2022-2023学年安徽省马鞍山市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年安徽省马鞍山市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.下列物理量采用比值定义的是( )
A. E=FqB. an=v2rC. T=2πωD. C=εrS4πkd
2.地球可看作一个均匀球体，上海的纬度约为北纬30∘，A、B两物体分别位于赤道和上海，随地球自转做匀速圆周运动，它们的角速度ωA、ωB和线速度vA、vB关系正确的是( )
A. ωA>ωB，vA=vBB. ωA>ωB，vA=2vB
C. ωA=ωB，vA= 32vBD. ωA=ωB，vA=2 33vB
3.如图所示，下列做圆周运动的物体，说法正确的是( )
A. 沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、支持力和向心力的作用
B. 物块在随圆盘一起做匀速圆周运动时，有向前运动的趋势，故静摩擦力方向向后
C. 汽车以相同车速过拱桥时，拱桥圆弧半径越大，汽车对桥面的压力越大
D. 火车转弯时，若θ角减小，可提高火车过转弯处的安全速度
4.如图所示，甲、乙两卫星以相同的半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，则( )
A. 甲的周期大于乙的周期B. 甲的角速度大于乙的角速度
C. 甲的线速度大于乙的线速度D. 甲的向心加速度大于乙的向心加速度
5.如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，A点和C点固定有电荷量都为q的正点电荷，在B点放一未知电荷后，恰好D点的电场强度等于0。正方形边长为L，则( )
A. 未知电荷带正电
B. 未知电荷的电荷量q′=2 2q
C. A、C两点处的电荷在D点产生的电场强度相同
D. 未知电荷受其它两电荷的静电力的合力大小为4 2kq2L2
6.用如图所示电路给电容器充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此往复，观察电流表、电压表示数变化情况。则( )
A. S接1时，电流自左向右流过电流表，电流表示数不断增大
B. S接2时，电流自右向左流过电流表，电压表示数不断减小
C. S接1时，电源给电容器充电，极板间电场强度减小，电源的能量不断储存在电容器中
D. S接2时，电容器对电阻R放电，极板间电荷量减小，电容减小
7.如图所示，起重机将质量5×103kg的重物由静止开始竖直吊起，重物做加速度1m/s2的匀加速直线运动，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变，直到重物做1.1m/s的匀速运动。不计空气阻力和额外功，重力加速度g取10m/s2，则( )
A. 起重机允许输出的最大功率5.5×103W
B. 重物做匀加速运动经历的时间为1.1s
C. 重物在匀加速运动阶段克服重力做功2.5×104J
D. 重物速度为0.5m/s时，起重机输出的功率为2.5×104W
8.某风力发电机叶片转动时可形成半径为R的圆面。某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度为ρ，发电机将圆内空气动能转化为电能的效率为η。则( )
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为2πR2v
B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为ρπR2v22
C. 风力发电机发电的功率为ηρπR2v3
D. 风力发电机发电的功率为ηρπR2v32
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.某电场的等势面如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，a、b、c的电势分别为0、5V、10V、d、e的电势为15V。则( )
A. 这五个点中，d点的电场强度最小
B. 一正电荷从d点运动到e点，电场力做正功
C. b点电场垂直于该点所在等势面，方向指向c侧
D. 一电子从a点运动到d点，电场力做功为15eV
10.如图所示，一长为L的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g，则( )
A. 小球运动到最高点时，杆对球的作用力大小为mω2L
B. 小球运动到水平位置B时，杆对球的作用力方向沿杆
C. 小球运动到最高点时，若ω> gL，杆对球的作用力方向竖直向下
D. 小球运动到水平位置B时，杆对球的作用力大小为m g2+ω4L2
11.如图所示，“天问一号”探测器通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球和火星轨道均看成圆形轨道，霍曼转移轨道是一个在近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道，在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着沿这个轨道抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、天问一号都逆时针方向运行。若轨道转移过程中只考虑太阳对“天问一号”的作用力，则( )
A. 两次点火喷射方向都与速度方向相同
B. 两次点火之间的时间间隔为π2 2 (R+r)3Gm
C. “天问一号”在转移轨道上M点的速度小于P点的速度
D. “天问一号”在转移轨道上M点的加速度大于火星轨道上P点的加速度
12.质量为m的小球放在竖立的弹簧上，将小球按压至A处，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C(图乙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。已知A、B的高度差为H1，B、C的高度差为H2。弹簧始终在弹性限度内，不计弹簧的质量和空气阻力，重力加速度为g( )
A. 小球、弹簧组成的系统机械能守恒
B. 小球在位置B时，动能为mgH2
C. 小球在位置A时，弹簧的弹性势能为mg(H1+H2)
D. 小球在位置B时速度最大，B至C过程中，动能和重力势能之和不变
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某物理兴趣小组利用如图所示装置来“探究影响电荷间静电力的因素”。O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受静电力的大小；使小球处于同一位置，增大(或减小)小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
