福建省福州外国语学校2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

福州外国语学校2023-2024学年高一第二学期期末物理考试卷 班级:___姓名:__座号:___ 考试范围:必修二 必修三第一章:考试时间:75分钟:命题人:高一集备组 一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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. 下列说法中正确的是() A. 摩擦起电说明电荷可以被创造 B. 感应起电是电荷在同一物休上的转移 C. 元电荷实质上是指电子和质子本身 D. 电荷量e的数值最早是由库仑用实验测得的 2. 一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m,水流速度为5m/s的河流中渡河 则该小船() A. 能到达正对岸 B. 渡河的时间不可能少于50 C. 船头垂直河岸航行,它的位移大小为150m D. 以最短位移渡河时,位移大小等于150m 3. 2024年2月3日7时37分,“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发 射中心点火起飞,以“一箭十一星”的方式发射“吉利星座02组”卫星 随后成功将卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。如图所示,“吉 利星座02组”卫星在轨道1上运行,地球同步轨道卫星在轨道2上运行, 则下列说法正确的是( A. “吉利星座02组”卫星的线速度比地球同步轨道卫星的线速度大 B. “吉利星座02组”卫星的角速度比地球同步轨道卫星的角速度小 C. “古利星座02组”卫星的向心加速度比地球同步轨道卫星的向心加速度小 D. “古利星座02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的周期大 4. 人们用滑道从高处向低处运送货物,如图所示,可看作质点的货物从四分之一圆孤滑道 顶端P点由静止释放,沿滑道运动到圆孤末端O点时速度大小为4m/s。已知货物质量 m=l0kg,滑道半径r-4m,且过O点的切线水平,重力加速度e取10m/s}。关于货物从P 点运动到O点的过程,下列说法正确的是( ) 试卷第1页,共7页 A. 重力做的功为600j B. 经过O点时货物对轨道的压力大小为280N C. 经过O点时货物的向心加速度大小为4m/s} D. 货物克服阻力做的功为80] 二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多个选项符合题目 要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 5. 如图是电场中的一条电场线,在该电场线上有a、b两点,用E.、E.分别表示两点电场 强度的大小,则( ) A.a、b两点的场强方向相同 B. 因为电场线是直线,所以E。-E. C. 因为电场线由a指向b,所以E。>E. D. 不知道a、b附近电场线的分布情况,E.、E.的大小不能确定 6. 在图中,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点, 大轮的 半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是 ( ) B A.:.=I:1 B.:v.=I:1 C. 7.:T=1:1 D. :v=2:1 试卷第2页,共7页 7. 如图所示,A是静止在办道上随地球自转的物体,B、C是在赤道平面内的两颗人造已星 C是地球同步卫。下列关系正确的是( ) A. 物体A随地球门转的线速度大于卫B的线速度 B. 卫星B的角速度大于卫星C的角速度 C. 物休A随地球白转的周期大于卫C的周期 D. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度 8. 水平光滑直轨道ob与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切,一小球以初速度vw沿 轨道向右运动,如图所示,小球进入圆形轨道后刚好能通过c点,然后小球做平抛运动落在 直轨道上的a点,则() 1 A. 小球到达c点的速度为、gR B. R越大,小球经过b点的瞬间对轨道的压力越大 C. 小球在直轨道上的落点a与jb点距离为2R D. 小球从c点落到d点需要时间为2{ 三、填空题:本题共3小题,每小题3分,共9分。 9. 某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示,在该石块从A点运动到B点 的过程中,石块的速度 ,右块的加速度 ,石块的速 度方向与竖直方向的夹角一.-一。 (均填“增大“减小”或“不变”) 10. 质量为0.5kg的物体做自由落体运动,下落1s后,重力势能减少_J.在此过程 中,物体的机械能_。(填“守恒”或“不守恒”)(g取10m/s’) 11. 两颗人造地球卫星,它们的质量之比mm-12,它们的轨道半径之比R:R=1-4,那么 它们所受的向心力之比Fi:Fz=__:它们的角速度之比r:o严___。 试卷第3页,共7面 四、实验题(12分) 12. (5分)探究向心力大小F与小球质量m、角速度o和半径r之向关系的实验装置如图 所示,已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1. ,标尺 小球、 一学测力简一 A板B档板C 长 变速塔轮 一短 -变速塔轮 传动皮带 F柄 (1)在这个实验中,利用了 (填“理想实验法”或“控制变量法”)来探究向心力的 大小与小球质量n、角速度a和半径,之间的关系。 (2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量 (填“相同”或 “不同”)的小球,分别放在挡板C与_(填“挡板A”或“挡板B”)处,同时选择半 径相同的两个变速塔轮。 13.(7分)在验证机械能守恒定律的实验中,所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一 条理想的纸带,用刻度尺测得各计数点到O点的距离,如图乙所示,图中O点是打点计时 器打出的第一个点,A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取98m/s。 定 . 打点 时器 按 #.. ~方形定, 12.41cm 铁架台 18.90cm 2706cm 乙 (1)从下列选项中选出实验所必须的器材,其对应的字母为_。 A. 出火花计时器(包括纸带) B.重 C.天平 D. 秒表(或停表) (2)若重锤的质量为1.00kg,当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 __J:此时重锤的动能比开始下落时增加了 J。(结果均保留三位有效数字) 试卷第4页,共7页 (3)测量从第一点到其余各点的下落高度A,并计算对应速度v,然后以v为纵轴,以^为横 轴,根据实验数据作出v一^图,如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条进泣 且斜率为_的直线,则验证了机械能守恒定律。 丙 B.9.80 A.19.6 C.4.90 五、解答题(39分) 14.(10分)2021年11月8日,天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动 准确进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为v,火星的 半径为R,火星表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,求 (1)火星的质量M: , (2)环绕器的运行周期T. 试卷第5页,共7页 15.(13分)某同学站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,轻绳的另一端系有质量 为m的小球(视为质点),用动手腕,使小球在竖直平面内绕O点做部分圆/运动(圆周 摆动)。当小球某次运动到最低点时,轻绳突然断裂,小球飞行水平距离d后落地,如图所 计空气阻力。求: (1)轻绳断裂时小球的速度大小v和小球落地时的速度大小y; (2)轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F。 ) 试卷第6页,共7页 16.(16分)如图所示,在强直平面内,粗楚的斜面轨道4B的下端与光滑的圆亮轨道BCD “相语于。、C是最低点、圈心角乙BOC-37*。D与圆心O等高,罔强轨道半径R-1.0m,现 一有一个顽量为-0.2g可视为质点的小物体,从D点的正上方E点处自由下落,物体恰好 到达斜面顶端4处。已知D距离h-1.0m,物体与斜面4B之间的动摩擦因数u-0.5.取 sin37-0.6. cos37-0.$.rl0m/s}.求: (1)物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小: (2)斜面A8的长度亡: (3)若a可变,求a取不同值时,物块在斜面上滑行的路程x。 E 777771777777777777777777 C 》试卷第7,共7页试卷第 1页，共 6页 福州外国语学校 2023-2024 学年高一第二学期期末物理考试卷 班级：姓名：座号： 考试范围：必修二 必修三第一章；考试时间：75 分钟；命题人：高一集备组 一、单选题 1．下列说法中正确的是（ ） A．摩擦起电说明电荷可以被创造 B．感应起电是电荷在同一物体上的转移 C．元电荷实质上是指电子和质子本身 D．电荷量 e的数值最早是由库仑用实验测得的 2．一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽 150m，水流速度为5m/s的河流中渡河， 则该小船（ ） A．能到达正对岸 B．渡河的时间不可能少于 50s C．船头垂直河岸航行，它的位移大小为 150m D．以最短位移渡河时，位移大小等于 150m 3．2024年 2月 3日 7时 37分，“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，以“一 箭十一星”的方式发射“吉利星座 02组”卫星，随后成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得 圆满成功。如图所示，“吉利星座 02组”卫星在轨道 1上运行，地球同步轨道卫星在轨道 2 上运行，则下列说法正确的是（ ） A．“吉利星座 02组”卫星的线速度比地球同步轨道卫星的线速度大 B．“吉利星座 02组”卫星的角速度比地球同步轨道卫星的角速度小 C．“吉利星座 02组”卫星的向心加速度比地球同步轨道卫星的向心加速度小 D．“吉利星座 02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的周期大 试卷第 2页，共 6页 4．