湖南省娄底市涟源市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

这是一份湖南省娄底市涟源市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题，共12页。

本试卷共6页．全卷满分100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．芳试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、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符合题目要求．
1．一轿车和一货车在两条平行直道上同向行驶，开始时两车速度都为且轿车司机处于货车车尾并排位置，如图所示，为了超车，轿车司机开始控制轿车做匀加速运动，经过一段时间，轿车司机到达货车车头并排位置，若货车车身长度为，且货车保持匀速，则轿车加速过程的加速度大小为（ ）
A．B．C．D．
2．两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标随时间变化的图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后与的速度相同
B．两物体质量和之比为
C．碰撞后的动量与的动量之比为
D．碰撞后的动能与的动能之比为
4．如图所示，一束平行光垂直斜面照射，小球从斜面上的点以初速度沿水平方向抛出，落在斜面上的点，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．小球在空中飞行时间与无关B．小球速度最大时距离斜面最远
C．小球在斜面上的投影匀速移动D．小球在斜面上的投影加速移动
5．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球和，两球质量均为，两球半径忽略不计，杆的长度为．先将杆竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球，使小球在水平面上由静止开始向右滑动，当小球沿墙下滑距离为时，下列说法正确的是（ ）（不计一切摩擦）
A．小球和的速度都为
B．小球和的速度都为
C．小球的速度分别为和
D．小球的速度分别为和
6．如图所示，水平直线上有三点，，空间存在着竖直方向上的匀强电场（图中未画出）．若将一个电荷量为的点电荷放在点，则点的场强大小为；若将这个电荷量为的点电荷放在点，则点的场强大小变为，则匀强电场的场强大小为（ ）
A．B．
C．D．
7．真空中有一半径为的带电空心金属球，通过其球心的一直线上各点的电势分布如图所示，表示该直线上某点到球心的距离，分别是该直线上两点离球心的距离．下列说法中正确的是（ ）
A．空心金属球带负电
B．点的电场强度方向由指向
C．点的电场强度小于点的电场强度
D．电荷沿直线从移到的过程中，电场力一定做正功
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的不得分．
8．如图甲所示的某台无人机上升、向前追踪拍摄的飞行过程中竖直方向上的速度及水平方向上的速度与飞行时间的关系图像如图乙和丙所示．下列说法正确的是（ ）
A．无人机在时刻处于超重状态
B．无人机在这段时间内沿直线飞行
C．无人机在时刻上升至最高点
D．无人机在时间内做匀变速运动
9．三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知，则对于三个卫星，下列说法正确的是（ ）
A．运行线速度关系为
B．机械能关系为
C．已知万有引力常量为，现测得卫星的周期和轨道半径可求得地球的平均密度
D．半径与周期的关系为：
10．空间中某区域电场线的分布如图所示，一个带电粒子只在电场力的作用下，由点运动到点，图中虚线表示运动轨迹，则下列判断正确的是（ ）
A．粒子带正电
B．电场力对粒子做负功
C．粒子在点的加速度大于在点的加速度
D．粒子在点的速度大于在点的速度
11．如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）．开始时，两小球分别静止在位置．现外加一匀强电场，在静电力作用下，小球绕轻杆中点转到水平位置．取点的电势为0．下列说法正确的是（ ）
A．电场中点电势低于点
B．转动中两小球的电势能始终相等
C．该过程静电力对两小球均做负功
D．该过程两小球的总电势能增加
三、非选择题：本题共5小题，共52分．
12．（6分）如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为、质量为的金属小球由处从静止释放，下落过程中能通过处正下方、固定于处的光电门，测得间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为，当地的重力加速度为．则：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径__________．
