精品解析：山东省泰安市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

高一年级考试物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，实线代表电场线，虚线代表的是仅在电场力作用下的带电粒子的运动轨迹。粒子从M点运动到N点，以下说法正确的是（　　） A 该带电粒子带负电 B. M点的电势低于在N点的电势 C. 粒子在M点电势能大于在N点的电势能 D. 粒子在N点的加速度小于在M点的加速度 2. 弹弓飞箭（如图所示）颇受小孩的喜爱，某次一小孩手拉紧橡皮筋发射器，松开手后将飞箭竖直射向天空。从松开手至飞箭到达最高点的过程中（橡皮筋始终在弹性限度内且不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 飞箭的机械能一直增大 B. 飞箭重力做功的功率一直增大 C. 飞箭与橡皮筋刚分离时，飞箭的速度最大 D. 橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大 3. 如图所示，真空中孤立的带电绝缘球体，半径为R，电荷均匀分布在球体各个部位，a点距球心距离为r，b点距球心距离为2r，已知。已知电荷分布均匀的球壳在壳内形成的电场强度为零，对外部形成的电场强度可视为集中在球心的点电荷在该处形成的电场强度大小。则b和a两点电场强度大小之比为（　　） A. B. C. D. 4. 2022年6月，中国海军第三艘航母“福建”号已经下水了。新航母采用了大量的造船新科技、新材料和新工艺。舰上拥有三条电磁弹射器，大大提高了脱载机的起飞速度。如图所示，“福建舰”正在沿直线航行，某时刻速度为v1，加速度为a1，一段时间t后速度变为v2（v2＞v1），在这段时间内位移为s。设其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，则下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 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互相绕转，转动周期相同，我们称之为双星系统。星球A和B的质量分别为mA、mB且mA<mB.如图所示，由星球A和星球B构成的双星系统绕其连线上的点O做匀速圆周运动，引力常量G已知，则下列说法正确的是（ ） A. 距离O点远的是星球B B. 星球A的线速度小于星球B的线速度 C. 若双星之间的距离增大，转动稳定后，双星匀速转动的角速度均变大 D. 若双星之间的距离增大，转动稳定后，星球A和星球B中心距离的三次方与星球A转动周期的二次方的比值仍不变 6. 一根长为L，横截面积为S金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A. B. C. ρnev D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（ ） A. 木板的动能一定等于fl B. 木板的动能一定小于fl C. 物块的动能一定大于 D. 物块的动能一定小于 三、实验题：本题共2小题，共14分。 四、计算题：本题共4小题，共46分。 8. 如图所示，A是地球一颗静止卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为T0。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度h=R，地球表面的重力加速度大小为g。 （1）求卫星B所在处重力加速度； （2）求卫星B的运行周期T1； （3）若卫星B运行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，求从A、B两卫星相距最近时刻到紧邻的相距最远时刻的时间间隔。（用T0和T1表示） 9. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M中心处由静止释放，并从负极板N上的小孔射出；接着该粒子沿水平放置的两平行金属板P、Q间中线水平向右射入两板间，恰好从金属板Q边缘的A点飞出电场。已知加速器两极板间的电势差为，金属板P、Q的长度是板间距离的1倍，不计粒子的重力。求： （1）粒子射出极板N的速度大小。 （2）金属板P、Q间的电势差U。 （3）粒子到达A点时速度v的大小和方向。 （4）仅改变大小，粒子从金属板P、Q间飞出电场时沿电场方向的位移是之前的二分之一，求改变后的大小U′。 10. 国家快递大数据平台实时监测数据显示，我国快递年业务量首次突破千亿级别，已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图，可视为质点的某快递质量m=0.3kg，从倾角为θ=53°的斜面顶端A点由静止释放，沿斜面AB下滑，进入水平传送带BC传送，最后能从水平末端C点水平抛出，落到水平地面，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面AB长L1=2m，该快递与斜面间动摩擦因数，与传动带间动摩擦因数，传送带以某一恒定速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）快递刚滑到传送带上时速度的大小； （2）若传送带足够长，快递以传送带的速度从C点抛出，且快递与传送带摩擦产生的热量为0.6J，则快递抛出速度大小； （3）若在传送带右侧加装一个收集装置，其内边界截面为四分之一圆形，如图乙为传送带右半部分和装置的示意图，C点为圆心，半径为，调整传送带的速度，使该快递从C点抛出后落到收集装置时的动能最小，则该快递即将落到收集装置时重力的瞬时功率多大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一年级考试物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，实线代表电场线，虚线代表的是仅在电场力作用下的带电粒子的运动轨迹。