[物理][期末]贵州省黔西南州2023-2024学年高一下学期期末考试试题(解析版)

这是一份[物理][期末]贵州省黔西南州2023-2024学年高一下学期期末考试试题(解析版)，共14页。
考生注意：
1．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~17题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）
1. 已知某物体从甲地运动到乙地的平均速度和平均速率大小相等，则下列说法正确的是（ ）
A. 该物体一定是做匀加速直线运动
B. 该物体一定是做匀减速直线运动
C. 该物体可能做曲线运动
D. 该物体的运动方向一定不变
【答案】D
【解析】平均速度等于位移与时间的比值，平均速率等于路程和时间的比值。已知某物体从甲地运动到乙地的平均速度和平均速率大小相等，运动时间相等，那么位移的大小一定等于路程，该物体不可能做曲线运动，一定做方向不变的直线运动，可能是匀加速直线运动，也可能是匀减速直线运动，还可能是匀速直线运动，ABC错误，D正确。
故选D。
2. 小明同学在擦完黑板后，当他把装有磁铁的黑板擦吸附在竖直的黑板上时，发现黑板擦自动缓慢地往下滑，于是他又把黑板擦放到黑板另一位置，黑板擦静止不动，下列说法正确的是（ ）
A. 黑板擦在缓慢下滑过程中，黑板擦受到摩擦力大于重力
B. 黑板擦缓慢下滑时受到黑板的作用力竖直向上，大小等于重力
C. 第二次黑板擦静止时仅受到3个力的作用
D. 第二次黑板擦静止时受到的摩擦力小于重力
【答案】B
【解析】A．黑板擦在缓慢下滑过程中，可认为黑板擦受力平衡，则黑板擦受到摩擦力等于重力，故A错误；
B．黑板擦缓慢下滑时，根据受力平衡可知，黑板擦受到黑板的作用力竖直向上，大小等于重力，故B正确；
CD．第二次黑板擦静止时，黑板擦受到重力、摩擦力、弹力和磁吸引力共4个力作用，根据受力平衡可知，黑板擦静止时受到的摩擦力等于重力，故CD错误。
故选B。
3. 某跳伞运动员打开降落伞降落，在无风的时候落地速度为4m/s，现在有水平方向的风，风使他获得3m/s的水平速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员的落地速度为7m/s
B. 运动员的落地速度为12m/s
C. 有水平方向的风时落地时间将变长
D. 有无水平方向的风落地时间均相同
【答案】D
【解析】AB．运动员的落地速度为
故AB错误；
CD．根据运动的独立性可知，水平方向的风不影响竖直方向的运动，则有无水平方向的风落地时间均相同，故C错误，D正确。
4. 如图所示是自行车传动装置示意图，A是大齿轮边缘上一点，B是小齿轮边缘上的一点，若大齿轮的半径是小齿轮半径的倍，那么，A、两点的向心加速度之比是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】齿轮带动过程中，齿轮边缘线速度大小相等，即A、两点的线速度大小相等，根据
解得
故选A。
5. 如图所示，、两同心圆线圈的匝数分别为匝和匝，线圈半径分别为和。分布着磁感应强度大小为的匀强磁场的圆形区域的边缘恰好与线圈重合，则下列说法正确的是（ ）
A. 穿过、两线圈磁通量相同
B. 穿过线圈的磁通量比的大
C. 穿过线圈的磁通量比的大
D. 因为不知道匝数和大小关系，所以无法比较穿过、两线圈的磁通量大小
【答案】A
【解析】根据磁通量表达式
由于磁通量与匝数无关，、两线圈中磁场的有效面积相同，则穿过、两线圈磁通量相同。
故选A。
6. 2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联在武汉举办的第九届中国（国际）商业航天高峰论坛上披露，我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设有一航天员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（ ）
A. 将电流表与线圈连成闭合回路放于月球表面，根据电流表有无示数来判断磁场的有无
B. 将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则可以判断月球表面有磁场
C. 将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场
D. 将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场
【答案】B
【解析】A．将电流表与线圈连成闭合回路放于月球表面，不管是否存在磁场，由于回路的磁通量不变，电流表一定没有示数，所以不能根据电流表有无示数来判断磁场的有无，故A错误；
B．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，说明回路的磁通量发生变化，则可以判断月球表面有磁场，故B正确；
C．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，不能判断月球表面无磁场，因为有可能运动的方向与磁场方向平行，回路的磁通量不变，故C错误；