人们用滑道从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质点的货物从四分之一圆弧滑道 顶端 P点由静止释放，沿滑道运动到圆弧末端 Q点时速度大小为 4m/s。已知货物质量 10kgm  ，滑道半径 4mr ，且过 Q点的切线水平，重力加速度 g取 210m/s 。关于货物从 P 点运动到 Q点的过程，下列说法正确的是（ ） A．重力做的功为 600J B．经过 Q点时货物对轨道的压力大小为 280N C．经过 Q点时货物的向心加速度大小为 24m/s D．货物克服阻力做的功为 80J 二、多选题 5．如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有 a、b两点，用 aE 、 bE 分别表示两点电场 强度的大小，则（ ） A．a、b两点的场强方向相同 B．因为电场线是直线，所以 a bE E C．因为电场线由 a指向 b，所以 a bE E D．不知道 a、b附近电场线的分布情况， aE 、 bE 的大小不能确定 6．在图中， A、B两点分别位于大、小轮的边缘上， C 点位于大轮半径的中点， 大轮的 半径是小轮的 2倍， 它们之间靠摩擦传动， 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是 （ ） 试卷第 3页，共 6页 A． : 1:1A B   B． : 1:1A Bv v  C． : 1:1A CT T  D． : 2 :1A Cv v  7．如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星， C是地球同步卫星。下列关系正确的是（ ） A．物体 A随地球自转的线速度大于卫星 B的线速度 B．卫星 B的角速度大于卫星 C的角速度 C．物体 A随地球自转的周期大于卫星 C的周期 D．物体 A随地球自转的向心加速度小于卫星 C的向心加速度 8．水平光滑直轨道 ab与半径为 R的竖直半圆形光滑轨道 bc相切，一小球以初速度 v0沿直 轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过 c点，然后小球做平抛运动落在 直轨道上的 d点，则（ ） A．小球到达 c点的速度为 gR B．R越大，小球经过 b点的瞬间对轨道的压力变大 C．小球在直轨道上的落点 d与 b点距离为 2R D．小球从 c点落到 d点需要时间为 2 R g 三、填空题 9．某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示，在该石块从 A点运动到 B点的过程中，石块 的速度 ，石块的加速度 ，石块的速度方向与竖直方向的夹 试卷第 4页，共 6页 角 。（均填“增大”“减小”或“不变”） 10．质量为 0.5kg的物体做自由落体运动，下落 1s后，重力势能减少 J，在此过程 中，物体的机械能 。（填“守恒”或“不守恒”）（g取 210m / s ） 11．两颗人造地球卫星，它们的质量之比 m1:m2=1:2，它们的轨道半径之比 R1:R2=1:4，那么 它们所受的向心力之比 F1:F2= ；它们的角速度之比ω1:ω2= 。 四、实验题 12．探究向心力大小 F与小球质量 m、角速度ω和半径 r之间关系的实验装置如图所示，已 知小球在挡板 A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为 1∶2∶1。 (1)在这个实验中，利用了 （填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的 大小与小球质量 m、角速度ω和半径 r之间的关系。 (2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量 （填“相同”或 “不同”）的小球，分别放在挡板 C与 （填“挡板 A”或“挡板 B”）处，同时选择半 径相同的两个变速塔轮。 13．在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为 50Hz。某同学选择了一条理想的 纸带，用刻度尺测得各计数点到 O点的距离，如图乙所示，图中 O点是打点计时器打出的 第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度 g取 29.8m/s 。 试卷第 5页，共 6页 (1)从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______。 A．电火花计时器（包括纸带） B．重锤 C．天平 D．秒表（或停表） (2)若重锤的质量为 1.00kg，当打点计时器打到 B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J；此时重锤的动能比开始下落时增加了 J。（结果均保留三位有效数字） (3)测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算对应速度 v，然后以 2v 为纵轴，以 h为横 轴，根据实验数据作出 2v h 图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点 且斜率为______的直线，则验证了机械能守恒定律。 A．19.6 B．9.80 C．4.90 五、解答题 14．