粒子从M点运动到N点，以下说法正确的是（　　） A. 该带电粒子带负电 B. M点的电势低于在N点的电势 C. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 D. 粒子在N点的加速度小于在M点的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．带电粒子的轨迹向上弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向上，与电场方向相同，可知粒子带正电，故A错误； B．沿着电场线的方向，电势逐渐降低，因此M点的电势高于N点电势，故B错误； C．粒子先经过M点，再经过N点，由于电场力方向与轨迹之间的夹角是锐角，可知电场力做正功，电势能减小，所以粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故C正确； D．实线表示电场线，电场线的疏密表示电场强度的大小，所以N点的电场强度大于M点的电场强度，粒子只受电场力的作用，根据牛顿第二定律可知，粒子在N点的加速度大于在M点的加速度，故D错误。 故选C。 2. 弹弓飞箭（如图所示）颇受小孩的喜爱，某次一小孩手拉紧橡皮筋发射器，松开手后将飞箭竖直射向天空。从松开手至飞箭到达最高点的过程中（橡皮筋始终在弹性限度内且不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 飞箭的机械能一直增大 B. 飞箭重力做功的功率一直增大 C. 飞箭与橡皮筋刚分离时，飞箭的速度最大 D. 橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A.飞箭与橡皮筋未分离前，橡皮筋对飞箭做正功，飞箭的机械能是增加的，飞箭离开橡皮筋后机械能不变，故A错误； BC.飞箭与橡皮筋未分离前，先做加速度逐渐减小的加速运动，接着做加速度逐渐增大的减速运动，离开飞箭后，做竖直上抛运动，当飞箭受到橡皮筋的弹力等于其重力时，即加速度为零时，飞箭的速度达最大。飞箭在最高点速度方向与重力垂直，重力功率为0，所以飞箭重力做功功率先增大再减少，故BC错误； D.把橡皮筋与飞箭看着一个系统，系统的机械能守恒，而飞箭的动能是先增大后减小，则可知橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，真空中孤立的带电绝缘球体，半径为R，电荷均匀分布在球体各个部位，a点距球心距离为r，b点距球心距离为2r，已知。已知电荷分布均匀的球壳在壳内形成的电场强度为零，对外部形成的电场强度可视为集中在球心的点电荷在该处形成的电场强度大小。则b和a两点电场强度大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】令球体所带电荷量为，由于b点距球心距离为2r，间距大于球体半径，则有 电荷分布均匀的球壳在壳内形成的电场强度为零，a点距球心距离为r，间距小于球体半径，则以间距r为半径的球体所带电荷量为 a两点电场强度 结合上述解得 故选A。 4. 2022年6月，中国海军第三艘航母“福建”号已经下水了。新航母采用了大量的造船新科技、新材料和新工艺。舰上拥有三条电磁弹射器，大大提高了脱载机的起飞速度。如图所示，“福建舰”正在沿直线航行，某时刻速度为v1，加速度为a1，一段时间t后速度变为v2（v2＞v1），在这段时间内位移为s。设其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，则下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．对航母应用动能定理可得 A错误； B．当航母达到最大速度时，F=f，此时 B错误； C．航母的运动不是匀加速运动，则时间t内的位移 故C错误； D．航母速度为v1时，牵引力 根据牛顿第二定律可得 求得 D正确。 故选D。 5. 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互相绕转，转动周期相同，我们称之为双星系统。星球A和B的质量分别为mA、mB且mA<mB.如图所示，由星球A和星球B构成的双星系统绕其连线上的点O做匀速圆周运动，引力常量G已知，则下列说法正确的是（ ） A. 距离O点远的是星球B B. 星球A的线速度小于星球B的线速度 C. 若双星之间的距离增大，转动稳定后，双星匀速转动的角速度均变大 D. 若双星之间的距离增大，转动稳定后，星球A和星球B中心距离的三次方与星球A转动周期的二次方的比值仍不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．设两星球的距离为，做圆周运动的半径分别为和，根据牛顿第二定律，有 可得 可知质量越大，轨道半径越小，由于 所以 所以距离O点远的是星球，A错误； B．根据 可知，半径越大，线速度越大，所以 B错误； C．根据牛顿第二定律，有 联立，可得 可知若双星之间的距离增大，转动稳定后，双星匀速转动的角速度均变小，C错误； D．