山东省济宁市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

2023—2024学年度第二学期质量检测 高一物理试题 2024.07 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号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,某商场中有两种电梯,甲为阶梯式电梯,乙为履带式电梯。小明分别乘甲、乙两种 电梯匀速从一楼到二楼,该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是 A.乘甲电梯过程中,小明所受合力做正功 B.乘甲电梯过程中,电梯对小明的支持力不做功 C.乘乙电梯过程中,电梯对小明的支持力做正功 D.乘乙电梯过程中,电梯对小明的摩擦力做正功 2.如图所示,夜晚时电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪光60次,风扇转轴O 上装有3个相 同的扇叶,它们互成120°角。当风扇匀速转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转动角速度最 小值为 A.40πrad/s B.40rad/s C.120πrad/s D.120rad/s )页8共(页1第 题试理物一高 3.某同学课余时间做了一个“纸帽能弹多高”的小实验,其简化图如图所示,实验时轻弹簧下端 固定在水平桌面上,将用硬纸卡做成的小纸帽倒扣在弹簧上并用力竖直下压,使弹簧产生一 定的弹性形变,然后迅速放手,小纸帽能离开弹簧并继续上升一段距离,不计空气阻力,小纸 帽在上升过程中,下列说法正确的是 A.小纸帽的机械能守恒 B.小纸帽刚脱离弹簧时动能最大 C.小纸帽的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减小 D.小纸帽的动能先增大后减小,机械能一直增加 4.某同学用平行板电容器探究某材料在竖直方向的尺度随温度变化的关系,如图所示为装置示意 图,电容器上极板固定,下极板可随材料尺度的变化上下移动。若保持电容器所带电荷量不变, 发现材料温度升高时,两极板间电压降低。下列说法正确的是 A.极板间距离增大 B.材料竖直方向尺度增大 C.极板间电场强度变小 D.电容器电容变小 5.我国天文学家利用500米口径球面射电望远镜(FAST)探测到了一个新天体,命名为 FASTJ0139+4328。这个新发现的天体是孤立的,该星质量相对较小,主要由暗物质组成。 已知地球和FASTJ0139+4328的半径分别为R1、R2,表面的重力加速度分别为g1、g2,忽略 地球和FASTJ0139+4328的自转影响,则地球和FASTJ0139+4328的质量之比为 A. g1R21 g2R22 B. g1R22 g2R21 C. g2R21 g1R22 D. g2R22 g1R21 6.如图所示,真空中正三角形三个顶点分别固定三个电荷量大小相同的点电荷,其中A 带正 电,B、C 带负电,P、O、Q 为BC 边的四等分点。下列说法正确的是 A.P、Q 两点电场强度相同 B.P、Q 两点电势相同 C.一正电荷沿直线从P 点移动到O 点的过程中静电力做正功 D.一正电荷在P 点的电势能大于在O 点的电势能 )页8共(页2第 题试理物一高 7.如图所示,长度为4L 的轻杆两端分别固定小球A、B(均可视为质点),小球A、B 的质量分别 为m、3m,杆上距A 球L 处的O 点套在光滑的水平转轴上,杆可绕水平转轴在竖直面内转 动。当A、B 两球静止在图示位置时,转轴受杆的作用力大小为F1;当A、B 两球转动至图示 位置时,杆OA 部分恰好不受力,转轴受杆的作用力大小为F2。忽略空气阻力,则F1 与F2 的比值为 A.1∶12 B.1∶4 C.1∶3 D.4∶9 8.复兴号动车组在世界上首次实现时速350km自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一 重大标志性成果。一列动车的初速度为v0,以额定功率在平直轨道上运动,经过一段时间动 车达到最大速度4v0。