精品解析：安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

合肥一中2023～2024学年度高一下学期期末联考 物理试题 （考试时间：75分钟 满分：100分） 注意事项： 1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。 2.答题时，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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰、作图时可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚，必须在题目所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。 一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分；8-10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，a、b两点在电场中的某一条电场线上，则下列判断正确的是（　　） A. a点场强一定与b点场强不同 B. 这是一个正点电荷电场中的一条电场线 C. 一个电子运动过程中经过b点后，一定沿电场线向a点运动 D. 正电荷在a处受到的电场力可能与其在b处受到的电场力相同 2. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为4J，力对物体做功为3J，则力与的合力对物体做功为（　　） A. 7J B. 5J C. 3.5J D. 1J 3. 质量m物体，在距地面h高处以加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（ ） A. 物体的重力势能减少 B. 物体的动能增加 C. 物体的机械能守恒 D. 物体的机械能减少 4. x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于、处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为场强的正方向，无限远处电势为零。以下说法正确的是（ ） A. 点电荷A、B均带正电 B. 点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1：9 C. 处电势为零 D. 将电子从处无初速度释放，其电势能一直增加 5. 半径为r的圆筒绕竖直中心轴匀速转动，筒的内壁上有一个质量为m的物体A。物块A一边随圆筒转动，一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为，圆筒转动的角速度为（ ） A B. C. D. 6. 某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为，装满货物后的最大速度为，已知汽车空车的质量为，汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车后来所装的货物的质量是（　　） A. B. C. m0 D. 7. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取）（　　） A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1 8. a、b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点运动（如图），下列说法正确的是（　　） A. M点处的电场强度大于N点处的电场强度 B. 带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大 C. 带电粒子在N点处电势能比在M点处的电势能大 D. 四个等势线的电势关系为 9. 如图所示，两个质量均为的物块用劲度系数为的轻弹簧相连，竖直放置在水平面上静止。现用竖直向上的力拉着物块M缓慢向上提，直到物块N刚好要离开地面为止。重力加速度为。上述过程中，下列判断正确的是（　　） A. 拉力的大小从零逐渐增大到 B. 拉力做的功等于M的重力势能的增加 C. 弹簧的弹性势能逐渐增大 D. 该过程的初状态和末状态弹簧的弹性势能相同 10. 已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A. 质量相同 B. 密度相同 C. 第一宇宙速度大小之比为2:1 D. 静止卫星距星球表面的高度之比为1:2 二、实验题：每空2分，共10分。 11. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题： （1）关于本实验，下列说法中正确的是（　　）； A. 图甲中两限位孔必须同一竖直线上 B. 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 C. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 D. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置 （2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点间的距离，点间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为，重物的质量为，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为______，重力势能的减少量为______；（结果均保留两位小数） （3）在实验中发现，重物减少的重力势能______重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因为____________。 三、计算题：第12题14分，第13题14分，第14题16分。 12. 在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止在P点时，悬线与竖直方向成37°角，如图所示。若把小球拉到与O等高的A位置，从静止释放，已知重力加速度为g，sin37°=0.60，cos37°=0.80。试求： （1）O和静止位置P间的电势差UOP； （2）小球所带的电荷量q； （3）小球经过最低点时的动能。 13. 近日，全球首款支持卫星通话的大众智能手机上市，该手机接入了中国自研的天通一号卫星移动通信系统，持有者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打．接听卫星电话。天通一号卫星属于高轨通信卫星，其发射过程可以简化为如图所示：先将卫星发射至近地圆轨道1，再点火加速进入椭圆变轨轨道2，最后进入预定轨道3。若天通一号质量为m，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，轨道3的半径为r，当取无穷远处引力势能为零，天通一号距地心距离为处时的引力势能为（G为引力常量，M为地球质量且未知），不计地球自转，求： （1）天通一号在轨道1的线速度； （2）天通一号在轨道2上运动的周期； （3）天通一号从轨道1变轨到轨道3过程中，发动机需要做的功大小。 14. 如图所示，一半径为r=0.45m的光滑圆弧的底端B 与水平传送带相接，传送带的运行速度为，长为，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，EF段被弯成以O为圆心、半径。的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传送带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直。