湖北省咸宁市2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

这是一份湖北省咸宁市2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。

咸宁市2022—2023学年度下学期高中期末考试
高一物理试卷
时长75分钟，满分100分。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 折返跑是中学体育课中常见的一种运动，某学生进行折返跑过程简化情景的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. 1s末的加速度大于3s末的加速度 B. 0~3s的位移小于0~6s的位移
C. 3s末离出发点最远 D. 2s~4s速度一直减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图象可知1s末的加速度

3s末的加速度

1s末的加速度小于3s末的加速度，A错误；
B．图象中图线与时间轴围成的面积表示人移动位移，则0~3s的位移为9m, 0~6s的位移为0，0~3s的位移大于0~6s的位移，B错误；
C．从图象表示可知人在0~3s时向前运动，3s时掉头，3s末离出发点最远，C正确；
D．2s~4s人的速度先减小后增大，D错误；
故选C
2. 如图，木板AB上固定一垂直于板面的挡板，小球紧靠挡板静止在木板上，不计球与木板和挡板间的摩擦。现保持木板A端的位置不变，缓慢抬高木板B端，则在该过程中（　　）

A. 木板和挡板对球作用力的合力增大
B. 球对木板的压力减小
C. 球对挡板的压力先增大后减小
D. 球对挡板的压力大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球处于平衡状态，木板和挡板对球作用力的合力始终等于小球的重力，故保持不变，A错误；
BCD．小球受到木板的作用力F1和挡板的作用力F2，由平衡条件可得


缓慢抬高木板B端的过程，增大，则F1减小，F2增大，故球对木板的压力减小，球对挡板的压力增大，B正确，CD错误。
故选B。
3. 2021年10月15日，伴随着“三、二、一”的倒计时，“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，“神舟十三号”航天员翟志刚、王亚平和叶光富也将开始为期6个月的“太空旅行”。如图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是（ ）

A. 火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力
B. 燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空
C. 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后处于失重状态
D. 火箭喷出的热气流对火箭的作用力大于火箭对热气流的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A．火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，由牛顿第三定律知航天员对座椅的压力大于自身重力，A错误；
B．火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，B错误；
C．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，由于具有竖直向上的速度，所受重力和空气阻力均竖直向下，合外力方向竖直向下，故加速度方向竖直向下，处于失重状态，C正确；
D．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力和反作用力，二者等大反向，D错误；
故选C。
4. 如图，从广州飞往上海的航班上午10点到达上海浦东机场，若飞机降落的水平分速度为60m/s，竖直分速度为6m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀减速直线运动，则飞机落地之前 ( )


A. 飞机的运动轨迹为曲线
B. 经20s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等
C. 在第20s内，飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等
D. 飞机在第20s内，水平方向的平均速度为21m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞机的速度的方向：
tanα＝＝0.1；
飞机的加速度的方向：
tanβ＝＝0.1
可知飞机的速度的方向与加速度的方向是相同的，飞机做匀变速直线运动．故A错误；
B．飞机做匀变速直线运动，水平方向的分初速度与竖直方向的分初速度不相等，所以在停止前，水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小不可能相等．故B错误；
C．飞机做匀变速直线运动，水平方向的分初速度与竖直方向的分初速度不相等，所以飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小不可能相等．故C错误；
D．在水平方向上，飞机在20s内的位移：
x1＝vxt1−a1t12=60×20−×2×202＝800m;
飞机在19s内的位移：
x2＝vxt2−a1t22=60×19−×2×192＝779m；
飞机在第20s内，水平方向的位移：
△x=x1-x2=800-779=21m；
水平方向的平均速度为

故D正确．
故选D．
点睛：物体做曲线运动的条件是受到的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上，此题中飞机在竖直方向与水平方向都做匀减速运动，所以正确判断出飞机是否做匀变速直线运动是解答的关键．
5. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到的阻力为车重的0.2倍，，则以下说法正确的是（　　）

A. 汽车在前内牵引力为
B. 汽车速度为时的加速度为
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车前5s内做匀加速运动，加速度

由牛顿第二定律


解得

故A错误；
C．汽车在5s末达到额定功率

故C错误；
B．汽车速度为30m/s时，有

解得

故B正确；
D．当汽车速度达到最大时，牵引力和阻力相等

故D错误。
故选B。
6. 已知两电源的电动势分别为E1、E2（E1>E2），内阻分别为r1、r2。当两电源分别与阻值为R的电阻连接时，外电路消耗的功率正好相等。若电阻R减小一些，再与E1、E2分别连接时，对应的外电路消耗的功率分别是P1、P2。则（　　）
A. r1P2
C. r1>r2，P1r2，P1>P2
【答案】C
【解析】
【详解】由外电路消耗的功率相等得
2R=2R
又知E1>E2，则
（R＋r1）2>（R＋r2）2
故r1>r2；再大致画出U­I图像如图所示