D．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，不能判断月球表面无磁场，因为有可能线圈沿各个方向运动过程，线圈平面一直与磁场方向垂直，回路的磁通量不变，故D错误。
故选B。
7. 如图所示电路，电源内阻很小可忽略不计。开关S闭合后，在变阻器的滑动端向下滑动的过程中（ ）
A. 电压表示数减小、电流表示数减小
B. 电源的效率增大
C. 电阻消耗的功率增大
D. 电阻和滑动变阻器消耗的总功率减小
【答案】C
【解析】A．由于电源内阻很小可忽略不计，则路端电压等于电动势，即电压表示数保持不变；在变阻器的滑动端向下滑动的过程中，变阻器接入电路阻值变小，电路总电阻变小，则电路总电流增大，两端电压增大，两端电压减小，根据欧姆定律可知，通过的电流减小，即电流表示数减小，故A错误；
B．电源的效率为
由于电源内阻很小可忽略不计，则路端电压等于电动势，可知电源的效率保持不变，故B错误；
C．由于通过的电流为总电流，且总电流增大，则电阻消耗的功率增大，故C正确；
D．设电阻和滑动变阻器并联后的总电阻为，则电阻和滑动变阻器消耗的总功率为
可知当时，电阻和滑动变阻器消耗的总功率最大，由于无法确定与的大小关系，所以无法确定电阻和滑动变阻器消耗的总功率变化情况，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的点、点。已知点是点在地面上的竖直投影，，不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是（ ）
A. 两小球的下落时间之比为
B. 两小球的下落时间之比为
C. 两小球的初速度大小之比为
D. 两小球的初速度大小之比为1∶3
【答案】AC
【解析】AB．小球在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有
由于两小球下落高度相同，则两小球的下落时间之比为，故A正确，B错误；
CD．小球水平方向做匀速直线运动，则有
可知两小球的初速度大小之比为
故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，图甲中、为等量异种点电荷连线上关于中点对称的两点，图乙中、为等量同种正点电荷连线中垂线上关于对称的两点，图丙中、在以正点电荷为球心的球面上，图丁中、为相距较近带等量异种电荷平行板之间的两点，则关于各点的电场强度、电势说法正确的是（ ）
A. 图甲中、两点电场强度和电势均相同
B. 图乙中、两点电场强度和电势均相同
C. 图丙中、两点电场强度不同，电势相同
D. 图丁中、两点电场强度相同，电势不同
【答案】CD
【解析】A．根据等量异种点电荷电场分布特点，结合对称性可知，图甲中、两点电场强度大小相等，方向相同，均向右；根据沿电场方向电势降低可知，点电势高于点电势，故A错误；
B．根据等量同种点电荷电场分布特点，结合对称性可知，图乙中、两点电场强度大小相等，方向相反；、两点电势相等，故B错误；
C．根据点电荷电场分布特点可知，图丙中、两点电场强度大小相等，方向不同；、两点处于等势面上，所以电势相等，故C正确；
D．平行板间的电场为匀强电场，则、两点电场强度相同，点比点更靠近带正电极板，则点电势高于点电势，故D正确。
故选CD。
10. 用如图所示的实验装置研究平行板电容器的电容与哪些因素有关，下面说法正确的是（ ）
A. 把B板向左平移，静电计指针示数变小
B. 把B板向右平移，静电计指针示数变小
C. 把B板向上平移，静电计指针示数不变
D. 保持两板不动，在B、A之间插入一块云母板，静电计指针示数变小
【答案】BD
【解析】由于静电计所带电荷量远小于平行板电容器所带电荷量，所以可认为平行板电容器电荷量不变；根据
，
A．把B板向左平移，板间距离变大，电容器电容减小，极板间电压变大，则静电计指针示数变大，故A错误；
B．把B板向右平移，板间距离变小，电容器电容变大，极板间电压变小，则静电计指针示数变小，故B正确；
C．把B板向上平移，极板正对面积变小，电容器电容减小，极板间电压变大，则静电计指针示数变大，故C错误；
D．保持两板不动，在B、A之间插入一块云母板，电容器电容变大，极板间电压变小，则静电计指针示数变小，故D正确。
故选BD。
二、非选择题（本题共5小题，共57分）
11. 用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）必须用到的测量仪器是__________。
A. 天平B. 秒表C. 刻度尺 D. 弹簧测力计
（2）如图乙所示为实验中的一条纸带，根据纸带上已测出的数据，可算得打“5”点时重物增加的动能__________，重物减小的重力势能__________，计算发现略小于，其原因是______________________________。（已知电源频率为，重力加速度，重物质量为。计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）C （2）0.092 0.094 存在空气阻力和摩擦阻力
