[物理][期末]湖南省岳阳市平江县2023-2024学年高一下学期期末考试试卷(解析版)

这是一份[物理][期末]湖南省岳阳市平江县2023-2024学年高一下学期期末考试试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间75分钟满分100分
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24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. 直空中有两个点电荷，带电量的大小分别是q1和q2，两电荷相距r时相互间库仑力的大小是F。如果两电荷的电量都增大为原来的2倍，距离减小到原来的一半，则这时两电荷相互间的库仑力的大小是（ ）
A. 16FB. 8FC. 4FD. F
【答案】A
【解析】根据库仑定律的公式可知F=，两电荷的电量都增大为原来的2倍，则力会增大为原来的4倍，而距离又减小到原来的一半，所以力又要增大为原来的4倍，所以库仑力变为原来的16倍，故选A。
2. 一只小船渡河，小船在渡河过程中船头方向始终垂直于河岸，水流速度各处相同且恒定不变。现小船相对于静水以初速度分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示，由此可以判断（ ）
A. 小船沿三条不同路径渡河的时间相同
B. 小船沿AD轨迹运动时，小船相对于静水做匀减速直线运动
C. 小船沿AB轨迹渡河所用的时间最短
D. 小船沿轨迹到达对岸的速度最小
【答案】B
【解析】B．物体做曲线运动时，合力的力向指向运动轨迹的凹侧，而加速度的方向与合力方向相同，因此，小船沿轨迹做匀加速运动，沿轨迹做匀速运动，沿轨迹做匀减速运动，则小船沿轨迹运动时小船相对于静水做匀减速直线运动，故B正确；
AC．水流速度各处相同且恒定不变，沿着河岸方向为匀速直线运动，有
因，则小船沿轨迹渡河时间最短，沿轨迹渡河时间最长，故AC选项错误；
D．因为小船沿轨迹加速渡河，所以船靠岸时速度最大，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，皮带轮甲、乙的半径之比为2：3，A、B是两皮带轮边缘上的点。假设皮带不打滑，当皮带轮匀速转动时（ ）
A. A、B两点的线速度大小之比为2：3
B. A、B两点的角速度大小之比为1：1
C. A、B两点的加速度大小之比为3：2
D. A、B两点的加速度大小之比为2：3
【答案】C
【解析】A．两轮靠皮带传动，皮带不打滑，因此两轮边缘上的点具有相同的线速度，故
故A错误；
B．由题意知
根据线速度与角速度的关系可得
故B错误；
CD．由向心加速度可得
故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星a所受的向心力大于b所受的向心力
B. 卫星a运行周期小于24h
C. 在地面附近发射卫星b的速度为
D. 卫星a的运行速度可能大于
【答案】B
【解析】据，由于不知道ab两颗卫星的质量，故仅根据r的大小不能判定向心力的大小，故A错误；据可得卫星的周期，所以a的半径小于b的半径，故a的周期小于b的周期24h，故B正确；11.2km/s是发射脱离地球束缚航天器的最小发射速度，同步卫星仍围绕地球圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故C错误；7.9km/s是第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，故卫星a的运行速度小于7.9km/s，故D错误．
5. 如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度为a1和a2，则（ ）
A. a1＝a2＝0
B. a1＝a，a2＝0
C. ，
D. a1＝a，a2＝－a
【答案】D
【解析】力F作用时，对A有
对B有
当突然撤去推力F的瞬间，弹簧弹力没有发生改变，对B受力分析有
解得
A受到弹力作用，撤去F的瞬间弹簧的弹力不变，所以A的加速度不变，仍为a；
故选D。
6. 如图所示，、、代表某固定点电荷的电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，直线是电场中的几条没标明方向的电场线，曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，、是轨迹上的两点。粒子过、两点时的加速度大小分别是、，电势能分别是、，、、的电势分别是、、，、间的电势差大小为，、间的电势差大小为。下列判断正确的是（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】B
【解析】根据电场线、等势面以及电场力做功的特点可知，M点的电场强度大于N点的电场强度，故有
从M到N，所受电场力指向场源电荷，克服电场力做功，电势能增大，即
由于粒子带正电，故图中的电场为负点电荷形成的电场，根据电势降低的特点可知
由于点电荷形成的是非匀强电场，越靠近点电荷电场强度越大，根据，故
