2023-2024学年山东省青岛市青岛第一中学高一（下）期末考试物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年山东省青岛市青岛第一中学高一（下）期末考试物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是
A. 开普勒发现了行星运动的规律
B. 卡文迪许发现只有天体之间才存在万有引力
C. 哥白尼发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
D. 牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球之间的引力大小
2.如图所示，A、B为某小区门口自动升降杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处.杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程中，A、B两点( )
A. 角速度大小之比2：1B. 周期大小之比1：2
C. 向心加速度大小之比4：1D. 线速度大小之比2：1
3.真空中有两点电荷Q1、Q2相距r，若将Q2的电荷量减为原来的一半，并将两点电荷间的距离减为原来的一半，则在前后两种情况下，两电荷之间的作用力之比为( )
A. 1：1B. 1：2C. 2：1D. 6：1
4.对生活中的圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动
B. 火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压
C. 汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶
D. 游乐园里的摩天轮转得很慢，人坐在吊箱里面受到的合外力为零
5.同步卫星相对地面静止不动，犹如悬挂在天空中，下列说法正确的是( )
A. 同步卫星处于平衡状态B. 同步卫星的速度是不变的
C. 同步卫星的高度是一定的D. 线速度可以大于第一宇宙速度
6.质点做曲线运动从A到B速率逐渐增加，如图所示，有四位同学用示意图表示A到B的轨迹及速度方向和加速度的方向，其中正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，火车质量为m，火车转弯半径为R，铁轨平面倾角为θ，当火车以速率v0驶过转弯处时，由重力和支持力的水平合力完全提供向心力，重力加速度为g，下列说法不正确的是( )
A. 当以速率v0行驶时，向心力大小为mv02R
B. 当以速率v0行驶时，向心力大小为mgtanθ
C. 当以速率v(v>v0)行驶时，火车轮缘与外轨挤压
D. 当以速率v(v>v0)行驶时，火车轮缘与内轨挤压
8.如图所示，半径为40cm的圆处在竖直平面内，该平面内存在匀强电场。位于圆上的S点有一放射源向各个方向发射电子，电子能够到达圆上任一位置，比较到达圆上各点的电子，发现到达A点的电子动能的增量最大，增量为120eV，已知∠OSA=30∘，则此匀强电场的场强大小为( )
A. 100V/mB. 100 3V/mC. 200V/mD. 200 3V/m
二、多选题：本大题共6小题，共24分。
9.如图所示，在灭火抢救过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间，消防队员沿梯子匀速向上运动的同时消防车匀减速后退，整个运动过程中梯子与水平方向的夹角保持不变。关于消防队员的运动，下列说法正确的是( )
A. 消防队员做匀减速直线运动B. 消防队员做匀变速曲线运动
C. 消防队员做变加速曲线运动D. 消防队员竖直方向的速度保持不变
10.我国北斗三号系统的“收官之星”于2020年6月23日成功发射。北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。其中中圆地球轨道卫星离地高度2.1万千米，静止轨道卫星和倾斜同步卫星离地高度均为3.6万千米。以下说法正确的是( )
A. 中圆轨道卫星的运行周期小于地球自转周期
B. 地球赤道上的人的线速度比中圆轨道卫星线速度大
C. 倾斜地球同步轨道卫星和静止轨道卫星线速度不同
D. 静止轨道卫星的发射速度一定要超过7.9km/s，中圆地球轨道卫星的发射速度可以小于7.9km/s
11.如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为φP，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两板水平错开一段距离(两板间距不变)，下列说法正确的是( )
A. U变大，E变大B. U变小，φP变小C. φP变小，Ep变大D. φP变大，Ep变小
12.根据R=ρls得到ρ=RSl，关于电阻率的下列说法正确的是( )
A. ρ与导体的材料有关
B. 纯金属的电阻率大于合金的电阻率
C. 温度升高时，金属导体的电阻率增大
D. ρ与导体的长度l成反比，与导体的电阻R和横截面积S成正比