(1)图中实验采用的方法是______。
A.理想实验法
B，微小量放大法
C.控制变量法
D.等效替代法
(2)小球质量为m，在P1位置偏离竖直方向夹角θ，此时所其受静电力的大小为______。
(3)在实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上q1和q2的正电，并使两小球球心相距3R，该同学利用公式F=kq1q2(3R)2计算两球之间的静电力，则计算结果______(选填“偏大”、“偏小”或“正确”)。
14.某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为m1，将质量为m2的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，A、B之间的距离为h，实验中钩码始终未与地面接触，重力加速度为g。
(1)滑块经过光电门B时的速度为______(用题中所给字母表示)。
(2)滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为______，系统重力势能减少量|ΔEp|为______(用题中所给字母表示)。
(3)调整A、B之间的距离，多次重复上述过程，作出1t2随h变化的图像如图乙所示，不考虑空气阻力，若该图线的斜率k=______(用题中字母表示)，则验证小球下落过程中机械能守恒。
(4)若实验结果发现ΔEk总是略大于|ΔEp|，可能的原因是______。
A.存在空气阻力
B.滑块没有到达B点时钩码已经落地
C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为h
D.测出滑块右端与光电门B之间的距离作为h
四、简答题：本大题共3小题，共36分。
15.在月球表面，宇航员用弹簧测力计测出一个质量为m的砝码重力为F。月球可视为质量分布均匀的球体，半径为R，忽略其自转，引力常量为G，求：
(1)月球的质量；
(2)月球的第一宇宙速度。
16.某离子吹风筒吹出含有大量带负电的氧离子，电荷量为2e，水平方向进入电压为U的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为2U，极板间距为L，长度为L2。若氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为m，不考虑空气流分层现象及空气对离子流和电场的影响，不计离子间作用力及氧离子重力，设氧离子进入加速电场的初速度为零，求：
(1)氧离子进入偏转电场时的速度v大小；
(2)能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例k。
17.某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角θ=37∘的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端B与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径R=0.3m，转轴间距L=1.6m的传送带以恒定的线速度2m/s逆时针转动，转轮最低点离地面的高度H=2.6m。现将一质量m=1kg小物块放在距离传送带高h=3.75m处静止释放，假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时，速度大小不变，方向变为水平向右.已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)小物块到达B端时速度的大小；
(2)小物块落至地面时与D点的水平距离；
(3)小物块从静止释放至落地，全过程产生的热量。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A.公式E=Fq的物理意义是：电场强度的大小是由电场本身的性质决定的，与试探电荷的带电量以及试探电荷在电场中所受到的电场力无关，是比值定义法，故A正确；
B.公式an=v2r的物理意义是：向心加速度由受力决定，是向心加速度与速度和半径的关系式，故B错误；
C.公式T=2πω的物理意义是：周期与角速度的关系式，故C错误；
D.公式C=εrS4πkd的物理意义是：电容器的大小是由两个极板的正对面积以及两极板间的距离决定的，是决定式，故D错误。
故选：A。
比值定义式就是两个物理量之比定义这个物理量的式子；决定式就是决定这个物理量的式子。据此可解答。
解题关键是掌握每个物理公式的物理意义，需要注重日常学习的积累，难度不大。
2.【答案】D
【解析】解：
根据题意可作出上图，则可得A、B两物体同轴转动，故A、B的角速度相等，即ωA=ωB
根据几何关系可得：r=Rcs30∘
又根据线速度公式：v=ωr
得：vA=2 33vB，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据题意得出A、B的位置关系，根据同轴转动，角速度相等；结合几何关系和线速度公式求解即可。
解题关键是能够根据题意正确分析A、B的位置关系，根据同轴转动，角速度相等；结合线速度、角速度和周期、转速之间的关系求解即可。难度不大。
3.【答案】C
【解析】解：A、沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、支持力的作用，向心力是效果力，小球不受向心力，故A错误；
B、物块在随圆盘一起做匀速圆周运动时，静摩擦力提供向心力，静摩擦力的方向指向圆心，故B错误；
C、汽车以相同车速过拱桥时，根据重力与支持力的合力提供向心力可得mg−FN=mv2r，得：FN=mg−mv2r，可知拱桥圆弧半径越大，汽车对桥面的压力越大，故C正确；
D、火车转弯时重力与支持力的合力恰好提供向心力时，有mgtanθ=mv2r，可知若θ角减小，火车过转弯处的安全速度会降低，故D错误。
故选：C。
对个选项中的物体进行受力分析，然后结合向心力的来源解答即可。
该题考查圆周运动的几种常见模型，知道各情景下向心力的来源是关键。
4.【答案】A
【解析】解：卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：
GMmr2=man=mr(2πT)2=mrω2=mv2r
可得：an=GMr2∝M
T= 4π2r3GM∝ 1M
ω= GMr3∝ M
v= GMr∝ M
由题意，可知r相同，甲围绕中心天体的质量M小于乙围绕中心天体的质量，则可知
T甲>T乙
ω甲