可知R减小一些（对应图中虚线），在E2中电流增加量大，由
P＝I2R
可得
P1 故选C。
7. 如图所示，光滑斜面的倾角，轻弹簧的劲度系数为k，两端分别与物体M和N相连，两物体的质量均为m，与斜面垂直的固定挡板P挡住N，两物体均处于静止状态。现沿平行斜面向下方向施加外力F压物体M，使得撤去外力F后，物体N能被弹簧拉起离开挡板（弹簧形变未超过其弹性限度），则外力F至少要做的功是（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当M静止时，弹簧的压缩量为，以M为研究对象，沿斜面方向

解得

撤去外力F后，物体N能被弹簧拉起离开挡板，此时弹簧的伸长量为，以N为研究对象，沿斜面方向

解得

因为，整个过程中弹簧的弹性势能变化是零。整个过程中N的重力势能不变，
物体M的重力势能增加为

根据功能关系可知：外力至少要做的功是

故选A
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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。）
8. 2021年12月26日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十九运载火箭成功发射“资源一号”06星，该卫星将进一步推进我国陆地资源调查监测卫星业务系统化应用。若该卫星在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动的周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转，则下列说法正确的是（　　）
A. 该卫星的线速度大小为
B. 地球表面的重力加速度大小为
C. 地球的第一宇宙速度为
D. 地球的平均密度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．该卫星的线速度大小为
①
故A错误；
B．设地球质量为M，“资源一号”06星的质量为m1，根据牛顿第二定律有
②
设地球表面的重力加速度大小为g，则在地球表面质量为m2的物体所受万有引力等于重力，即
③
联立②③解得
④
故B正确；
C．设地球第一宇宙速度为v1，根据第一宇宙速度的物理意义可得
⑤
解得
⑥
故C错误；
D．地球的平均密度为
⑦
联立③④⑦解得
⑧
故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，从高H处的P点先后水平抛出两个小球，球1刚好直接越过竖直挡板落在水平地面上的Q点，球2与地面碰撞N（）次后，刚好越过高为h的挡板（h可调节）也落在Q点。假设球2每次与地面的碰撞都是弹性碰撞，两球的空气阻力均可忽略，则（ ）

A. h与H之比可能为1:2 B. h与H之比可能为11:36
C. 球1与球2速度之比可能为5:1 D. 球1与球2速度之比可能为16:1
【答案】BC
【解析】
【详解】C D．两小球都能落在Q点，对球1：
，
对球2：
，
可得

球1与球2速度之比可能为3:1、5:1、7:1、…，故C正确，D错误；
A B．刚好能过M点，对球1
，
对球2
，
其中

可得

利用

代入可解得

当

时，h与H之比为11:36，故A错误，B正确。
故选BC。
10. 如图甲所示，固定的水平筒内壁光滑、内有一轻质压缩的弹簧，弹簧的一端固定在筒底，另一端与一滑块（可视为质点）接触但不拴接，弹簧原长小于筒长。滑块由静止释放，离开筒后立即滑上位于水平面上的木板左端，此后木板的v-t图像如图乙所示，最终滑块恰好没有离开木板。已知木板质量M=0.3kg，滑块的质量为m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A. 木板长度为1m B. 木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C. 1s后，木板先停下来，滑块后停下来 D. 释放滑块时弹簧的弹性势能为2.5J
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC．由图像可知，木板在0~1s内，做加速运动，之后做减速运动，则1s末两者共速，这段时间滑块做减速运动，之后一起做匀减速直线运动，由图像可得木板加速的加速度为

减速时的加速度大小为

由牛顿第二定律有

可得

则木板与地面之间的动摩擦因数为0.1，滑块在0~1s内的加速度大小为

则对滑块有

可得

则木板的长度为

故AC错误，B正确；
D．由机械能守恒可得释放滑块时弹簧的弹性势能为

故D正确。
故选BD。
11. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中一族等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带电质点（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）

A. a、b、c三条等势线中，a的电势最高
B. 电场中Q点处的电场强度大小比P点处大
C. 该带电质点在P点处受到的电场力比在Q点处大
D. 该带电质点在Q点具有的电势能比在P点具有的电势能大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由于不知道带电质点的电性，无法判断电场的方向，所以不能确定各点电势的高低，故A错误；
B C．由图可知，P点处等势线比Q点处密集，则P点处的电场强度比Q点处大，该带电质点在P点处受到的电场力比在Q点处大，故B错误，C正确；
D．若带电质点从P向Q运动，根据合外力指向轨迹弯曲的凹侧，可知电场力做负功，电势能增加，动能减小；若从Q向P运动，则电场力做正功，电势能减小，动能增大，故带电质点在P点处的动能大于在Q点处的动能，在P点具有的电势能小于在Q点具有的电势能，故D正确。
故选CD。
三、实验题（12题6分，13题10分，共16分）
12. 物理兴趣小组设计了一个用位移传感器测量木块和斜面间的动摩擦因数μ的实验。如图甲所示，在斜面底端固定一个位移传感器，传感器与计算机相连。让木块沿斜面由静止开始下滑，计算机描绘了木块相对传感器的距离随时间的变化规律如图乙所示。