若行驶过程中动车所受阻力大小与其速率成正比,则车速为v0 和2v0 时动车的加速度大小之比为 A.2∶1 B.3∶1 C.3∶2 D.5∶2 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。 9.在修筑铁路时,弯道处外轨会略高于内轨,如图所示为某段铁轨转弯处的截面图,铁轨平面与 水平地面夹角为θ,当火车以规定的行驶速度v 转弯时,内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压 力。关于火车在该转弯处转弯时,下列说法正确的是 A.火车转弯时,实际转弯速度越小越好 B.火车转弯速度大于v 时,外轨将受到轮缘的侧向挤压力 C.当火车质量改变时,规定的行驶速度v 大小也随之变化 D.当火车以速度v 转弯时,铁轨对火车的支持力大于其重力 10.2024年5月3日,我国“嫦娥六号”月球探测器成功发射,6月2日探测器登陆月球背面,开 始人类首次月背采样。如图所示,若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ运行,当经过 近月点M 时启动点火装置,完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ运行。关于“嫦娥六号”,下列说法 正确的是 )页8共(页3第 题试理物一高 A.发射速度大于地球的第二宇宙速度 B.在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至M 点时加速度大小相等 C.在轨道Ⅰ经过M 点的速率大于在轨道Ⅱ经过M 点的速率 D.在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能 11.如图所示,在匀强电场中,有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC,O 点为该三角形的中 心,三角形所在平面与匀强电场平行,三角形各顶点的电势分别为φA=-2V、φB=10V、 φC=4V,DE 是平行于AB 且过O 点的直线,D、E 是直线与圆周的两个交点。下列说法正 确的是 A.O 点电势为6V B.在三角形ABC 的外接圆上,E 点的电势最低 C.将电子由D 点移到E 点,电子的电势能增加 D.匀强电场的场强大小为150V/m,方向由B 指向A 12.如图所示,物体Q 锁定在水平地面上,不可伸长的轻质细线一端连接在Q 上,另一端绕过三 个光滑轻质小滑轮后固定在地面上。物体P 与滑轮2相连,系统静止,四段细线都竖直,现 解除对物体Q 的锁定,物体P 触地后静止不动,物体P 触地瞬间连接物体Q 的绳子断开。 已知物体P 与地面间高度差为h,物体P、Q 质量分别为3m、m,重力加速度为g,天花板离 滑轮1和3足够高,物体P、Q 均可视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是 A.物体Q 上升过程中的最大速度为 8 7gh B.物体Q 上升过程中的最大速度为 g h 2 C.物体Q 上升的最大高度为 9h 4 D.物体Q 上升的最大高度为 18 7h )页8共(页4第 题试理物一高 三、非选择题:本题共6小题,共60分。 13.(6分)某同学用如图甲所示电路研究电容器的放电规律,先将开关S合向1,待电路稳 定后再将开关S合向2,通过电流传感器描绘出电容器放电电流I 随时间t变化的规律如图乙 所示。图甲中电源两端提供稳定电压U=6V,数出图乙中图线与两坐标轴所围区域方格数约 为42。(电流I表示单位时间内通过导体横截面的电荷量,即I=qt ) (1)放电过程中,通过定值电阻R 的电量为Q= C,由此求得电容器的电容为 C= F。 (2)若仅将定值电阻换用更大阻值的电阻重新实验,则电容器放电的时间会 (填 “变长”、“变短”或“不变”),在放电过程中,电容器两端的电压的减少量与电容器的带电量减少 量的比值会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 14.(8分)某小组用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)关于本实验,下列说法正确的有 。 A.应选择质量小、体积大的重物进行实验 B.