13.如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q、质量为m的小球以初速度v0从竖直斜面底端A点开始沿斜面上滑，当到达斜面项端B点时，速度仍为v0，则( )
A. 小球从A到B电场力做正功
B. A、B两点间的电压一定等于mgLsinθq
C. 若该电场是由放置在C点的点电荷Q产生，则θ为45°
D. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度最小值一定为mgsinθq
14.如图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是( )
A. 重力对人做负功B. 摩擦力对人做正功C. 支持力对人做正功D. 合力对人做功为零
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
15.图甲是“研究平抛运动的特点”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_____。
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放 D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图乙中y−x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_____。

(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为_____m/s(结果保留2位有效数字，g取10m/s2)
16.《验证机械能守恒定律》实验装置如图甲所示，某实验小组正确完成了一系列实验操作后，得到了一条图乙所示的打点纸带，选取纸带上某个清晰的点标为O，然后每两个打点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与O点的距离ℎ1、ℎ2、ℎ3、ℎ4、ℎ5、ℎ6。
(1)已知打点计时器的打点周期为T，可求出各个计数点时刻对应的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6，其中v3的计算式为v3=_____。
(2)若重锤的质量是m，取打点O时刻重锤位置为重力势能的零势能点，分别算出各个计数点时刻对应重锤的势能Epi和动能Ekj，计数点3时刻对应重锤的势能Ep3=_____；接着在E−ℎ坐标系中描点作出如图丙所示的Ek−ℎ和Ep−ℎ变化图线；求得Ek−ℎ图线斜率是k1，Ep−ℎ图线斜率是k2，则k1、k2关系为______时机械能守恒。
(3)关于上述实验，下列说法正确的是_____；
A.实验中必须选用体积大一些的重锤
B.为了减小纸带阻力和空气阻力的影响，重锤质量应该适当大些
C.若实验纸带上打出点被拉长为短线，应适当调高电源电压
D.图丙Ek−ℎ图线中，计数点1对应的描点偏差较大，可能是长度测量误差相对较大引起的
(4)关于该实验操作你还能提出哪些注意事项(答对1条即可)______。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
17.光滑的水平面上建立y−x直角坐标系，在y轴上相距L=6m，x轴方向上摆放两个完全相同的弹簧发射器，发射器一端固定，另一端分别连接一块质量为1kg的小磁铁A和一个质量为2kg小铁球B(磁铁和铁球均可以看作质点)，小磁铁A置于x方向上固定光滑凹槽内。压缩发射器，让A、B两物体同时、以相同的速度2m/s沿x轴方向弹出，假设磁铁与铁球之间的相互作用力始终不变，且等于2N.(g取10m/s2)
求：(1)1s后小铁球的速度大小是多少？
(2)取下凹槽再次让两物体同时以2m/s沿x轴方向弹出，求经过多长时间两物体相遇？
(3)A、B碰后粘合在一起求碰撞过程中损失的动能是多少？碰后两物体共同的速度是多少？
18.两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一固定点为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示，某双星之间的距离为L，它们做匀速圆周运动的周期为T，已知万有引力常量为G，求：
(1)组成双星的两天体的质量之和；
(2)组成双星的两天体运动的速率之和。
19.如图所示，一个与水平方向夹角θ=37°、长为L=2.0m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.4m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接。一个质量m=1kg的小物块以初速度的v0=5.0m/s从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度vC=6.0m/s。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
(1)求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；
(2)求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；