（2）小球经过光电门时的速度表达式为__________．
（3）多次改变高度，重复上述实验，作出随的变化图像如图丙所示，当图中已知量和重力加速度及小球的直径满足以下表达式：__________时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
13．（6分）甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为．
（1）甲同学所设计的实验装置如图甲所示．其中为一质量为的长直木板，为木板上放置的质量为的物块，为物块右端连接的一轻质弹簧测力计．实验时用力将从的下方抽出，通过的读数即可测出动摩擦因数．则该设计能测出__________（填“与”或“与地面”）之间的动摩擦因数，其表达式为__________．
（2）乙同学的设计如图乙所示．他在一端带有定滑轮的长木板上固定有两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从靠近光电门处由静止开始运动，读出多组测力计示数及对应的物块在两光电门之间的运动时间．在坐标系中作出的图线如图丙所示，图线的斜率为，与纵轴的截距为，与横轴的截距为．因乙同学不能测出小车质量，故该同学还应该测出的物理量为__________．根据该测量物理量及图线信息可知物块和长木板之间的动摩擦因数表达式为__________．
14．（13分）如图所示，水平雪面上的雪橇在与水平方向成角的拉力的作用下，沿直线匀速运动，所用时间为，已知，求：
（1）上述内拉力的平均功率；
（2）上述内雪橇克服地面摩擦力做的功．
15．（13分）如图所示有一个匀强电场，电场线和坐标平面平行，以原点为圆心，半径的圆周上任意一点的电势为两点的连线与轴正方向所成的角，为圆周与坐标轴的四个交点．
（1）求该匀强电场场强的大小和方向；
（2）若在圆周上点处有一个粒子源，能在平面内发射出初动能均为的粒子（氦核），当发射的方向不同时，粒子会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中，粒子到达哪一点的动能最大？最大动能是多少？
16．（14分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在点，自然状态时其右端位于点．水平桌面右侧有一竖直放置的轨道，其形状为半径的圆环剪去了左上角的圆弧，为其竖直直径，点到桌面的竖直距离是．用质量的物块将弹簧缓慢压缩到点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在点．用同种材料、质量为的物块将弹簧缓慢压缩到点释放，物块过点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为，物块飞离桌面后恰好由点沿切线落人圆轨道（不计空气阻力，取），求：
（1）物块过点时的瞬时速度及与桌面间的滑动摩擦因数；
（2）若轨道光滑，物快经过轨道最低点时对轨道的压力；
（3）若小球刚好能到达轨道最高点，则释放后运动过程中克服摩擦力做的功．
2024年上学期高一期末质量检测试题·物理
参考答案、提示及评分细则
1．B 轿车做匀加速直线运动，时间内的位移，
货车做匀速直线运动，时间内的位移，根据解得：，故B正确．
2．C 由匀速圆周运动，
为绳与竖直方向的夹角
解得
两球角速度相同，则相同，即细线顶点到运动平面中心的距离相等，所以两球应在同一水平面旋转．故选C．
3．D A．图像的斜率表示物体的速度，两物体正碰后，碰后的速度为
碰后的速度大小为
碰后两物体的速度大小相等，方向相反，A错误；
BCD．两小球碰撞过程中满足动量守恒定律，即
解得两物体质量之比为
根据动量的表达式可知碰撞后的动量与的动量之比为
根据动能的表达式可知碰撞后的动能与的动能之比为
故B、C错误，D正确．故选D．
4．D A．得，可知小球只要落在斜面上，在空中运动的时间与初速度有关，故A错误；B、当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，此时速度不是最大，故B错误；CD．将速度分解成平行与垂直斜面方向，平行斜面方向运动是匀加速直线运动，而垂直斜面方向先匀减速直线运动，后匀加速直线运动，可知小球在斜面上的投影加速移动，故C错误，D正确．
5．C 设小球向下的速度为，小球水平向右的速度为，则它们沿杆方向的分速度是相等的，即，得，则选项AB均错误；又因为杆下滑时机械能守恒，故，联立两式解得；选项D错误，C正确．