2021年 11月 8日，天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动，准确进 入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为 r，火星的半径为 R，火星表面的重力加速度为 g，万有引力常量为 G，求： （1）火星的质量 M； （2）环绕器的运行周期 T。 试卷第 6页，共 6页 15．某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为 m的小 球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕 O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当 小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离 d后落地，如图所示。已知 O 点距地面的高度为 d，O点与小球之间的绳长为 2 3 d ，重力加速度大小为 g，不计空气阻力。 求： （1）轻绳断裂时小球的速度大小 1v 和小球落地时的速度大小 2v ； （2）轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小 F。 16．如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道 AB的下端与光滑的圆弧轨道 BCD相切于 B， C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心 O等高，圆弧轨道半径 R=1.0m，现有一个质量 为 m=0.2kg可视为质点的小物体，从 D点的正上方 E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶 端 A处。已知 DE距离 h＝1.0m，物体与斜面 AB之间的动摩擦因数μ0=0.5。取 sin37o=0.6， cos37o=0.8，g=10m/s2。求： （1）物体第一次到达 C点时的速度大小和受到的支持力大小； （2）斜面 AB的长度 L； （3）若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程 x。 答案第 1页，共 9页 参考答案： 1．B 【详解】A．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一 个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷，故 A错误； B．感应起电是电荷在同一物体上的转移，故 B正确； C．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故 C错误； D．电荷量 e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，故 D错误； 故选：B。 2．B 【详解】AD．由于船速小于水速，小船不能到达正对岸，最短位移大于 150m，AD错误； B．当船头指向正对岸时，过河时间最短，且最短时间 150 s 50s 3c dt v    B正确； C．当船头指向正对岸，这时沿水流方向移动的位移 250mss v t  根据几何关系可得 2 2 50 34mx d s   C错误。 故选 B。 3．A 【详解】根据 2 2 2 2 2 4πMm vG ma m m r m r r r T     可知 GMv r  3 GM r   2 GMa r  3 2 rT GM  答案第 2页，共 9页 “吉利星座 02组”卫星的线速度、角速度、向心加速度均比地球同步轨道卫星的大，“吉利星 座 02组”卫星的周期比地球同步轨道卫星的小，选项 A正确，BCD错误。 故选 A。 4．C 【详解】A．重力做的功为 G 400JW mgr  选项 A错误； B．经过 Q点时货物对轨道的压力大小为 2 N 140N vF mg m r    选项 B错误； C．经过 Q点时货物的向心加速度大小为 2 24m/sva r   选项 C正确； D．货物克服阻力做的功为 2 f 1 320J 2 W mgr mv   选项 D错误。 故选 C。 5．AD 【详解】电场线的切线表示场强方向，所以 a、b两点的场强方向相同，电场强度的大小与 电场线的疏密有关，不知道 a、b附近电场线的分布情况， aE 、 bE 的大小不能确定，故选 AD。 6．BCD 【详解】AB．在不打滑传动装置中，边缘上的线速度相等，即 : 1:1A Bv v  又因为 v r 所以 答案第 3页，共 9页 A A B Br r  : :: 1 2A B B Ar r    A错误，B正确； C．同轴的圆周上其角速度相等，根据 2T    可知 : 1:1A CT T  C正确； D．根据 v r 可知 : :: 2 1A C A Cv v r r  D正确。 故选 BCD。 7．BD 【详解】同步卫星 C周期与地球自转周期相同，角速度也相等，则有 C A  ， C AT T 根据 v r ， 2a r 可得 C Av v ， C Aa a 卫星 B、C绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 2 2 2 GMm vm m r r r   可得 GMv r  ， 3 GM r   由于卫星 B的轨道半径小于卫星 C的轨道半径，则有 B C Av v v  ， B C  答案第 4页，共 9页 故选 BD。 8．ACD 【详解】A.小球进入圆形轨道后刚好能通过 c点，重力提供向心力，则 2 cvmg m R  解得 cv gR 故 A正确； B.