(3)若竖直圆轨道的半径大小能够任意调节，为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆轨道的半径应满足什么条件？
参考答案
1.A
2.D
3.B
4.A
5.C
6.D
7.D
8.C
9.BD
10.AC
11.AC
12.AC
13.ABD
14.ACD
15.(1)[1]A.通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，A正确；
BC.因为要画同一运动的轨迹，所以每次必须从相同的位置释放小球，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，C正确；
D.用描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线，D错误。
故选AC。
(2)[2]物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，可得
x=v0t ， y=12gt2
联立可得
y=gx22v 02
因初速度相同，故 g2v 02 为常数，则 y−x2 应为正比例关系，故C正确，ABD错误。
故选C。
(3)[3]根据平抛运动的规律可知，竖直方向做自由落体运动，可得
y1=12gt 12 ， y2=12gt 22
解得
t1=0.1s ， t2=0.3s
水平方向做匀速直线运动，可得平抛小球的初速度为
v0=Δxt2−t1=2.0m/s

16.(1)[1]从图中可以看出《验证机械能守恒定律》实验装置采用的是重物的下落运动，可以认为是匀变速运动，求某点的速度利用中间时刻的速度与某段时间内的平均速度相同。故有
v3=ℎ4−ℎ24T
(2)[2][3]打计数点3时刻在打计数点 O 时刻的下方，所以
E p3=−mgℎ3
重物下落机械能守恒，减少的重力势能等于增加的动能，所以 k1=−k2 。
(3)[4]AB.为了减小纸带阻力和空气阻力的影响，重锤质量应该适当大些，体积小一些，这样可以减少误差，故A错误，B正确；
C.若实验纸带上打出点被拉长为短线，应适当调低电源电压，C错误；
D.计数点1对应的描点偏差较大，可能是长度测量误差相对较大引起的，D正确。
故选BD。
(4)[5]建议：重锤应从靠近打点计时器处释放；或调节打点计时器限位孔在同一竖直线上，减少纸带与打点计时器间的摩擦；或重锤质量适当大些。

17.解：(1)由题意得小铁球做类平抛运动，加速度为：
aB=FmB=22m/s2=1m/s2
竖直速度为：vy=agt=1×1m/s=1m/s
故铁球的速度为：v= vx2+vy2= 22+12m/s= 5m/s
(2)由题意A做类平抛运动，有：
aA=FmA=2m/s2
yA+yB=12aA2+12aB2=6m
解得：t=2s，
(3)物体只在受力方向上速度发生改变所以只考虑y轴方向上的速度变化
vAy=aAt=2×2m/s=4m/s
vBy=aBt=1×2m/s=2m/s
对碰撞过程有动量定理得：mAvAy+mBνBy=(mA+mB)vy，
解得：vy≡0
故碰后Y轴上的速度为0，物体在x轴方向上速度不变为2m/s，所以碰后速度为2m/s，
损失的动能△E=12mA( vAx2+vAy2)2+12mB( vBx2+vBy2)2−12mA vAx2−12mBvBx2
代入数值解得：△E=12J
答：(1)1s后小铁球的速度大小是 5m/s。
(2)取下凹槽再次让两物体同时以2m/s沿x轴方向弹出，经过2s两物体相遇。
(3)A、B碰后粘合在一起求碰撞过程中损失的动能为12J，碰后两物体共同的速度是2m/s。
18.解：(1)设质量为m1的轨道半径为r1，质量为m2的轨道半径为r2，r1+r2=L，
根据万有引力充当向心力知：Gm1m2L2=m14π2T2r1，
Gm1m2L2=m24π2T2r2，
联立解得：m1+m2=4π2L3GT2
(2)根据线速度和周期关系知：v1=2πr1T，v2=2πr2T，
v1+v2=2πr1T+2πr2T=2πLT。
答：(1)组成双星的两天体的质量之和为4π2L3GT2；
(2)组成双星的两天体运动的速率之和为2πLT。
19.解：(1)在C点，根据牛顿第二定律可得：FN−mg=mvC2R，解得：FN=mg+mvC2R=100N
根据牛顿第三定律可得：F′N=FN=100N
(2)在BC段，物块做匀速运动，故vB=vC=6m/s
从A到B，根据动能定理可得：mgLsin37°+Wf=12mvB2−12mv02
解得Wf=−6.5J
(3)设物块进入圆轨道到达最高点时最小速度大小为v，根据牛顿第二定律有：mg=mv2R
则v= gR=2m/s
物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有：
12mvC2=12mv2+2mgR
联立解得：R=0.8m
为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，故R≤0.8m；
答：(1)小物块到达C点时对圆轨道压力的大小为100N；
(2)小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功为−6.5J；
(3)竖直圆轨道的半径应满足条件为R≤0.8m。