综上所述，B正确，ACD错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共5小题。每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中。有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
7. 以下关于机械能守恒的描述，正确的是（ ）
A. 物体处于平衡状态机械能一定守恒
B. 物体所受合外力是变力，机械能一定不守恒
C. 物体所受外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒
D. 若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒
【答案】CD
【解析】A．物体处于平衡状态机械能不一定守恒，如物体匀速下降，机械能减少，A错误；
B．物体所受合外力是变力，机械能也可能守恒，只要合外力不做功，如水平面上物体做匀速圆周运动，B错误；
C．物体所受外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒，如物体匀速下降，合力做功为零，但机械能不守恒，C正确；
D．若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒，D正确。
故选CD。
8. 宇宙中两颗相距较近、相互绕转的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，不至于因为万有引力的作用而吸引到一起.如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的（ ）
A. 质量之比B. 角速度之比
C. 线速度大小之比D. 向心力大小之比
【答案】AB
【解析】双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为，根据牛顿第二定律，对A星有
对B星有
故
根据双星的条件有角速度之比为
由
可得线速度大小之比为
向心力大小之比为
故选AB
9. 图示为某新型电动汽车在阻力一定的水平路面上进行性能测试时的图象，为过原点的倾斜直线，段是与段相切的水平直线，段汽车以额定功率行驶，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内汽车的功率一直增大
B. 时间内汽车的牵引力不变
C. 时间内牵引力不做功
D. 汽车行驶时受到的阻力大小为
【答案】AD
【解析】A．0～时间内，电动汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度逐渐增大，根据
可知汽车的功率逐渐增大，故A正确；
B．根据图像的斜率表示加速度，可知在～时间内的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可得
可知牵引力逐渐减小，故B错误；
C．～时间内，电动汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力做正功，故C错误；
D．匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据
解得
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，小球沿斜面向上运动，依次经过、、、后到达最高点。已知，小球从到和从到所用的时间都是，设小球经、时的速度分别为、，则（ ）
A.
B.
C. 从到所用时间为
D.
【答案】BD
【解析】AB．由题，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s，根据匀变速直线运动的推论得知，c点的速度等于ad间的平均速度，则有
ac间中点时刻的瞬时速度为
cd间中点时刻的瞬时速度为
故物体的加速度大小为
A错误，B正确；
D．由速度位移关系
得
故D正确
C．设c到e的时间为T，则
得
则从d到e所用时间为
故C错误。
故选BD。
11. 如图甲所示，在水平地面上固定一个倾角为的足够长的光滑斜面，小滑块从斜面底端在与斜面平行的拉力F作用下由静止开始沿斜面运动，拉力F随时间变化的图象如图乙所示，小滑块运动的速度一时间图象如图丙所示，重力加速度g为10 m/s2．下列说法正确的是
A. 斜面倾角为30°，小滑块的质量m=2 kg
B. 在0~2 s时间内拉力F做的功为100 J
C. 0~1 s时间内合外力对小滑块做功12.5 J
D. 在0~4 s时间内小滑块机械能增加80 J
【答案】BC
【解析】A．由速度一时间图像可知，在2-4s时间内小滑块的加速度，由牛顿第二定律可得
解得
在0-2s时间内小滑块的加速度，由牛顿第二定律，可得
解得
故A错误；
B．由速度一时间图像可知，在0-2s时间内小滑块的位移为，拉力F做的功为
故B正确；
C．1s末小滑块的速度，由动能定理，在0-1s时间内合外力对小滑块做的功
故C正确；
D．由功能关系可知，0-4时间内小滑块机械能增加量
故D错误