根据 及由C选项解析得出的结论 可得 可知星球A和星球B中心距离三次方与星球A转动周期的二次方的比值是定值，D选项正确。 故选D。 6. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A. B. C. ρnev D. 【答案】C 【解析】 分析】考查电路和电场知识 【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（ ） A. 木板的动能一定等于fl B. 木板的动能一定小于fl C. 物块的动能一定大于 D. 物块的动能一定小于 【答案】BD 【解析】 【详解】方法一：设物块离开木板时速度为，此时木板的速度为，由题意可知 设物块的对地位移为，木板的对地位移为 CD．根据能量守恒定律可得 整理可得 D正确，C错误； AB．因摩擦产生的摩擦热 根据运动学公式， 因 可得 则 所以 B正确，A错误。 故选BD。 方法二：AB．画出物块与木板运动示意图和速度图像。 对物块，由动能定理 对木板，由动能定理 根据速度图像面积表示位移可知， 且 故 故A错误，B正确； CD．对系统，由能量守恒定律 物块动能 故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题：本题共2小题，共14分。 四、计算题：本题共4小题，共46分。 8. 如图所示，A是地球的一颗静止卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为T0。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度h=R，地球表面的重力加速度大小为g。 （1）求卫星B所在处的重力加速度； （2）求卫星B的运行周期T1； （3）若卫星B运行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，求从A、B两卫星相距最近时刻到紧邻的相距最远时刻的时间间隔。（用T0和T1表示） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）地球表面 卫星B处 又，解得 （2）卫星B向心力公式 解得 （3）从相距最近到相距最远 即 解得 9. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M中心处由静止释放，并从负极板N上的小孔射出；接着该粒子沿水平放置的两平行金属板P、Q间中线水平向右射入两板间，恰好从金属板Q边缘的A点飞出电场。已知加速器两极板间的电势差为，金属板P、Q的长度是板间距离的1倍，不计粒子的重力。求： （1）粒子射出极板N的速度大小。 （2）金属板P、Q间的电势差U。 （3）粒子到达A点时速度v的大小和方向。 （4）仅改变大小，粒子从金属板P、Q间飞出电场时沿电场方向的位移是之前的二分之一，求改变后的大小U′。 【答案】（1）；（2）；（3），与水平方向成45°；（4） 【解析】 【详解】（1）粒子从极板M加速运动到极板N过程，由动能定理可得 解得 （2）设金属板P、Q的板间距离为d，则金属板的长度为d，带电粒子在金属板P、Q间做类平抛运动，两板间的电场强度为 根据牛顿第二定律得 设粒子在两金属板间的运动时间为t，根据类平抛运动的运动规律，水平方向得 竖直方向得 联立解得 （3）设粒子出电场时速度与水平方向夹角为，根据平抛运动的推论，速度偏转角的正切值为位移偏转角正切值的二倍，有 解得 粒子到达A点时的速度大小为 联立解得 （4）当金属板MN间的电压减小后，由动能定理有 在水平方向有 在竖直方向有 联立解得 10. 国家快递大数据平台实时监测数据显示，我国快递年业务量首次突破千亿级别，已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置部分简化示意图，可视为质点的某快递质量m=0.3kg，从倾角为θ=53°的斜面顶端A点由静止释放，沿斜面AB下滑，进入水平传送带BC传送，最后能从水平末端C点水平抛出，落到水平地面，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面AB长L1=2m，该快递与斜面间动摩擦因数，与传动带间动摩擦因数，传送带以某一恒定速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）快递刚滑到传送带上时速度的大小； （2）若传送带足够长，快递以传送带的速度从C点抛出，且快递与传送带摩擦产生的热量为0.6J，则快递抛出速度大小； （3）若在传送带右侧加装一个收集装置，其内边界截面为四分之一圆形，如图乙为传送带右半部分和装置的示意图，C点为圆心，半径为，调整传送带的速度，使该快递从C点抛出后落到收集装置时的动能最小，则该快递即将落到收集装置时重力的瞬时功率多大。 【答案】（1）4m/s；（2）6m/s或2m/s；（3） 【解析】 【详解】（1）快递沿斜面滑下过程，根据动能定理有 解得 （2）快递与传送带发生相对滑动产生热量 由于传送带足够长，则快递最终与传送带达到相等速度，即快递抛出速度大小等于传送带的速度大小，若快递速度小于传送带的速度，则快递在传送带上做加速运动，则有 达到共速时 相对位移 解得 若快递速度大于传送带的速度，则快递在传送带上减速，则达到共速时 相对位移 解得 （3）令快递落到装置上时的速度为，则有 竖直方向上有 ， 水平方向上有 根据几何关系有 解得 可知，当时，速度具有最小值，解得 此时有 则重力的功率 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$