辽宁省大连市大连育明高级中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷（原卷版+解析版）

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满分100分 时间75 分钟
注意事项：
1．答卷前：先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证条码粘贴在答题卡上指定位置。
2．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。
3．非选择题，用0.5mm黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域，写在非答题区域无效。
4．画图清晰，并用2B 铅笔加深。
第Ⅰ卷 （共 46分）
一。选择题（本大题共10小题，共46 分。1-7题为单选题，每小题 4分，8-10题多选题，每小题6分，漏选得3分，不选或选错得0分。）
1. 如图，将一带正电的球靠近不带电的导体棒待其达到静电平衡。其中A、C为导体棒两个端点，B为A、C中点，且在导体内部，沿虚线将导体分成两部分，这两部分带电量分别为、，则（ ）

A.
B. A点场强大于B点
C. A点电势高于B点
D. C端带负电
2. 关于下列四幅图说法正确的是（ ）
A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点时速度越大，对桥面压力越大
B. 如图乙，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中所受的合外力不变
C. 如图丙，水平路面上转弯的汽车，若超速行驶可能发生离心现象
D. 如图丁，火车转弯时小于规定速度行驶时，外轨会对轮缘有挤压作用
3. 如图所示，匀强电场的方向与等腰直角所在的平面平行，A、B间的距离为d，将电荷量大小为q的负点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做正功为W，再从B点移到C点，克服电场力做功为W，设B点电势为零，则（ ）
A. 该点电荷在A处的电势能为W
B. AB两点间的电势差
C. 若该点电荷沿直线从A到C，电场力做功为2W
D. 可以判断出该匀强电场的方向沿CA方向
4. 宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用而相互绕转，称之为双星系统。如图所示，某双星系统A、B绕其连线上的O点分别做匀速圆周运动，。根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）

A. 星球B的质量大于星球A的质量
B. 星球A的向心力始终大于星球B
C. 星球A的向心加速度大于星球B
D. 双星做圆周运动的周期逐渐增大
5. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图，一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为ρ，游客在这种姿势下的受风面积（游客在垂直于风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零，重力加速度为g，不考虑气体重力，下列说法正确的是（ ）
A. 风速不变，游客在受风面积变化时仍能静止
B. 气流速度大小为
C. 若风速变为原来的，则游客向下加速，加速度大小为
D. 若风速变为原来的2倍，则游客向上加速，加速度大小为3g
6. 如图所示，在竖直平面内的平行板电容器，在其正中P点有一个带电微粒。S闭合时，该微粒恰好能保持静止，下列说法不正确的是（ ）
A. 微粒带正电
B. 若保持S闭合，上移极板N，微粒向上加速
C. 若开关S断开，上移极板M，微粒向下加速
D. 若开关S断开，下移极板M，P点电势不变
7. 如图所示，在竖直平面xOy内存在一未知匀强电场。一质量为m的带电小球从y轴上P点以与y轴正方向成60°的速度v进入第一象限；经过x轴上Q点（图中未画出）时的速度大小也为v，方向竖直向下。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。小球从P点运动到Q点的过程中（ ）
A. 机械能先减小后增加
B. 速度不小于
C. 所受电场力不小于
D. 竖直位移与水平位移大小的比值为
8. 如图所示，在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷，x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示（取无穷远处电势为零），P点为曲线最低点，Q点位于PN之间，MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是（ ）
A. 和均带正电，且大于
B. M点的左侧存在与Q点场强相同的点
C. 负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能
D. 若在Q点由静止释放一负电荷，该电荷可在MN间做往复运动
9. 若已知地球近地卫星的周期与火星近火卫星的周期之比为，地球半径与火星半径之比为，下列说法正确的是（ ）
A. 地球质量与火星质量之比为
B. 地球密度与火星密度之比为
C. 地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度之比为
D. 若地球卫星a与火星卫星b的轨道半径相同，则a、b两卫星的周期之比为
10. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为1kg小车，其左侧是半径的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B与水平轨道BC相切，轻弹簧一端固定在C点，另一端放置一质量为1kg（可视为质点）的物块，弹簧压缩量为0.2m，储存的弹性势能，整个轨道处于同一竖直平面内。已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为，刚开始弹簧左端到B的水平距离为0.4m，重力加速度。，空气阻力忽略不计。关于物块运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧第一次恢复原长时，物块的速率为2m/s
B. 弹簧第二次恢复原长时，小车的动能为0
C. 物块能够从A点冲出轨道并返回小车
D. 物块和小车最终能静止水平地面上
第Ⅱ卷（共54分）
二、填空题（本题共2小题，共14分）
11. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。
（1）在下列图像中，表示电容器充电和放电过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为________
A. B.
C. D.
（2）将开关从“1”拨到“2”，流经R的电流方向为________（选填“a到b”或“b到a”）
（3）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示，其中对应电容为的充电过程图像是________（选填“①”或“②”）
12. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2时间分别为、，当___________（选填“>”“=”或“<”）， 则说明气垫导轨水平。
（2）分别测出滑块A、B的总质量和，滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置，给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，A与B碰撞后A通过光电门1的时间为，B通过光电门2的时间为，为完成该实验，下列说法正确的有（ ）
A. 滑块A总质量应大于滑块B的总质量
B. 不需要测量遮光片的宽度d
C. 需要测量光电门1到光电门2的间距L
（3）若测量物理量能够满足方程______________________（用测量物理量表示），则可验证碰撞过程中系统动量守恒。
（4）若在（1）步骤中，调节气垫导轨水平时，比略大，AB系统碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相比，有___________（填“>”“=”或“<”）
三、计算题 （本题共3小题，共40分）
13. 如图所示，示波器的工作原理可以简化为：金属丝发射出的电子由静止经电压加速后，从金属板的小孔O射出，沿进入偏转电场，经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成，已知极板的长度为l，两板间的距离也为l。极板间电压为，偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为d。电子电荷量大小为e，质量为m，不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。
（1）求电子从小孔O穿出时的速度大小：
（2）求电子离开偏转电场时速度偏转角度的正切值和在荧光屏上形成的亮斑到O的距离。
14. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线的另一端系一质量同为m的球C。已知重力加速度g，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。求：
（1）球C运动到最低点过程中，木块A的对地位移大小：
（2）木块A、B分离时，A、B、C的速度大小；
（3）球C向左摆到最高点时与最低点的高度差h。
15. 如图所示，在一光滑绝缘平台上放置一可视为质点的带正电小球，电量为q，质量为，平台右侧空间存在沿水平方向的匀强电场，场强大小，方向可以调控，电场中某位置有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径，通过调节电场方向和轨道位置，可以使带电小球从B点沿圆弧切线无能量损失地进入轨道，并且在到达最高点C前不脱离轨道。某时刻用一质量为的绝缘小球以速度向右与带电小球发生弹性正碰。小球刚到平台边缘A点时电场方向水平向左，经过时间t（未知），电场方向变为水平向右，小球刚好能沿直线运动，经过一段距离运动到B后进入圆弧轨道。重力加速度，小球带电量不变，不考虑电场边界效应，电场变化带来的电磁效应，结果中可保留根式和分数。求：
（1）带电小球刚进入电场时的速度大小；
（2）从小球进入电场开始计时，电场方向水平向左持续的时间t；
（3）若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C，求小球在轨道上的最大动能是多少？这种情况下，带电小球在进入圆弧轨道前沿直线运动的距离s为多大？