（1）如果图线中A、B、C三点的坐标值已知，则木块下滑的加速度为__________。
（2）如果斜面的倾角为θ，木块下滑的加速度为a，则__________。
（3）为避免木块下滑时撞到传感器，在不增加器材的情况下，可将实验装置作一改进。改进的方法是____________________。
【答案】 ①. ②. ③. 把传感器固定在斜面顶端
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，从A到B和从B到C用的时间均为t0，根据

可得

（2）[2]根据牛顿第二定律

解得

（3）[3]改进方法是把传感器固定在斜面顶端。
13. 某同学用如图甲所示电路探究某一型号电池的输出电压U与输出电流I的关系。电路原理图如图甲所示，图中为阻值等于5.0Ω的定值电阻，电压表视为理想电压表。
（1）请将图乙所示的实验器材连成实验电路。（ ）

（2）若电压表的读数为2.0V，则电源的输出电流__________A。
（3）调节滑动变阻器，通过测量得到电压表的示数随电压表的示数的曲线如图丙所示，由此可知电池内阻__________Ω，短路电流为__________A，电源的最大输出功率为__________W（本空保留两位有效数字）。

【答案】 ①. ②. 0.40 ③. ④. 1.5 ⑤. 0.31
【解析】
【详解】（1）[1] 根据电路图画实物连线如图所示


（2）[2] 根据欧姆定律有

（3）[3] 根据闭合电路欧姆定律有

可变形为

可见图像的斜率大小

根据图像求出斜率大小为

所以

解得

[4] 又纵轴截距等于电动势，故

所以短路电流为

[5] 又根据题意由图像可知当时电源输出功率最大，则有

所以电源的最大输出功率

四、解答题（14题10分，15题10分，16题16分，共36分）
14. 如图甲所示，A车原来临时停在一水平路面上，B车在后面匀速向A车靠近，A车司机发现后启动A车，以A车司机发现B车为计时起点（t=0），A、B两车的v-t图像如图乙所示。已知B车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m。
（1）求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小。
（2）若A、B两车不会相撞，则A车司机发现B车时（t=0）两车的距离s0应满足什么条件？

【答案】（1）vB=12m/s，a=3m/s2；（2）s0>36m
【解析】
【详解】（1）在t1=1s时A车刚启动，两车间缩短的距离为B车的位移，可得

解得B车的速度为
vB=12m/s
图像斜率表示加速度，可得A车的加速度大小为

其中
t2=5s
解得A车加速度大小为
a=3m/s2
（2）两车的速度达到相等时，两车的距离达到最小，对应于v-t图像的t2=5s时刻，此时两车已发生的相对位移为梯形的面积，则

代入数据解得
s=36m
因此，若A、B两车不会相撞，则两车的距离s0应满足条件为
s0>36m
15. 如图所示，在竖直平面内有一足够长的绝缘轨道ABCD，AB水平放置，CD竖直放置，轨道AB、CD粗糙，BC是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50 m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝4.0×104 N/C。现有质量m＝0.20 kg、电荷量q＝－1.0×10－4 C的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求：（g取10 m/s2）
（1）带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小；
（2）带电体最终停在何处。

【答案】（1）20 N；（2）在离C点上方1 m处
【解析】
【详解】（1）从A点运动到C点过程，根据动能定理有

得

C点时，根据合力提供向心力有

解得

根据牛顿第三定律得对轨道的压力为20 N，方向水平向左。
（2）设CD向上运动到最高点即速度为0时，上移的位移为x，全过程

得

因为

所以物块不会滑下，最终停在离C点上方1 m处。
16. 如图所示，光滑的圆弧轨道竖直放置，在右侧点与一倾斜传送带相切。为圆弧轨道最低点，圆弧所在圆的圆心为，水平，。一质量的小物块（可视为质点）从圆弧轨道最左端以的初速度向下运动。已知圆弧轨道半径，传送带，在电机驱动下始终以速度顺时针匀速转动（与轮子间无相对滑动），小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）小物块下滑到点时轨道对物块的支持力的大小；
（2）小物块从滑上传送带减速至与传送带运动速度相等过程的时间；
（3）传送带在传送小物块过程中，因摩擦力做功而产生的热量。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块从到过程，根据动能定理可得

解得

小物块下滑到点时，根据牛顿第二定律可得

解得

（2）小物块从到过程，根据动能定理可得

解得

小物块在传送带减速过程的加速度大小为

小物块减速至与传送带运动速度相等过程的时间为

（3）小物块减速至与传送带运动速度相等过程的位移为

此过程传送带的位移为

小物块与传送带发生的相对位移为

小物块与传送带速度相同后，由于

可知共速后小物块与传送带保持相对静止，一直匀速运动到传送带顶端，故传送带在传送小物块过程中，因摩擦力做功而产生的热量为