一质量为的滑块（可视为质点）从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后被送入细管DEF。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计空气阻力，滑块横截面略小于细管中空部分的横截面。求： （1）滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小； （2）滑块与传送带间因摩擦产生的热量； （3）滑块滑到F点后水平飞出，滑块落地点到O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 合肥一中2023～2024学年度高一下学期期末联考 物理试题 （考试时间：75分钟 满分：100分） 注意事项： 1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。 2.答题时，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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰、作图时可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚，必须在题目所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。 一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分；8-10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，a、b两点在电场中的某一条电场线上，则下列判断正确的是（　　） A. a点场强一定与b点场强不同 B. 这是一个正点电荷电场中的一条电场线 C. 一个电子运动过程中经过b点后，一定沿电场线向a点运动 D. 正电荷在a处受到的电场力可能与其在b处受到的电场力相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于一根电场线其疏密程度无法确定，所以也无法比较两点电场强度，故A错误； B．图中只有一条电场线，无法确定是否是由点电荷形成的电场，并且如果是点电荷形成的电场也有可能是点右侧带负电的点电荷形成的电场。故B错误； C．电子带负电，运动过程中经过b点，其受力方向一定与该处电场线的方向相反，但运动情况却不一定沿电场线向运动。故C错误； D．根据 可知该正电荷在某处受到的电场力大小与电场强度大小有关，若a处和b处的电场线疏密程度相同，则场强大小相等，那么正电荷受到的电场力大小相等，且方向相同。故D正确。 故选D。 2. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为4J，力对物体做功为3J，则力与的合力对物体做功为（　　） A. 7J B. 5J C. 3.5J D. 1J 【答案】A 【解析】 【详解】力与的合力对物体做功为 故选A。 3. 质量m物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（ ） A. 物体的重力势能减少 B. 物体的动能增加 C. 物体的机械能守恒 D. 物体的机械能减少 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体下落的高度为h，重力做功为mgh，则物体的重力势能减少了mgh，故A错误； B．根据动能定理知 故B正确； CD．根据牛顿第二定律得 得 根据功能原理知，物体的机械能减少等于物体克服空气阻力做的功为 故CD错误； 故选B。 4. x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于、处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为场强的正方向，无限远处电势为零。以下说法正确的是（ ） A. 点电荷A、B均带正电 B. 点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1：9 C. 处电势为零 D. 将电子从处无初速度释放，其电势能一直增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．x轴正方向为场强的正方向，根据E﹣x图像可知，在区域，场强方向为负，在区域，场强方向为正，在区域，场强方向为负，可知两点电荷均带负电，故A错误； B．在处，场强为零，则有 解得 故点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1：9，故B正确； C．沿电场线方向电势降低，故在区域处电势最高，但比无限远处电势低，即电势小于零，故C错误； D．电子从5d处无初速度释放，将在电场力作用下一直向无限远处运动，电场力做正功，其电势能一直减小，故D错误。 故选B。 5. 半径为r的圆筒绕竖直中心轴匀速转动，筒的内壁上有一个质量为m的物体A。物块A一边随圆筒转动，一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为，圆筒转动的角速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】竖直方向 水平方向 解得 故选C。 6. 某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为，装满货物后的最大速度为，已知汽车空车的质量为，汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车后来所装的货物的质量是（　　） A. B. C. m0 D. 【答案】A 【解析】 【详解】当汽车空载时，有 当汽车装满货物后，有 联立两式解得 故选A。 7. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取）（　　） A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，图像的斜率等于加速度，可知A、B的加速度大小都为，根据牛顿第二定律知，二者质量相等，木板获得的动能为 选项A错误； B．系统损失的机械能 选项B错误； C．由题图乙可求出二者相对位移为 选项C错误； D．分析B的受力，根据牛顿第二定律 可求出 选项D正确。 故选D。 8. a、b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点运动（如图），下列说法正确的是（　　） A. M点处的电场强度大于N点处的电场强度 B. 带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大 C. 带电粒子在N点处电势能比在M点处的电势能大 D. 四个等势线的电势关系为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 可知等差等势线越密集的地方场强越大，则M点处的电场强度大于N点处的电场强度，故A正确； D．根据曲线运动的合力方向位移轨迹的凹侧，且电场方向与等势线垂直，粒子又带负电，则粒子在电场中的受力和场强方向如图所示 根据沿电场方向电势降低可知四个等势线的电势关系为 故D错误； BC．根据 由于N点的电势小于M点的电势，且粒子带负电，所以带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大；由于粒子只受电场力作用，电势能和动能之和保持不变，则带电粒子在N点的动能在M点处的速度小，带电粒子在N点的速度比在M点处的速度小，故B错误，C正确。 故选AC。 9. 如图所示，两个质量均为的物块用劲度系数为的轻弹簧相连，竖直放置在水平面上静止。现用竖直向上的力拉着物块M缓慢向上提，直到物块N刚好要离开地面为止。重力加速度为。上述过程中，下列判断正确的是（　　） A. 拉力的大小从零逐渐增大到 B. 拉力做的功等于M的重力势能的增加 C. 弹簧的弹性势能逐渐增大 D. 