释放重物时应使纸带保持竖直 C.重物的质量可以不用测量 D.测出重物下落的高度h,可以用公式v= 2gh计算重物在某点的速度 )页8共(页5第 题试理物一高 (2)实验时,先接通电源,再释放纸带,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连 续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O 的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度大 小为g,打点计时器的打点周期为T。若重物质量为m,则从打点计时器打下O 点到打下B 点 过程中,重物重力势能减少量ΔEp= ,动能增加量ΔEk= ,若二者在误差 允许的范围内相等,即可验证机械能守恒。(用题目中所给的物理量表示) (3)该小组同学继续用图像法验证机械能守恒定律,他们计算出相应点对应的速度大小v, 以h(纸带上各点到起始点O 的距离)为横轴、v2 为纵轴作出的图线如图丙所示,当地重力加速 度为g,该图线的斜率应 。 A.略小于g B.等于g C.略小于2g D.等于2g 15.(7分)调速器可用来控制电动机的转速,其结构如图所示,圆筒状的外壳固定不动,内 壁光滑,中心转轴随电动机转动,轴上两侧各有一相同轻质细杆,其上端与中心转轴链接,下端 各固定一个质量为m=1.0kg的摆锤(可视为质点),两细杆与转轴恒在同一竖直平面内,并始 终随转轴一起转动,转动时细杆可以自由张开或合拢。当细杆与转轴的夹角θ=37°时,摆锤恰 好与外壳内壁接触。当转速增加到一定值时,圆筒内壁的压力传感器会传递电动机转速过大的 信息。已知外壳的内径r=0.3m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求: (1)当摆锤恰好与外壳内壁接触时,中心转轴的角速度大小ω0; (2)当中心转轴以角速度ω=6rad/s转动时,任一摆锤对外壳内壁压力的大小。 )页8共(页6第 题试理物一高 16.(9分)如图所示,甲、乙两颗地球卫星的轨道分别是同一平面内的椭圆和圆。甲卫星轨 道的近地点与地面的距离为R,远地点与地面的距离为5R,乙卫星轨道与地面的距离为R。卫 星与地球间的引力势能(即卫星的重力势能)表达式为Ep=- GMm r (r为卫星到地心的距离,m 为卫星的质量)。已知地球半径为R,地球质量为M,乙卫星质量为m0,引力常量为G。求: (1)乙卫星在轨运行的机械能E; (2)甲卫星和乙卫星在轨运行的周期之比 T甲 T乙 。 17.(14分)如图所示,在一竖直面内,倾角θ=37°的光滑直轨道AB、光滑螺旋圆形轨道BC- DEF、水平直轨道FG、水平传送带GH 平滑连接。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG 分别相切于 B(E)点和C(F)点。传送带以大小v=6m/s的速度顺时针转动,一质量m=1kg的滑块(视为质 点)从倾斜轨道AB 上高度h=3m处静止释放,可经该装置滑离传送带。已知螺旋圆形轨道半径 R=0.4m,轨道FG 长L1=4m,传送带GH 长L2=1.5m,滑块与FG 间的动摩擦因数μ1=0.7,与 传送带间的动摩擦因数μ2=0.4,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求: (1)滑块经过轨道最高点D 时所受轨道的压力FN 的大小; (2)滑块到达 H 点时的速度大小vH; (3)滑块经过传送带GH 的过程中,电机因传送滑块多消耗的电能ΔE。 )页8共(页7第 题试理物一高 18.(16分)如图所示,相距2L 的竖直直线AB、CD 间有两个有界匀强电场,水平直线 MN 分别与直线AB、CD 相交于M、N 两点,直线MN 下方的电场方向竖直向上,大小E1= 8mv20 9qL , 直线MN 上方的电场方向竖直向下,大小为E2 未知。Q 点在直线AB 上,且与M 点的距离为 L。一粒子从Q 点以初速度v0 沿水平方向射入下方电场,经 MN 上的P 点进入上方电场,然 后从CD 边上的F 点水平射出。已知F 点到N 点的距离为 L 3 ,粒子质量为m、电荷量为+q, 不计粒子重力。