【解析】
【小问1详解】
由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平也不需要弹簧测力计；通过打点计时器可以得到纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表；需要刻度尺测量纸带上计数点间的距离。
故选C。
【小问2详解】
打“5”点时重物速度为
重物增加的动能为
重物减小的重力势能为
计算发现略小于，其原因是：重物下落过程存在空气阻力和摩擦阻力，使得减少的重力势能有一部分转化为内能。
12. 在“测定金属的电阻率”的实验中，需测量待测金属丝的电阻（约为）的阻值，实验室备有下列实验器材：
A. 电流表（量程，内阻约为）
B. 电流表（量程，内阻约为）
C. 电压表（量程，内阻约为）
D. 电压表（量程，内阻约为）
E. 变阻器（，）
F. 变阻器（，）
G. 电池组（电动势为3V）
H. 开关，导线若干
（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有__________（填器材前面的序号）。
（2）为减小实验误差，应选用图__________（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把下图中的实物图用线连接起来_________。
（3）正确选择电路后，的测量值始终小于真实值，其原因是______________________________。
【答案】（1）BCFGH （2）甲 见解析 （3）见解析
【解析】
【小问1详解】
由于待测电阻约为，电池组电动势为3V，则有
则电流表应选用B，电压表应选用C；为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的，即选择F；则为减小实验误差，应选用的实验器材有：BCFGH。
【小问2详解】
由于待测电阻约为，根据
可知电流表应采用外接法，则为减小实验误差，应选用图甲为该实验的电路原理图；根据图甲电路图，实物连线如图所示
【小问3详解】
电流表采用外接法，由于电压表的分流使得电流表示数大于通过待测电阻的电流，根据
可知的测量值小于真实值。
13. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为，但是它的半径只有10km。已知引力常量，求:（计算结果均保留两位有效数字）
（1）此中子星表面的自由落体加速度大小；
（2）贴近该中子星表面，沿圆轨道运动的小卫星的线速度大小。
【答案】（1）；（2）（或）
【解析】（1）设此中子星表面的重力加速度大小为，万有引力等于重力
得
（2）贴近该中子星表面，沿圆轨道运动的小卫星的线速度大小为
得
14. 如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB竖直放置，最低点B与粗糙水平面BC相切，现让某物体从A点无初速度滑下，物体最终滑至水平面上的C点处停下。已知圆弧半径为5m，物体的质量为1kg，物体与水平面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度取，求：
（1）物体滑至曲面最低点B时受到支持力的大小；
（2）物体在水平面上滑行的距离；
（3）滑行过程中因摩擦产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物体从A点到B点过程，根据动能定理可得
解得
物体经过B点时，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）设物体在水平面上滑行的距离为，根据动能定理可得
解得
（3）根据功能关系可知，滑行过程中因摩擦产生的热量为
15. 如图所示，某一水平面内有一直角坐标系，在的区域Ⅰ内存在有沿轴负方向的匀强电场，场强大小为；在的区域Ⅱ内存在有沿轴负方向的匀强电场，场强大小为。在坐标原点处有一粒子源，能源源不断地沿轴正方向射出带电量为，质量为，初速度大小连续可调的正粒子，已知粒子重力不计。试求：
（1）粒子初速度至少大于多少时方能从区域Ⅱ电场右边界射出；
（2）当粒子初速度时，粒子从区域Ⅱ电场右边界射出的速度大小；
（3）当粒子初速度时，粒子从区域Ⅱ电场右边界射出的坐标范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）在区域Ⅰ中，粒子所受电场力方向水平向左，粒子做减速运动，若粒子能够从区域Ⅱ电场右边界射出，粒子必须能够进入区域Ⅱ电场，在区域Ⅰ若粒子速度恰好在两电场交界处减为0，根据动能定理有
解得
（2）当粒子初速度时，区域Ⅰ中，根据动能定理有
解得
粒子进入区域Ⅱ后做类平抛运动，则有
，
则粒子从区域Ⅱ电场右边界射出的速度
解得
（3）若粒子速度，由于在区域Ⅰ中有
解得
粒子进入区域Ⅱ后做类平抛运动，则有
解得
竖直方向上有
解得
可知，粒子从区域Ⅱ电场右边界射出的坐标范围。