2023-2024学年辽宁省大连市高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年辽宁省大连市高一（下）期末物理试卷（含答案），共7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。

1.下列说法正确的是( )
A. 只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒
B. 合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒
C. 点电荷和元电荷都是理想化模型
D. 若带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹与电场线一定重合
2.如图所示，某质量为m的企鹅(可视为质点)斜向上跳水，起跳时它距海平面高为ℎ，速度大小为v0，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度大小为g，在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 重力做功为12mv2B. 重力做功为mgℎ
C. 企鹅经过最高点时动能为0D. 企鹅的动能一直增加
3.某电场的电场线分布如图中实线所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则( )
A. 粒子带负电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点的加速度大于在b点的加速度
D. 粒子在c点的动能大于在a点的动能
4.一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A. t=1s时，物体的速度为2m/s
B. t=2s时，物体的动量为4kg⋅m/s
C. t=0到t=1s时间内，物体动量的变化量为−2kg⋅m/s
D. t=2s到t=3s时间内，力F的冲量为1N⋅s
5.如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连，已知M=3m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降，不计空气阻力，重力加速度大小为g。若砝码底部与地面的距离为ℎ，砝码刚接触地面时木块仍没离开桌面，则下列说法正确的是( )
A. M落地时的速度大小为 2gℎB. M落地时的速度大小为12 6gℎ
C. 绳子的拉力对M做功为34mgℎD. 绳子的拉力对m做功为214mgℎ
6.如图所示，平行金属板A、B与电源相连，电源电压U=2V，AB板间距d=5cm，B板接地。在两板间有a、b、c三点，其连线组成一直角三角形，ab连线与A板垂直，ab长L1=3cm，a点离A板L2=1cm，一个不计重力的带正电粒子电荷量q=2×10−18C固定在a点。下列说法正确的是( )
A. ab间电势差为2.0V
B. ac间电势差大于ab间电势差
C. 粒子在a点具有的电势能为3.2×10−18J
D. 若将该粒子沿bc移动，电场力做正功
7.如图所示，在平行板电容器两板间有一个带电微粒。开关S闭合时，该微粒恰好能保持静止。若使该带电微粒向上运动，下列说法正确的是( )
A. 保持S闭合，极板N上移 B. 保持S闭合，极板M上移
C. 充电后将S断开，极板N上移 D. 充电后将S断开，极板M上移
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接。神舟十七号载人飞船的变轨过程如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 飞船的发射速度可以小于第一宇宙速度
B. 飞船进入Ⅲ轨道后运行速度小于第一宇宙速度
C. 飞船若要与空间站对接，可以在Ⅲ轨道上点火加速追上空间站
D. 飞船在Ⅲ轨道上c点的加速度等于在Ⅱ轨道上c点的加速度
9.如图所示，在光滑的水平面上有两个滑块P、Q，滑块Q的左端固定一轻质弹簧。两个滑块以大小为v0的速度沿同一直线相向运动，滑块P的质量为2m，速度方向水平向右，滑块Q的质量为m，速度方向水平向左。不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. P、Q两个滑块(包括弹簧)组成的系统动量守恒
B. 当两个滑块的速度相等时，弹簧的弹性势能最大
C. 当两个滑块的速度相等时，弹簧的弹性势能为43mv02
D. 两个滑块最终能以13v0的共同速度一起水平向右运动
10.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、带正电的电荷量为q的小球，系在一根长为R的绝缘细线的一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度的大小为g，电场强度E= 3mgq。若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 小球运动到C点时细线的拉力最大
B. 小球运动到B点时的电势能最大
C. 小球运动到B点时的机械能最大
D. 小球运动过程中的最小速度为 2gR
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某学习小组利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)除带夹子的重物、打点计时器、纸带、铁架台(含铁夹)、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的是______；
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平(含砝码)
D.秒表
(2)该小组从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示，选取纸带上打出的连续点A、B、C、D、E作为计数点，其中A点速度大小为v0，E点距A点的距离为ℎ1，E点速度大小为v1。已知当地重力加速度大小为g。在误差允许的范围内，若满足关系式______(用题目所给物理量的符号表示)，则说明机械能守恒。
