湖南省湖南师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷（物选班）

湖南师大附中2023一2024学年度高一第二学期期来考试 物理（物选班） 时量：75分钟满分：100分 得分： 一、单项选择题：（本题共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.下列说法正确的是 A.半导体材料导电性能与外界条件无关 B.将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都变为原来的二 ☒ 分之一 C.由R-9可知，R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成 部 反比 D.某些金属、合金和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小为零 2.如图甲、乙所示，两个电荷量均为g的点电荷分别置于电荷量线密度相 同、半径相同的半圆环和圆环的圆心，环的粗细可忽略不计。若图甲 中环对圆心点电荷的库仑力大小为F,则图乙中环对圆心同一点电荷的 库仑力大小为 A多 C.②F 3.我国新能源汽车领先全球，2024年3月，小米第一台汽车XiaomiSU7正 式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直 公路上行驶，汽车的质量为m=2.0×103kg,发动机的额定功率为P。= 200kW,设汽车在行驶过程中受到的阻力大小恒为=4.0×103N。如 果汽车从静止开始以额定功率启动，则 高一物理试题（附中版） 第1页（共8而） A汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动 B汽车在行驶过程中所能达到的最大速度vm=50m/s C若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同 D若汽车到达最大速度的时间为1，则这段时间内的位移x一受： 4某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组 ，成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两 电极始终不接触)。若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下 列说法正确的是 可动电极 固定电极 吉电容器 静电计 风力越大，电容器电容越小 B.风力越大，极板间电场强度仍保持不变 C.风力越大，P点的电势仍保持不变 D.风力越大，静电计指针张角越大 5.在x轴上有两个点电荷q1、92,其静电场的电势p在x轴上分布如图所 示。下列说法正确的有 A.q1和92带有同种电荷 Bx1处的电场强度为零 C.负电荷从1移到x2,电势能增加 D负电荷从x1移到x2,受到的电场力减小 6.如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏。2块相同木板α、b紧挨放 在水平地面上。某顾客使小滑块（可视为质点）以某一水平初速度从Q 的左端滑上木板，若滑块分别停在a、b则分别获得二、一等奖，若滑离木 板则不得奖。已知每块木板的长度为L、质量为，木板下表面与地面 间的动摩擦因数均为μ，滑块质量为M=2m,滑块与木板、b上表面间 的动摩擦因数分别为4、2μ，重力加速度大小为g,最大静摩擦力与滑动 摩擦力视为相等，则下列说法正确的是 高一物理试题（附中版）第2页（共8页） 若木板全部固定，顾客要想获奖，滑块初速度的最大值为26g 8若木板全部固定，顾客获一等奖的最小速度为2√gI C、若只有木板a固定，顾客获一等奖，滑块初速度的最大值√1gL D.若木板都不固定，顾客获二等奖，滑块初速度的最大值3√2g 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选 项中，有多项符合题目要求。全邮选对的得5分，选对但选不全的得3分， 有选错得0分) 7.两根长度相同、半径之比rA·r=2：1的均匀铜导线A、B按如图所示 的方式接人电路，下列说法正确的是 A.A、B的电阻之比为1：4 N流过A、B的电流之比为2：1 C.通过A、B的电子定向移动速率之比为1：4 D单位时间通过A、B的电量之比为4：1 8.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(均可视为点电 荷)，三球沿一条直线摆放，仅受它们相互之间的静电力，三球均处于静 止状态，AB和BC小球间的距离分别是T1、2,则以下判断正确的是 ○ C A.A、C两个小球可能带异种电荷 B三个小球的电荷量大小为Qc>Q>QB C,摆放这三个小球时，可以先固定C球，摆放A、B使其能处于静止状 态，再释放C球 D.=24 r2 Qc 9.