该过程的初状态和末状态弹簧的弹性势能相同 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．拉着物块M缓慢向上提，直到物块N刚好要离开地面为止，对M、N整体有 可知整个过程拉力的大小从零逐渐增大到，故A正确； B．初始对物块M分析得弹簧的压缩量 物块N刚好要离开地面时，弹簧的伸长量为 可知初态弹簧的压缩量与末态弹簧的伸长量相等，所以该过程的初状态和末状态弹簧的弹性势能相同，弹性势能变化量为零，由功能关系可知拉力做的功等于的重力势能的增加，故BD正确； C．弹簧由压缩到伸长，弹性势能先减小后增大，故C错误。 故选ABD。 10. 已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A. 质量相同 B. 密度相同 C. 第一宇宙速度大小之比为2:1 D. 静止卫星距星球表面的高度之比为1:2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知，两星球重力加速度大小和半径之比都是1∶2，由 可得 则两星球的质量之比 故A错误； B．由 可得 故两星球密度相同，故B正确； C．由 可得 则两星球的第一宇宙速度大小之比 故C错误； D．由 可得 则两星球静止卫星的轨道半径之比 又因为两星球的半径之比为1：2，故静止卫星距星球表面的高度之比也为1：2，故D正确。 故选BD。 二、实验题：每空2分，共10分。 11. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题： （1）关于本实验，下列说法中正确的是（　　）； A. 图甲中两限位孔必须在同一竖直线上 B. 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 C. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 D. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置 （2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点间的距离，点间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为，重物的质量为，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为______，重力势能的减少量为______；（结果均保留两位小数） （3）在实验中发现，重物减少的重力势能______重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因为____________。 【答案】（1）AB （2） ①. 8.00 ②. 8.25 （3） ①. 大于 ②. 重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间存在阻力 【解析】 【小问1详解】 A．两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以让纸带顺利通过，减小摩擦对实验的影响，A正确； B．实验前，手提住纸带上端，使纸带竖直，可以使纸带放开后保持竖直状态通过打点计时器，从而减小摩擦对实验的影响，B正确； C．应该先接通打点计时器的电源，再释放纸带，这样可以充分利用纸带，使纸带上数据点多，若先释放纸带后接通电源，纸带上数据点会很少，甚至没有数据，C错误； D．应选择纸带上距离适当较远的两点作为初、末位置，这样可以使误差百分比减小，D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]打下C点时重物的速度大小是 则，重物的动能增加量为 [2]重物减少的重力势能为 【小问3详解】 [1]由（2）中计算可知，重物减少的重力势能大于重物增加的动能； [2]由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。 三、计算题：第12题14分，第13题14分，第14题16分。 12. 在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止在P点时，悬线与竖直方向成37°角，如图所示。若把小球拉到与O等高的A位置，从静止释放，已知重力加速度为g，sin37°=0.60，cos37°=0.80。试求： （1）O和静止位置P间的电势差UOP； （2）小球所带的电荷量q； （3）小球经过最低点时的动能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）O和静止位置P间的电势差为 （2）小球静止在P点，则有 可得小球所带的电荷量为 （3）根据动能定理有 可得，小球经过最低点时的动能为 13. 近日，全球首款支持卫星通话大众智能手机上市，该手机接入了中国自研的天通一号卫星移动通信系统，持有者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打．接听卫星电话。天通一号卫星属于高轨通信卫星，其发射过程可以简化为如图所示：先将卫星发射至近地圆轨道1，再点火加速进入椭圆变轨轨道2，最后进入预定轨道3。若天通一号质量为m，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，轨道3的半径为r，当取无穷远处引力势能为零，天通一号距地心距离为处时的引力势能为（G为引力常量，M为地球质量且未知），不计地球自转，求： （1）天通一号在轨道1的线速度； （2）天通一号在轨道2上运动的周期； （3）天通一号从轨道1变轨到轨道3过程中，发动机需要做的功大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在近地轨道1上，万有引力提供向心力 又因为忽略自转，地面上物体万有引力等于重力有 解得 （2）在近地轨道1上，天通一号的周期 根据开普勒第三定律 解得 （3）在轨道3上 ， 天通一号的线速度为 从轨道1到轨道3，由能量守恒 即 解得 14. 如图所示，一半径为r=0.45m的光滑圆弧的底端B 与水平传送带相接，传送带的运行速度为，长为，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，EF段被弯成以O为圆心、半径。的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传送带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直。一质量为的滑块（可视为质点）从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后被送入细管DEF。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计空气阻力，滑块横截面略小于细管中空部分的横截面。求： （1）滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小； （2）滑块与传送带间因摩擦产生热量； （3）滑块滑到F点后水平飞出，滑块的落地点到O点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设滑块到达B点的速度大小为 由机械能守恒定律有 解得 滑块在B点，由向心力公式有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小为； （2）滑块在传送带上做匀加速运动，由牛顿第二定律有 由速度位移公式得 解得 滑块在传送带上运行的时间为 传送带运行的距离为 故滑块与传送带间因摩擦产生的热量为 （3）滑块从C至F，由机械能守恒有 滑块离开F点后做平抛运动，竖直方向有 联立解得滑块的落地点到O点的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$