故选BC。
三、实验题（每空2分，共16分）
12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在8V、50Hz的交流电源上，自由下落的重锤质量为0.5kg，选出一条理想的纸带如图所示，A、B、C为连续打出的点，取，O为始起点，则：
（1）打点计时器打B点时，重锤下落的速度_____（保留两位有效数字）；
（2）从起点O到打下点B点的过程中，重锤的重力势能减少量_____J，动能的增加量_____J；（、均保留三位有效数字）；
（3）由以上数据可以知道总是略大于，其原因是_____。
A. 由于数据测量有误差造成的
B. 由于纸带和限位孔有摩擦造成的
C. 由于实验操作不规范造成的
D. 由于重物下落过程有空气阻力造成的
【答案】（1）1.0 （2）0.255 0.250 （3）BD
【解析】
【小问1详解】
打点计时器打B点时，重锤下落的速度
【小问2详解】
从起点O到打下点B点的过程中，重锤的重力势能减少量
动能的增加量
【小问3详解】
A．由于数据测量造成的误差，可能大于，也可能小，选项A错误；
B．由于纸带和限位孔有摩擦造成的，一部分重力势能转化为内能，则总是略大于，选项B正确；
C．由于实验操作不规范造成的可能大于，也可能小，选项C错误；
D．由于重物下落过程有空气阻力造成的，一部分重力势能克服阻力做功，则总是略大于，选项D正确。
故选BD。
13. 如图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____。
（2）每次让小球从同一位置由静止释放，目的是_____；
A. 为了保证小球做平抛运动
B. 为保证小球飞出时，轨迹是抛物线
C. 使小球每次做平抛运动的初速度相同
D. 让小球的运动靠近但不接触木板
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____；小球经过点的速度为_____。（取）（小数点后保留两位）
【答案】（1）水平 （2）C （3）0.75 1.25
【解析】
【小问1详解】
为了保证小球抛出的速度处于水平方向，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。
【小问2详解】
每次让小球从同一位置由静止释放，目的是使小球每次做平抛运动的初速度相同。
故选C。
【小问3详解】
由图可知，小球在段和段的水平位移相等，则所用时间相等，竖直方向根据
可得
则该小球做平抛运动的初速度为
小球经过点的竖直分速度为
则小球经过点的速度为
四、解答题（14题10分，15题10分，16题15分，共35分）
14. 如图，物体质量，静止放在粗糙的水平地面上。现给物体施加一个水平向右的外力，动摩擦因数μ=0.2，使物体由静止开始运动。若取，求：
（1）物体的加速度；
（2）5秒末物体的速度；
（3）2秒内物体的位移。
【答案】（1）2m/s2
（2）10m/s （3）4m
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律可知
解得
a=2m/s2
【小问2详解】
5秒末物体的速度
【小问3详解】
2秒内物体的位移
15. 如图，两相同极板A与B的长度为，相距，极板间的电压为。一个电荷量为、质量为m的电子，沿平行于板面的方向从极板左端中点射入电场中，射入时的速度为，把两板间的电场看作匀强电场。
（1）求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移距离；
（2）求电子射出电场时速度与水平方向夹角的正切值。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
在匀强电场中，由牛顿第二定律可得
解得
电子做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，有
竖直方向做匀加速直线运动，有
联立解得
【小问2详解】
射出电场时竖直方向速度为
射出电场时偏转的角度正切值为
联立解得
16. 如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ＝37°的斜轨道BC平滑连接而成。质量m＝0.1kg的小滑块从弧形轨道离地高H＝1.0m处静止释放。已知R＝0.2m，LAB＝LBC＝1.0m，滑块与轨道AB间的动摩擦因数为μ1＝0.25，与轨道BC间的动摩擦因数均为μ2＝0.5，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，g＝10m/s2）
（1）求滑块运动到圆的最高点D对轨道的压力大小；
（2）求滑块到达B点时的动能；
（3）求物体最终停在何处，离B点有多远。
【答案】（1）5N；（2）0.75J；（3）0.6m
【解析】（1）滑块从开始下滑到到达轨道D点时由机械能守恒定律
在D点时
解得
FND=5N
（2）滑块从开始下滑到到达B点时由动能定理
解得
EkB=0.75J
（3）滑块滑上斜面后到达最高点时满足
解得
x=0.75m
然后下滑到水平面时
解得
物体最终停在离B点0.6m远的位置。