湖南省岳阳市湘阴县2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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满分：100分 时量：75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的学校、班级、考号、姓名填写在答题卡上。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24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. 物理学思维方法是指运用现有的物理知识对物理进行深入的学习和研究，找到解决物理问题的基本思路和方法。关于物理学思维方法，下列说法中错误的是（ ）
A. 等效法是将一个物理量、一种物理装置或一个物理状态（过程），用另一个相应量来替代，得到同样的结论的方法。
B. 放大法是根据两个对象之间在某些方面的相似或相同，把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一对象中去的一种逻辑方法。
C. 微元法是把一个整体分成无数个很小的部分，再给它积累起来，得到它的总量，使不均匀的量可以求出总值的方法。
D. 理想模型法是在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象的一种科学方法。
【答案】B
【解析】
【详解】A．等效法是将一个物理量、一种物理装置或一个物理状态（过程），用另一个相应量来替代，由于效果相同，能够得到同样的结论的方法，故A正确，不符合题意；
B．在有些实验中，实验的现象真实存在，但是不容易观察，为了便于测量，我们就将产生的效果进行放大之后再进行研究，这种把测量的物理量按一定的规律放大后再进行测量的方法称为放大法，故B错误，符合题意；
C．微元法是把一个整体分成无数个微小的部分，每一个微小的部分遵循相同的规律，再通过这些微小部分方向整体，利用不均匀的量可以求出总值的方法，故C正确，不符合题意；
D．理想模型法是在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，将实际中的事物进行简化，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象的一种科学方法，故D正确，不符合题意。
故选B。
2. 重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则（ ）
A. 当时，运动员单手对地面的正压力大小为
B. 当时，运动员单手对地面的正压力大小为
C. 当θ不同时，运动员受到的合力不同
D. 当θ不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等
【答案】A
【解析】
【详解】运动员处于静止状态，即平衡状态.每只手都承受自身重力的一半.和角度无关，所以A正确,BC错误:由牛顿第三定律知两物体间的相互作用力大小永远相等.故D错误．
综上所述本题答案是：A
3. 为了形象生动地说明圆周运动的运动规律，教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是（ ）
A. 图甲旋转木马工作时，越靠内侧的木马线速度越大
B. 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力提供向心力
C. 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大
D. 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲旋转木马工作时，由
可知越靠外侧的木马线速度越大，故A错误；
B．图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力与重力的合力提供向心力，故B错误；
C．图丙空中飞椅游戏中，由
可知外排飞椅向心加速度更大，故C正确；
D．图丁脱水机工作时，衣服中水在转动时所受附着力及摩擦力的合力提供向心力，当合力小于所需要的向心力时，做离心运动，水被甩出，并不是受离心力，故D错误。
故选C。
4. 如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查，其传送装置可简化为如图乙所示的模型，紧绷的传送带始终保持v＝1m/s的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离为2m，g取10m/s2，若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则（ ）
A. 乘客与行李同时到达B处
B. 行李提前0.5s到达B处
C. 乘客提前0.5s到达B处
D. 若传送带速度足够大，行李最快也要4s才能到达B处
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．加速阶段，行李在传送带上的加速度为
行李做匀加速直线运动的时间为
加速阶段，行李在传送带上的位移为
行李在传送带上匀速运动的时间为
乘客到达B处的时间为
由于
故乘客提前0.5s到达B处，故AB错误，C正确；
D．若传送带速度足够大，有
解得到达B处的最短时间为
故D错误。
故选C。
5. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图数据可知下列错误的是（ ）
A. 物体的质量为2kg
B. 时，物体的速率为20m/s
C. 时，物体的动能
D. 从地面至，物体的动能减少100J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图像可知，物体在h=4m时的重力势能为