6．C 电荷量为的点电荷放在点时，设它在点产生的场强大小为，由题意可知：的点电荷放在点时，由于，根据库仑定律：，则它在点产生的场强大小为，由题意可知：联立可得：．故A、B、D错误，C正确．
7．B A．依据沿着电场线方向，电势降低，由图可知0到电势不变，故球为等势体，而由再增大的过程中，电势降低，可知，金属球壳应该带正电，故A错误；BC．点的电场强度方向由指向点的电场强度大于点的电场强度，故B正确，C错误；D．正电荷沿直线从移到的过程中，电场力一定做正功；而负电荷沿直线从移到的过程中，电场力做负功，故D错误．
8．AD A．由图乙可知，无人机在时刻在竖直方向上做加速运动，故竖直方向的加速度向上，无人机处于超重状态，A正确；B．由图乙可知，这段时间内，无人机在竖直方向匀加速上升，由图甲可知，其在水平方向匀减速向前飞行，其速度和加速度合成如图，
可知无人机的速度和加速度方向不在同一条直线上，故无人机在这段时间内做曲线运动，故B错误；C．图乙中图线与时间轴围成的面积表示无人机竖直方向的位移大小，所以时刻，无人机上升到最高点，故C错误；D．无人机在时间内，在竖直方向上做匀减速直线上升运动，在水平方向上做匀速直线运动，故加速度恒定方向竖直向下，无人机的合运动为匀变速曲线运动，故D正确．故选AD．
9．ABD 万有引力充当向心力，故根据解得，所以轨道半径越大，线速度越小，即，A正确；卫星的机械能，根据，可得，B正确；根据公式，已知万有引力常量为，现测得卫星的运行周期和轨道半径，可以求出地球质量，不知道地球的半径，所以无法求出密度，故C错误；由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，即，故D正确．
10．BC A．电场线的方向向右，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受到的电场力方向指向轨迹的内侧，电场力方向向左，所以电荷为负电荷，故A错误；C．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在点的受力大，在点的加速度比点大，故C正确；BD．从点到点，静电力方向先与速度方向成钝角，电场力做负功，动能减小，粒子的速度减小，粒子在点的速度小于在点的速度，故B正确，D错误．
11．AB A．根据顺着电场线电势降低，可得电场中点电势低于点，故A正确；B．设，开始状态轻杆与电场线方向的夹角为，根据匀强电场中电势差与场强的关系得：，取点的电势为0，则有：，解得：，同理可得：，又根据电势能与电势的关系得小球的电势能为：，转动中两小球沿电场线方向的距离相等，所以两小球的电势能始终相等，故B正确；CD．转动中两小球都沿电场力方向移动一段距离，
根据电场力做功的条件可知，该过程静电力对两小球均做正功，所以该过程两小球的总电势能减小，故C、D错误．
12．【答案】（1）7.25（2分） （2）（2分） （3）（2分）
【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为，游标，则小球的直径读数为．
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在处的瞬时速度；
（3）小球下落过程中重力势能的减小量为，动能的增加量，若机械能守恒，有：，即．
13．【答案】（1）与（1分） （1分） （2）光电门之间的距离（2分） （2分）
【解析】（1）当达到稳定状态时处于静止状态，弹簧测力计的读数与所受的滑动摩擦力大小相等，对木板的压力大小等于的重力，由得，，为与之间的动摩擦因数．
（2）物块由静止开始做匀加速运动，
位移，
可得：
根据牛顿第二定律得：对于物块，
则
则图线的斜率为：，纵轴的截距为：；
与摩擦力是否存在无关，物块与长木板间的动摩擦因数为：．
14．【答案】（1） （2）
【解析】（1）根据功率的计算公式可得
所以
（2）雪橇在水平雪面上沿直线匀速运动，则有
所以雪橇克服地面摩擦力做的功为
15．【答案】（1）场强大小为，电场方向沿轴负向
（2）到达点时的动能最大，最大动能为
【解析】（1）半径的圆周上任意一点的电势中，当和的电势相等，则知两点的电势相等：可知电场的方向平行于轴方向．
当时，
当时，
所以电场方向沿轴负向
匀强电场的电场强度
（2）粒子带正电，由动能定理知粒子到达点时的动能最大
根据动能定理得
其中
得
16．【答案】（1） 0.4 （2） （3）
【解析】（1）过点后遵从所以知：．
由牛顿第二定律：
解得．
（2）竖直方向的分运动为自由落体运动，
有点速度在竖直方向的分量
点速度在水平方向的分量
解得离开点的速度为
由机械能守恒定律，有
得
根据牛顿第二定律，有
代人数据解得
根据牛顿第三定律，，方向竖直向下．
（3）小球刚好能到达点，有，
则
小球到达点的速度．
从到点运用动能定理：有
代人数据解得
从到点运用动能定理，
有，
代入数据解得
从到点运用动能定理，
有；
则释放后运动过程中克服摩擦力做的功为：