求: (1)粒子从Q 点到P 点运动的时间t1; (2)MN 上方的电场强度E2 的大小; (3)若MQ 间连续分布着上述粒子,粒子均以速度v0 沿水平方向射入下方电场,不计粒子 间相互作用。求沿水平方向射出CD 的粒子,在MQ 上的入射点到M 点的距离y。 )页8共(页8第 题试理物一高 2023一2024学年度第二学期质量检测 高一物理试题参考答案及评分标准 题号 2 6 8 9 10 11 12 答案 D B B D BD BC BCD AD 13.(1)3.36×10-3 5.6×104(每空2分) (2)变长不变（每空1分） m (hc-ha) 14.(1)BC(2)mghB (3)C 8T2 15.(7分)解析： (1)当摆锤恰好与外壳接触时，设轻杆对摆锤的拉力大小为F。 竖直方向有Foc0s37=g…（1分) 水平方向有F。sin37°=mrw号 (1分) 解得wn=5rad/s (1分) (2)当中心转轴以角速度ω=6ad/s旋转时，设轻杆对摆锤的拉力为F,外壳对任一摆锤施 加压力的大小为FN。 竖直方向有Fcos37°=mg 4…ee…4040444+4t0+eee04e4t+t4+404+44ee4ee0t…4+*e4…4t4…44… (1分) 水平方向有Fsin37°+FN=mrw2 (1分) 解得F、=3.3N 44444…4…t…444…04004…404040…4…4…440…0…4…4… (1分) 由牛顿第三定律知，任一摆锤对外壳的压力大小为3.3N。 (1分) 16.(9分)解析： (1)乙卫星的轨道半径为r=R十R=2R (1分) Mmo 对乙卫星由牛顿第二定律G =10 (1分) 1 GMm 乙卫星的动能Ek= 4R (1分) 乙卫星的重力势能Ep= GMm GMm。 2R (1分) GMmo 乙卫星的机械能E=Ek十Ep=一 4R 1分) (2)甲卫星的半长轴为a= 5R+2R+R 2 =4R (1分) 由开普勒第三定律 (2分) 解得=22 (1分) 17.(14分)解析： (1)滑块从A点到D点过程中，由动能定理得mg(h一2R)= …(2分) 滑块经过D点时，由牛顿第二定律得FN十mg=m D ……(2分) 高一物理试题参考答案第1页（共2页） 解得F、=100N…(1分) (2)滑块从A点到G点过程中，由动能定理得mgh一1mgL1= …(1分) 解得vc=2m/s 滑块在传送带上加速过程，由牛顿第二定律2mg=ma ……(1分） 解得a=4m/s 若滑块从G点到H点一直加速，由品一v。=2aL2 (1分) 解得vH=4m/s 因vH=4m/s<v=6m/s,故滑块到达H点时的速度大小为4m/s。…(1分) (3)设物块在传送带上运动的时间为t,则H=c十at…(1分) 解得t=0.5s 时间t内物块相对传送带的位移为△x=一L2 (1分)》 解得△x=1.5m (1分) △E=u2mg·△x+ 2 mvn- 。*…4.4.040…”0g40040中44…。4” (1分) 解得△E=12J (1分) 18.(16分)解析： (1)在下方匀强电场中，由牛顿第二定律qE1=ma …0。…4 (2分) 粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，由L= 241t月 00000.000000年44440年卡040：中0+04444年 (2分) 3L 解得t1=200 ……………（1分) 2L (2)粒子从Q点运动到F点的总时间t= 04404444.404*…4…044…444.04044444444… (1分) 设粒子从P点到F点的时间为t2,则t2=t一t1… (1分) L 1 粒子在竖直方向上做匀变速直线运动，由3=2a:号 (1分) 由牛顿第二定律gE2=ma2 (1分) 8mvo2 解得E:=3q1 …(1分) (3)设粒子每次在下方电场中运动时间为13，在上方电场中运动时间为14。 粒子水平射人、水平射出，有a1tg=a2t4……(1分》 解得上一3 (1分) 1 粒子可能经过n次(t3十1，)时间到达边界CD。 则n(tg十11)=t(n=1,2,3,…)…… (1分) 3L 解得1一210 (=1,2,3,…）……………………… (1分) 竖直方向有y=2a (1分) 解得y=(n=1,2,3…) (1分) 高一物理试题参考答案第2页（共2页）