EP=mgh=80J
则物体的质量为
m=2kg
故A正确，不符题意；
B．h=0时，物体的机械能为100J，即动能为100J，则速率为
故B错误，符合题意；
C．h=2 m时，物体重力势能为40J，机械能为90J，则物体的动能Ek=50 J，故C正确，不符题意；
D．h=4 m处，机械能与重力势能相等，则动能为零，则物体的动能减少100 J，故D正确，不符题意。
故选B。
6. 神舟十六号于2023年5月30日上午9时31分在甘肃酒泉卫星发射中心发射，取得圆满成功！神舟十六号乘组有景海鹏、桂海湖、朱杨柱三位航天员，这是中国第十六次载人航天发射，是中国航天工程实现的又一个历史性突破。此次神舟十六号还会前往空间站执行维修任务，包括加装新的天线、引导机器人等工作。宇航员们还将会进行科学实验，比如观察天体、检测太空环境等等。若神舟十六号与空间站核心舱在对接的最后阶段，神舟十六号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使神舟十六号在同一轨道上追上空间站实现对接，神舟十六号喷射燃气的方向可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】要想使神舟十六号在与空间站的同一轨道上对接，则需要加速使神舟十六号速度变大，与此同时要想不脱离原轨道，根据
则必须要增加向心力，即喷气时产生的推力一方面有沿轨道向前的分量，另一方面还要有指向地心的分量，而喷气产生的推力与喷气方向相反，可知，只有第一个选项符合要求。
故选A。
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，有选错的得0分。）
7. 如图所示，蚂蚁们“头顶着”食物沿树枝向上爬行，10s内前进了0.2m，则（ ）
A. 当蚂蚁匀速爬行时，食物对蚂蚁的力与蚂蚁对食物的力是一对平衡力
B. “10s”是时刻，“0.2m”是路程
C. 观察蚂蚁行走时的肢体分工时，蚂蚁不能视为质点
D. 树枝对蚂蚁的支持力是由于树枝的形变产生的
【答案】CD
【解析】
【详解】A．食物对蚂蚁力与蚂蚁对食物的力是一对相互作用力，故A错误；
B．依题意，可知“10s”所指为时间间隔，“0.2m”是路程，故B错误；
C．观察蚂蚁行走时的肢体分工时，蚂蚁形状、尺寸对该研究过程有影响，不能视为质点，故C正确；
D．树枝对蚂蚁的支持力是由于树枝的形变产生的，故D正确。
故选CD。
8. 如图所示，是一等边三角形，在顶点A放置一个电荷量为Q的正点电荷，在顶点B放置一个电荷量为Q的负点电荷，这时顶点C处电场强度的大小为E；若将A点处的正点电荷取走，并放置一个电荷量为Q的负点电荷，则C点的场强（ ）
A. 大小为B. 大小为
C 方向与AB平行向左D. 方向垂直AB向下
【答案】BD
【解析】
【详解】在顶点A放置一个电荷量为Q的正点电荷，在顶点B放置一个电荷量为Q的负点电荷，这时顶点C处电场强度的大小为E
即
可知每一个点电荷Q在C点产生的场强大小均为E，方向如图；若将A点处的正点电荷取走，并放置一个电荷量为Q的负点电荷，则C点的场强
方向垂直AB向下。
故选BD。
9. 如图1所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图1中的“·”表示人的重心。图2是由力传感器画出的图线，其中1~4各点对应着图1中1~4四个状态和时刻，从1~4人的重心上升的高度为0.5m。取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 1~4的过程中，人做功一定大于300J
B. 2~3的过程中，支持力做正功
C. 人上升的最大加速度为
D. 人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.35s
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据图2可知，人的重力为600N，升高0.5m过程中，有
人做功的过程人的重心升高的距离大于0.5m，所以人做功大于300J，故A正确；
B．2~3过程中人受到的支持力竖直向上，但支持力的作用点没有发生位移，所以支持力对人不做功，故B错误；
C．根据图2可知人在0.65s末受到的支持力最大，所以加速度最大，根据牛顿第二定律，有
故C正确；
D．人从0.15~0.35s做加速度增大的加速下蹲，从0.35~0.45s做加速度减小的加速下蹲，然后从0.45~0.65s做加速度增大的减速下蹲，根据图2可知人在0.45s时合力为零，加速度为零，速度最大，故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示，倾角为的斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量，滑块恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，且，此时滑块、斜面仍然处于静止状态，重力加速度为，则以下说法中正确的是（ ）
A. 甲图滑块受到斜面的摩擦力为
B. 甲图斜面受到地面的摩擦力为
C. 乙图中时，滑块恰好不受摩擦力
D. 乙图中小球转动角速度越小，滑块受到的摩擦力越小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意，对甲图中小球受力分析，由平衡条件可知，绳子的拉力为
对甲图中滑块受力分析，由于
可知滑块受沿斜面向上的摩擦力，如图所示
由平衡条件有
解得
对滑块与斜面整体受力分析，如图所示
由平衡条件有
故AB错误；
CD．根据题意，对图乙中小球受力分析，如图所示
由几何关系有
若，则有
对乙图中滑块受力分析，则有
则滑块恰好不受摩擦力，由于，则有
对乙图中滑块受力分析，则有
解得