如图所示，由两根不可伸长的细绳Q和b悬挂在天花板上的水平木板上 放置一个由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m,离 地面的高度为H,初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳α、b 同时断裂，木板触地前，两物块未发生碰撞，重力加速度为g,下列说法 正确的是 7777777777777 高一物理试题（附中版）第3页（共8页） 人.木板与两物块组成的系统机械能守恒 B,物块可能先做变加速曲线运动，再做匀变速曲线运动 (物块到地面时的速度可能小于2H D两个物块落地的速度不相同 10.如图甲所示，在空间坐标系xOy中，a射线管放置在第Π象限.由平行 金属板A,B和平行于金属板的细管C组成，细管C到两金属板距离相 等，右侧的开口在y轴上，金属板和细管C均平行于r轴。放射源P 在A板左端.可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子.若金属板长 为L、间距为d,当A.B板间加上某一电压时.a粒子刚好能够以速度 %从细管C水平射出，进人位于第I象限的静电分析器中，静电分析 器中存在着如图所示的辐向电场，分布在整个第I象限的区域内，电场 线沿半径方向，指向与坐标系原点重合的圆心O,粒子在该电场中恰 好做匀速圆周运动，a粒子运动轨迹处的场强大小处处为E,1=0时 刻α粒子垂直x轴进入第N象限的交变电场中，交变电场的场强大小 也为E,方向随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电 场的正方向。已知a粒子的电荷量为2e(e为元电荷)、质量为m.重力 不计。以下说法中正确的是 静电分析器 红粒子源 B TT 3T: E Aa粒子从放射源P运动到C的过程中动能减少了mdi B.。粒子从放射源P发射时的速度大小为%√1+号 Ca粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为r=” 2eEo D.在t=2T时刻，α粒子的坐标为 72 ，-2wTl 三、实验题（共14分，11题6分，12题8分） 11.(6分)某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设 计电路如图甲所示。开关K闭合，将开关S与端点2连接时电源短时 间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带负电；然后把开关S连 接端点1，电容器通过电阻放电，计算机记录下电流传感器中电流随时 高一物理试题（附中版）第4页（共8页） 间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时 间变化的I一t图像： ↑I/mA 0.5 0.4 0.3 0.2 0. 电泛 电流传感器 -0.1 -0.2 接计算机 -0.3 -0.4 -0.5 甲 乙 (1)根据I一1图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为 (结果保留两位有效数字)： (2)已知直流电源的电压为6V,则电容器的电容约为 F(结 果保留两位有效数字)； (3)如果不改变电路其他参数，断开开关K,重复上述实验，则充电时的 I一t图像可能是图丙中的虚线 (选填“a”“b”或“c”中的 一个，实线为闭合开关K时的I一t图像)。 a 丙 12.(8分)某实验小组想利用平抛运动实验装置来验证机械能守恒定律， 利用身边的器材组装了如图甲所示的装置，具体实验操作如下： 777777777777777777777777777 甲 乙 ①在水平桌面上利用硬练习本做成斜面，使小球从斜面上某一固定位 置由静止滚下，小球离开桌面后做平抛运动； ②利用频闪相机对小球离开桌面后的运动进行拍摄，得到小球下落的 图片如图乙所示： 高一物理试题（附中版）第5页（共8页） ③利用刻度尺测得图中位置1与2的水平距离为1，位置1与3的竖 直高度为h,位置2与5的竖直高度为2，位置4与6的竖直高度 为h. 已知颗闪相机的工作频率为「，侧得小球质量为m,当地重力加速度为 g,试回答以下问题： (1)小味运动到位置2时的动能E= ,小踝运动到位置5时 的动能E= 当满足表达式 =8gh2时，则可验 证小球从位置2到位置5运动的过程机成能守恒。（用题干中给出 的物理量字母表示) (2)实验结束后，某小组成员突然发现，桌面右端不水平，于是小组成员 对实验结论提出质疑，你认为右端不水平对实验结果 (填 “有”或“无")影响 四、解答题（共42分，要求有必要的文字说明） 13.(10分)天文观测到某行星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周 运动的卫星，已知卫星质量为m,万有引力常量为G。求： (1)该行星的质量M是多大？ (2)如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的品，那么行星表面处的重 力加速度是多大？ (3)如果该行星的半径为R,行星与其卫星之间的引力势能表达式为 E=- :为行星与卫星的中心间距。求在该行星上发射一 颗刚好脱离此行星的卫星，发射速度应为多少？ 高一物理试题（附中版）第6页（共8页） 14、(14分)如图所示，水平轨道AB的左端有一压缩的弹簧，其储存的弹 性势能E。=4.5J。弹簧左端固定，右端放一个质量为m=1kg的物块 (可视为质点)，物块与弹簧不粘连，弹簧恢复原长时，物块仍未到B 点。传送带BC的长为L1=O.7m,CD为水平轨道，DE是竖直放置的 两个半径为R=0.3m的半圆轨道，D和D'错开少许，物块从D进入 圆弧轨道，从D'出来进人水平轨道DH。AB、BC、CD、DH均平滑连 接，不影响物块的运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数为口三 0.5,其余轨道均光滑，重力加速度g=10m/s2。 (1)若传送带静止，物块到达传送带右端C点时的速度大小： (2)若传送带沿顺时针方向匀速转动，物块沿圆周运动能到达E点，求 传送带的最小速度。 B 高一物理试题（附中版）第7页（共8页） 15.(18分)如图所示，在竖直平面内有一足够长的绝缘轨道ABCD,AB水 平放置，CD竖直放置，轨道AB、CD粗糙，BC是绝缘光滑的四分之 圆弧形轨道，圆弧的圆心为O,半径R=0.5m,轨道所在空间存在水平 向右的匀强电场，电场强度的大小E=4.0X10N/C。现有质量m 0.2kg,电荷量q=一1.0×10C的带电体（可视为质点），从A点由 静止开始运动，已知AB的距离1m,带电体与轨道AB、CD间的动摩 擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦 力相等。求：（取g=10m/s2) (1)带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小： (2)带电体最终停在何处： (3)如果电场强度的大小可在0到4×10N/C范围内调节，当E取不 同值时，求带电体全程摩擦产生的热量。 D 0 Bnwmmmmd 高一物理试题（附中版）第8页（共8页）1 师大附中高一期末考试物理答案 1 答案 D A：与温度有关，错；B：电阻率不变；C：非决定式，R 与两者都无关；D，对——超导 现象 2 答案：A 由题图甲中均匀带电半圆环对圆心点电荷的库仑力大小为 F，可以得出 1 4 圆环对圆心点 电荷的库仑力大小为 2 2 F 。将题图乙中的均匀带电 3 4 圆环分成三个 1 4 圆环，关于圆心对 称的两个 1 4 圆环对圆心点电荷的库仑力的合力为零，因此题图乙中的 3 4 圆环对圆心点电荷 的库仑力大小为 2 2 F 3 答案：B 恒定功率启动，v 增加，F 牵减小，由牛二可知，a 减小，故汽车作加速度减小的加速 运动；当 F 牵=f 时，v 达到最大，利用 P0=F·v，求得最大速度=50m/s；不同 P0 启动，最 大速度不同；非匀变速直线运动，故位移不等于 Vm/2·t。 4 答案：B E=U/d，U=Q/C，结合 C=εS/4�πkd，可知 E=4�πkQ/εS，不受 d 变化影响，A 错，B 对；d变小，E 不变，则 P点与左边极板之间电势差减小，左极板电势=0，故 P 点电势减小， 两极板之间电势差减小，指针偏角减小。 5 答案 D 由图可知：无穷远处电势为零，又有电势为正的地方，故存在正电荷；又有电势为负的 地方，故也存在负电荷，所以，q1 和 q2 带有异种电荷；电场强度等于图中曲线斜率，x1 处的斜率不为零，故电场强度不为零；负电荷从 x1 移到 x2，曲线斜率减小，电场强度减小， 所以，受到的电场力减小；负电荷从 x1 移到 x2，电势增大，电势能减小。 6 答案 C 2 3 7 答案 AC 根据电阻公式 LR S  可知，两导体的电阻之比为 2 2: : : 1: 4A A B A B AR R S S r r   根据串联的特点可知，流过 A、B 的电流之比为1:1，根据电 流的定义式 QI t  可知，单位时间通过 A、B 的电量之比为1:1，由电流的微观表达式 I nqSv 可得 : : 1: 4A B A B I Iv v nqS nqS   8 答案 BC 根据“两同夹异”原则判断，AC 必定带同种电荷；根据“两大夹小、近小远大”原则 4 判断，B、C正确；对 B受力分析，左右两个方向的库仑力大小相等，可得 AC 电荷量之比应 等于 r1、r2 平方之比。 9 答案 BD 竖直方向上，两物块仅受重力，不受支持力，做自由落体；故水平方向不受摩擦力，只 受绳子弹力，因此包含绳子在内的系统整体机械能守恒；初始时刻物块受重力和弹力，但是 弹力逐渐变小，故合力方向逐渐变化，物块作变加速曲线运动，待弹力=0 之后，合力不变 （即重力），但此时速度方向并不竖直，故物块作匀变速曲线运动；落地时，由于水平方向 速度不为 0，故实际速度必定大于√2gH；两物块的运动完全对称，落地时速度大小相同， 但方向不同。 