12.某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验；所用装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成，如图所示。

(1)实验的主要步骤如下：
①安装气垫导轨，调节使其水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③接通光电计时器；
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮圈；
⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；
⑦读出滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01ms，通过光电门2的挡光时间=19.99ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=10.02ms；
⑧测出滑块1和滑块2上的挡光片的宽度均为d=4mm、滑块1的质量m1=400g、滑块2(包括弹簧)的质量m2=200g；
(2)碰撞前滑块1的速度v1= ______m/s；碰撞后滑块1的速度v2= ______m/s，滑块2的速度v3= ______m/s；(结果保留2位有效数字)
(3)在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出在碰撞过程中哪个物理量是不变的？______；
(4)通过计算，滑块1和滑块2在本实验中的碰撞是______。(填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示为小朋友在游乐场荡秋千，秋千上悬挂平板的两绳平行且绳长均为1m，平板运动到最高点时绳子与竖直方向夹角θ=37°。已知小朋友的质量为15kg，可视为重心在平板上，取g=10m/s2。不计绳子和平板质量，忽略一切阻力(cs37°=0.8)。求：
(1)小朋友运动到最低点时的速度大小v；
(2)小朋友运动到最低点时每根绳子的拉力大小F。
14.一个初速度不计的带电粒子，质量为m、电荷量为q，重力忽略不计。该粒子经电压为U的加速电场加速后，垂直射入偏转电场，如图所示。若偏转电场两平行板间距为d，板长为l，两极板上电压为U′。求：
(1)粒子射出加速电场时的速度v0的大小；
(2)粒子射出偏转电场沿垂直于板面方向偏移的距离y；
(3)粒子射出偏转电场时速度偏转角度θ的正切值。
15.如图所示，半径R=0.2m的光滑14圆弧轨道竖直固定，与水平面相切于最低点B，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1×103V/m。带正电的物块甲质量m1=0.2kg，电荷量q=1×10−3C；物块乙不带电，其质量m2=0.1kg，将乙静置于B点右侧L=0.5m处的C点。物块甲从与圆心O等高的A点以v0= 2m/s的初速度竖直下滑，甲与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。甲、乙两物块均视为质点，忽略空气阻力，二者碰撞时无机械能损失，且二者之间没有电荷转移，取g=10m/s2。求：
(1)在B处物块甲对轨道的压力；
(2)甲与乙第一次碰撞前的瞬间物块甲的速度大小；
(3)甲与乙第一次碰撞后的瞬间各自速度大小。
参考答案
1.A
2.B
3.C
4.B
5.B
6.C
7.A
8.BD
9.ABC
10.CD
11.AB 2gℎ1=v12−v02
0.20 0.40 在碰撞过程中系统的动量是不变的 非弹性碰撞
13.解：(1)小朋友从最高点到最低点的过程由机械能守恒得mgL(1−csθ)=12mv2
解得：v=2m/s
(2)在最低点由牛顿第二定律可得：
2F−mg=mv2L
解得：F=(mg+mv2L)×12=(15×10+15×221)×12N=105N
答：(1)小朋友运动到最低点时的速度大小为2m/s；
(2)小朋友运动到最低点时每根绳子的拉力大小为105N。
14.解：(1)粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
qU=12mv02
解得粒子射出加速电场时的速度大小为
v0= 2qUm
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动，则有
l=v0t
a=qU′md，y=12at2
联立解得粒子射出偏转电场沿垂直于板面方向偏移的距离为
y=U′l24dU
(3)粒子射出偏转电场时，沿电场方向的分速度大小为
vy=at=qU′lmdv0
则速度偏转角度θ的正切值为
tanθ=vyv0=qU′lmdv02=U′l2dU
答：(1)粒子射出加速电场时的速度v0的大小 2qUm；
(2)粒子射出偏转电场沿垂直于板面方向偏移的距离U′l24dU；
(3)粒子射出偏转电场时速度偏转角度θ的正切值U′l2dU。
15.解：(1)对物块甲，从A点到B点，由动能定理得
m1gR+EqR=12m1v12−12m1v02
在B点，根据牛顿第二定律得
FN−m1g=m1v12R
求得：FN=10N
根据牛顿第三定律可得，压力大小为10N，方向竖直向下。
(2)物块甲在水平面上向右运动，碰撞前，根据动能定理
(Eq−μm1g)L=12m1v22−12m1v12
v2=3m/s
(3)甲、乙碰撞过程中，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
m1v2=m1v甲+m2v乙
12m1v22=12m1v甲2+12m2v乙2
解得：v甲=1m/s
v乙=4m/s
答：(1)在圆形轨道最低点B，物体甲受到轨道的压力大小为10N，方向竖直向下；
(2)甲与乙第一次碰撞前的瞬间物块甲的速度大小为3m/s；
(3)甲、乙第一次碰撞后各自的速度大小分别为1m/s和4m/s。