若乙图中小球转动角速度越小，则所需向心力减小，即小球的合力减小，则减小，变大，故D错误，C正确。
故选C。
三、非选择题（本题共5小题，共56分。）
11. 图示为某次实验中用打点计时器打出的一条纸带，已知纸带做的是匀变速直线运动，其中A、B、C为相邻的三个计数点，相邻计数点间还有四个点计时点（图中未画出）。A、B、C三点与O点的距离如图中所示，则打计数点的时间间隔______，打B点时纸带的速度______，纸带运动的加速度______。（使用的交流电频率为50Hz，结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. 0.10s ②. 2.2 ③. 8.1
【解析】
【详解】[1]交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点计时点，则打计数点的时间间隔
[2]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打B点时纸带的速度
[3]由逐差法可得，纸带运动的加速度
12. 某同学用图甲所示的实验装置探究线速度与角速度的关系并验证机械能守恒定律。先将两个完全相同的钢球P、Q固定在长为3L的轻质空心刚性杆两端，然后在杆长处安装一个阻力非常小的固定转轴O。最后在两个钢球的球心处分别固定一个相同的挡光片，挡光片宽度为d，如图乙所示，保证挡光片所在平面和杆垂直。已知重力加速度为g。实验步骤如下：
（1）该同学将杆抬至水平位置后由静止释放，当P转到最低点时，固定在钢球P、Q球心处的挡光片刚好同时通过光电门1、光电门2；（两个光电门规格相同，均安装在过O点的竖直轴上）
（2）若挡光片通过光电门1、光电门2的时间分别为和，根据该同学的设计，之比应为______；
（3）若要验证“机械能守恒定律”，该同学______（选填“需要”或者“不需要”）测量钢球的质量m；
（4）在误差允许范围内，关系式______成立，则可验证机械能守恒定律（关系式用g、L、d、、表示）；
（5）通过多次测量和计算，发现第（4）问的关系式中重力势能的减少量一定大于动能的增加量，造成误差的主要原因可能是______。
【答案】 ①. ②. 不需要 ③. ④. 见解析
【解析】
【详解】（2）[1]根据题意可知，钢球P、Q转动过程中角速度相等，由公式可得
又有
，
联立解得
（3）[2]本实验验证机械能守恒定律时，由于钢球P、Q的质量相等，则验证机械能表达式中质量可以约掉，所以不需要测量钢球的质量。
（4）[3]当系统转动过程中满足机械能守恒定律，有
整理可得
（5）[4]通过多次测量和计算，发现第（4）问的关系式中重力势能的减少量一定大于动能的增加量，造成误差的主要原因空气阻力和转轴阻力做负功，减少的重力势能有一部分转化成其它能量。
13. 如图所示，一质量电荷量的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一电荷量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上A、B均可视为点电荷。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角。已知重力加速度，静电力常量，，，求：
（1）小球受到的静电力大小
（2）小球所在位置的场强大小和方向
（3）小球的电荷量。

【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3）
【解析】
【详解】（1）小球A受重力、细线的拉力和B球的库仑力，由平衡条件可知，A球受到水平向右的库仑力，大小为
（2）根据电场强度定义式
解得电场强度大小为
方向水平向右。
（3）根据库仑定律得
解得小球B的电荷量为
14. 图甲是某游乐场内的滑沙场地示意图，斜坡滑道AB长64 m，倾角θ＝37°，水平滑道BC足够长，斜坡滑道与水平滑道之间是平滑连接的。某游客坐在滑板上从斜坡的A点由静止开始滑下（如图乙所示），滑到斜坡底端B点后再沿水平的滑道滑行一段距离到C点停下。已知游客和滑板的总质量m＝60 kg，滑板与斜坡滑道间的动摩擦因数为μ1＝0.5，与水平滑道间的动摩擦因数为μ2＝0.4，空气阻力忽略不计，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。求：
（1）游客从斜坡上滑下的加速度大小；
（2）游客滑到B点时的速度大小；
（3）游客从A点滑动到C点所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律得
解得
（2）根据速度与位移的关系式
解得
（3）根据位移公式
解得滑到底端的时间
在水平滑道，根据牛顿第二定律得
解得
则在水平轨道上停止的时间
从A点滑动到C点所用的时间
15. 如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车总质量为200kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取。）求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；
（2）从平台飞出到A点时速度大小及圆弧对应圆心角；
（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O，求此时对轨道的压力大小。
【答案】（1）；（2），；（3）8600N
【解析】
【详解】（1）从平台飞出到A点的过程，人和车做平抛运动，根据平抛运动规律，有
解得
从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离为
（2）从平台飞出到A点，根据动能定理，有
解得
如图
可知


得
（3）从A到O的过程中由动能定理有
在最低点，有
解得
根据牛顿第三定律可知人和车对轨道的压力大小为8600N。