10 答案 BD 设α粒子运动到 C 处时速度为 v0，α粒子反方向的运动为类平抛运动，水平方向有 0L v t 竖直方向有 21 2 2 d at 由牛顿第二定律 2 Ue ma d   联立解得 2 2 0 22 md vU eL  α粒子从放射源 发射出到 C的过程，由动能定理 k 12 2 e U E    解得 2 2 0 k 22 md veE U L     设α粒子发射时速 度的大小为 v，α粒子从放射源发射至运动到 C的过程，由动能定理 2 2 0 1 1 12 2 2 2 eU mv mv    解得 2 0 21 dv v L   A 错误，B正确；C．由牛顿第二定律 2 0 02 veE m r  得 2 0 0 2 mvr eE  C 错误；D． 2 T 时，α粒子在 x 方向的速度为 02 2x eE T m    所以一个周期内，离子在 x 方向的平均速度 0 2 2 x x v eE Tv m   每个周期α粒子在 x 正方向前进 2 0 0 2x eE Tx v T m   因为开始计时时α粒子横坐 标为 2 0 0 2 mvr eE  所以 2T 时，α粒子的横坐标为 2 2 0 0 0 0 2 2 2 2 mv eE Tx r x eE m      α粒子的纵坐标为 0 2y v T   在 nT 时α粒子的坐标为 2 2 0 0 0 0 , 2 2 mv eE T v T eE m       D 正确。故选 BD。 11. 4.5X10-4C 7.5X10-5F a 12. 2 2 2 1 0( )2 4 mf hx  2 2 2 3 0( )2 4 mf hx  2 2 23 1( )f h h 无 13．（1） 2 3 2 4 r GT  ；（2） 2 2 400r T  ；（3） 2 3 2 8 r RT  【详解】（1）根据万有引力定律和向心力公式 5 2 2 ( 2 )GMm m r r T   得 2 3 2 4 rM GT   （2）在行星表面，万有引力等于重力 2 ' ' 10 GMm m gr  ( ) 得 g= 2 2 400r T  （3）所发射的卫星要能够刚好运动到距离地球无穷远处，即无穷远处的卫星动能为零。由 能量守恒得 EkR+EpR=Ek∞+Ep∞ 21 0 0 2 R GMmmv R    得 vR= 2GM R = 2 3 2 8 r RT  15. (1) 从 A 点运动到 C点，根据动能定理得： 6 �� ��� + � −��� − ������ = 1 2 ���2代入数据解得： �� = 2 10�/�,在 C点时， 根据牛顿第二定律有： �� − �� = ��� 2 � 代入数据解得： �� = 20�, 根据牛顿第三定律得对轨道的压力为 20N，方向水平向左 (2)设 CD 向上运动到最高点时速度为 0时，上移的位移为 x， 对全过程运用动能定理得： �� ��� + � − ������ −�� � + � − �� �� = 0 代入数据解得： � = 1�; 因为 ��� = ��,所以物块不会滑下，最终停在离 C 点上方 1m 处； (3)①当. � = 4 × 10⁴�/�时，最终停在离 C 点上方 1m 处，则产生的热量： � = ������ + ���� = 0.5 × 0.2 × 10 × 1� +0.5 × 1 × 10⁻⁴ × 4 × 10⁴� = 3� ②当电场力等于重力时，即 �� = ��,解得： � = 2 × 10⁴�/�,带电体恰好在 BC 段做往复 运动， 当 2 × 10⁴�/� ≤ � < 4 × 10⁴�/�时，最终在 BC 轨道上往复运动，且到 C 点速度为零，对 全过程运用能量守恒得： �� ��� + � = ��� + � 7 代入数据解得： � = 1.5 × 10⁻⁴� − 1 � ③根据 �� = ���得，带电体不能停在水平面上，电场强度至少为： � = 1 × 10⁴�/� 当 1 × 10⁴�/� ≤ � ≤ 2 × 10⁴�/�时，最终在 BC 轨道上往复运动，且到 B点速度为零，对 全过程运用能量守恒有： � = �����,代入数据解得： � = � × 10⁻⁴ � . ④当 0 ≤ � ≤ 1 × 10⁴�/�时，物体不会动， � = 0。 答：(1)带电体运动到圆弧轨道 C点时对轨道的压力大小为 20N； (2)物体最终停在离 C 点上方 1m 处； (3)当. � = 4 × 10⁴�/�时，产生的热量为 3J;当 2 × 10⁴�/� ≤ � < 4 × 10⁴�/�时, 产生 的热量为 1.5 × 10⁻⁴� − 1 �;当 1 × 10⁴�/� ≤ � ≤ 2 × 10⁴�/�时，产生的热量为 � × 10⁻⁴ � ;当 0 ≤ � ≤ 1 × 10⁴�/�时，产生的热量为 0。