接验证重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材。故C错误；
D．打点计时器就计时仪器，不需要秒表（或停表）。故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能
[2]打B点时速度
计数点间时间间隔
从重锤下落到打B点时增加的动能
联立，解得
【小问3详解】
由
整理可得
则的斜率为
故选A。
五、解答题
14. 2021年11月8日，天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：
（1）火星质量M；
（2）环绕器的运行周期T。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在火星表面，有
解得
（2）环绕器运行时，有
解得
15. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小；
（2）轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为t，根据平抛运动的规律有
解得
又
解得
小球落地时的竖直分速度大小
经分析可知
解得
（2）由题意可知，小球做圆周运动的半径
设当轻绳断裂时，轻绳对小球的拉力大小为，有
根据牛顿第三定律有
解得
16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知DE距离h＝1.0m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ0=0.5。取sin37=0.6，cs37=0.8，g=10m/s2。求：
（1）物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小；
（2）斜面AB的长度L；
（3）若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。
【答案】（1），10N；（2）1.8m；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）设物体到达C点速度为v，从E到C，由动能定理，得
代入数据得
在C点，有
代入数据得
（2）从C到A，由动能定理得
代入数据得
（3）设摩擦因数为μ1时物块刚好能静止在斜面上，则有
解得
①若，物块将滑出斜面，则物块的路程为
②若，物块在斜面上多次往返，最后在B点速度为零，则有
解得
③，则物块将停在斜面上，则有
解得
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