设小球在 b点受到轨道的支持力为 N，对小球在 b点时受力分析，由牛顿第二定律可得 2 0vN mg m R   得 2 0vN mg m R   由牛顿第三定律有小球经过 b点的瞬间对轨道的压力大小为 2 0vN N mg m R    可见 R越大，小球经过 b点的瞬间对轨道的压力变小。故 B错误； CD.小球从 c点到 d点做平抛运动，则 212 2 R gt cx v t 解得 2x R 2 Rt g  故 CD正确。 故选 ACD。 9． 增大 不变 减小 【详解】[1][2]石块做平抛运动，其只受到重力的作用，即加速度为重力加速度，大小和方 向均不变，所以石块的加速度不变，做曲线运动的物体在某点的速度方向为该点的切线方向， 结合题图可知，其加速度方向与速度方向夹角为锐角，所以石块做匀加速曲线运动，即从 A 答案第 5页，共 9页 点到 B点的速度增大。 [3]由于水平方向速度大小不变，竖直方向速度大小逐渐增加，设石块的速度方向与竖直方 向的夹角为 ，则有 0tan y   v v 所以其夹角 在逐渐减小。 10． 25 守恒 【详解】[1]下落 1s后高度的变化量为 21 5m 2 h gt   所以重力势能减少了 pΔ Δ 25JE mg h  [2]做自由落体运动的物体，只受重力的作用，其机械能守恒。 11． 8:1 8:1 【详解】①人造地球卫星所受的万有引力提供向心力，即 2 MmF G R  所以 1 2 2 21 1 21 22 2 1 2 2 1 4( ) ( ) 8 :1 2 1 MmG F m RR MmF m RG R       ②人造地球卫星所受的万有引力提供向心力，即 2 2 MmF G m R R   所以 3 31 2 2 3 2 1 1 ( ) 8 :1GM R R R GM R       12．(1)控制变量法 (2) 相同 挡板 B 【详解】（1）实验探究向心力的大小与小球质量 m、角速度和半径 r之间的关系利用了控 制变量法。 答案第 6页，共 9页 （2）[1][2]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需要保持小球质量、圆周运动角速 度相同，只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板 C与挡板 B 处。 13．(1)AB (2) 1.85 1.68 (3)A 【详解】（1）AB．需要使用打点计时器（包括纸带）打出纸带计算速度，需要使用重锤拖 动纸带，故 AB正确； C．实验要验证 21 2 mgh mv 因重锤质量m被约去，可以直接验证 21 2 gh v 重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材，故 C错误； D．打点计时器就是计时仪器，不需要秒表（或停表），故 D错误。 故选 AB。 （2）[1]重锤从开始下落到打 B点时，减少的重力势能 2 p 1 9.8 18.90 10 J 1.85JBE mgh        [2]打 B点时速度 2 C A B h hv T   计数点间时间间隔 2 0.04sT f   从重锤下落到打 B点时增加的动能 2 k 1 2 B E mv  联立解得 k 1.68JE  （3）实验要验证 21 2 mgh mv 答案第 7页，共 9页 整理可得 2 2v gh 则 2v h 的斜率为 2 19.6k g  故选 A。 14．（1） G gRM 2  ；（2） 3 22 rT gR  【详解】（1）在火星表面，有 2 MmG mg R  解得 G gRM 2  （2）环绕器运行时，有 2 2 2 4MmG m r r T   解得 3 22 rT gR  15．（1） 1 3 2 gdv  ， 2 13 6 gdv  ；（2） 13 4 mgF  【详解】（1）设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为 t，根据平抛运动的规律有 22 1 3 2 dd gt  解得 2 3 dt g  又 1d v t 解得 1 3 2 gdv  小球落地时的竖直分速度大小 答案第 8页，共 9页 y gtv 经分析可知 2 2 2 1 yv v v  解得 2 13 6 gdv  （2）由题意可知，小球做圆周运动的半径 2 3 dR  设当轻绳断裂时，轻绳对小球的拉力大小为F ，有 2 1vF mg m R   根据牛顿第三定律有 F F  解得 13 4 mgF  16．（1） 2 10m/s，10N；（2）1.8m；（3）见解析 【详解】（1）设物体到达 B点的速度为 v，从 E到 B，由动能定理，得 21 0 2 mg h R mv  （ ） 代入数据得 2 10m/sv  在 C点，有 2vF mg m R   代入数据得 10NF  （2）从 C到 A，由动能定理得 2 0 1cos37 sin37 cos37 0 2 mg R R L mg L mv         （ ） 代入数据得 1.8mL  答案第 9页，共 9页 （3）设摩擦因数为μ1时物块刚好能静止在斜面上，则有 1sin37 cos37mg mg   解得 1 0.75  ①若 00 0.5    ，物块将滑出斜面，则物块的路程为 1.8mx L  ②若 10.5 0.75    ，物块在斜面上多次往返，最后在 B点速度为零，则有 cos37 cos37 0mg h R mg x     （ ） 解得 9 4 x μ  ③ 1 0.75   ，则物块将停在斜面上，则有 cos37 sin37 cos37 0mg h R x mg x       （ ） 解得 9 3 4 x μ  