山东省泰安市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

高一物理试题 第 页 （共7页） 试卷类型∶A 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。 2024.07 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,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先 经过M点,再经过N点,下列说法正确的是 A.该带电粒子带负电 B. M点的电势低于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 2.弹弓飞箭（如图所示）颇受小孩的喜爱，某次一小孩用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.飞箭克服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 1 高一物理试题 第 页 （共7页） 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 R2 < r < R。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. R34r3 B. 8r3 R3 C. 4r3 R3 D. R38r3 4.太阳系一颗质量均匀、可看作球体的小行星自转角速度为ω，在该星球表面“赤道”处的 重力加速度大小为“两极”处的重力加速度大小的 4 5，已知引力常量G，则该星球密度ρ为 A. 15ω216πG B. 15ω2 4πG C. 5ω2 4πG D. 5ω2 πG 5. 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，大大提高了舰载机的起飞速度。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，则下列关系式一 定正确的是 A. f = P v2 B. s = v1 + v22 t C. a1 = Pmv1 - f m D. Pt = 12 mv22 - 1 2 mv21 6.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 2 高一物理试题 第 页 （共7页） 7.一根长为 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. ρnev B. mv22eL C. mv2Sn e D. ρev SL 8.如图甲所示，质量为 0.2kg的物块受到水平向右的拉力F，以 5m/s的初速度从 A点向右 运动，F随位移 x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为 0.5，重 力加速度g取10m/s2，在运动过程中物块的最大速度为 A. 105 m/s B. 95 m/s C. 85 m/s D. 55 m/s 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。 9.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P 点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的电场强度、φ表示P点的电势，Ep 表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离 l0 的过程中，下列各物理量与负极板移动距离 x的关系图像中正确的是 3 高一物理试题 第 页 （共7页） 10. 2018年 2月 6日，马斯克的 SpaceX“猎鹰”重型火箭从地面将一辆跑车发射到太空，其 轨道示意图如图中椭圆Ⅱ所示，其中 A、C分别是近日点和远日点，图中Ⅰ、Ⅲ轨道分 别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳 的万有引力，则以下说法正确的是 A.跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度 B.跑车经过B点时的加速度小于火星经过B点时的加速度 C.跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率 D.跑车在C点的速率一定小于火星绕日的速率 11.如图甲所示，以O为原点，竖直向下为正方向建立 x轴。在 x = 0和 x = 4x0处分别固 定电量为Q的正点电荷。A、B、C为 x轴上坐标分别为 x0、2x0、3x0的点，AC之间沿 x轴 方向电势变化如图乙所示。现从 A点将一带正电小球由静止释放，小球向下运动。 已知释放瞬间小球加速度为 2g，g为当地重力加速度，静电力常量为 k。以下结论正 确的是 A.小球的比荷 q1 m1 = 9gx20 kQ B.小球的比荷 q1 m1 = 9gx208kQ C.小球经过B点时的速度大小为 11gx0 D.小球经过B点时的速度大小为 11gx02 12.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.木板的动能一定小于 fl B.木板的动能一定等于 fl C.物块的动能一定小于 12 mv20 - fl D.物块的动能一定大于 12 mv20 - fl 4 高一物理试题 第 页 （共7页） 三、实验题：本题共2小题，共14分。 13.（6分）某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为m1的重物甲和质量为 m2的重物乙 (m1 > m2 )等器材组装成如图所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒 定律。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。 （1）他进行了下面几个操作步骤： A.按照图示的装置安装器件； B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上； C.用天平测出重物甲和重物乙的质量； D.先释放纸带，后接通电源，打出一条纸带； E.测量纸带上某些点间的距离； F.根据测量结果计算得出重物甲下落过程中减少的重力势能等于重物甲增加的 动能。 其中错误的步骤是 。（填步骤前字母） （2）实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点O的位置。然后选取A、B、C、D 四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出 A、B、C、D到 O点的距离分别为 h1 = 12.02cm、h2 = 27.03cm、h3 = 48.01cm、h4 = 75.02cm。已 知打点计时器使用交流电的频率为 f = 50Hz（即打点周期为 0.02s）。重物甲下 落到C点时的速度 vC = m/s。（计算结果保留 2位有效数字） （3）若当地的重力加速度为 g，系统从O运动到C的过程中，在误差允许的范围内只要 满足关系式 ，则表明系统机械能守恒。（用m1、m2、g、h3、vC表示） 14.（8分）某研究性学习小组用一段长为60 cm的特种金属丝做“测定金属的电阻率”实验。 （1）用多用电表“×10”挡粗测电阻丝的电阻,结果如图 1所示,可知电阻丝电阻的测量 值约为 Ω。 （2）用螺旋测微器测量金属丝直径 ,结果如图 2所示 ,则金属丝直径的测量结果为 mm。 5 高一物理试题 第 页 （共7页） （3）利用电路更精确地测量金属丝的电阻时,供选择的器材有: A.直流电源（提供恒定电压为4.5 V） B.电压表（量程0~3 V,内阻约为3 kΩ） C.电流表（量程0~60 mA,内阻约为0.125 Ω） D.电流表（量程0~3 A,内阻约为0.025 Ω） E.滑动变阻器（阻值范围0~15 Ω,允许通过的最大电流为1 A） F.滑动变阻器（阻值范围0~500 Ω,允许通过的最大电流为2 A） G.开关，导线若干 要求有较高的测量精度,并能测得多组数据，电流表应选择 ，滑动变阻器应选 择 。（填字母代号） （4）根据选择器材，图 3中伏特表的连线 S端应与安培表的 （填“正接线柱”或 “负接线柱”）相连。 四、计算题：本题共4小题，共46分。 15.（7分）如图所示，用满偏电流为 50 mA的表头改装成量程为 0.6 A和 3 A的双量程电流表，电阻 R1 = 4 Ω，接线柱 a为公共 接线柱，试求 （1）直接写出用 a、b两个接线柱时对应的量程； （2）表头内阻Rg和R2的阻值。 16.（10分）如图所示，A是地球的一颗同步卫星，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Δt。（用T0和T1表示） 17.（13分）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U0，金属板P、Q的长度是板间距离的2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； （3）粒子到达A点时速度的大小； （4）仅改变加速器板间电压，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，求改变后加速器板间电压U′的大小。 6 高一物理试题 第 页 （共7页） 18.（16分）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 μ1 = 23，与传动带间动摩擦因数 μ2 = 3 4，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，sin 53° = 0.8, cos 53° = 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 R = 3 m，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。 7 高一物理试题参考答案 第 页 （共3页） 2024.07 高 一 年 级 考 试 物理试题参考答案及评分标准 一、选择题：本题共 40分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8题只有一项符合题目要 求，每小题 3分。第 9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得 4分，选对但不全的 得2分，有选错的得0分。 三、非选择题：共60分。 13.（6分）（1）DF （2）2.4 （3）( )m1 - m2 gh3 = 12 ( )m1 + m2 vc 2 （每空2分，选项对而不全1分。） 14.（8分）（1）60（或60.0） （2）0.932或0.933或0.934 （3）C E （4）正接线柱 （每问2分，（3）问每空1分，共8分。） 15.（7分） 解：（1）量程为0～3A （2）量程为 I1 = 3A时，( )I1 - Ig R1 = Ig ( )Rg + R2 ① 量程为 I2 = 0.6A时，( )I2 - Ig ( )R1 + R2 = IgRg ② 由①②得 Rg = 220Ω R2 = 16Ω ③ 评分标准：（1）问1分，①②③每式2分。满分7分。 16.（10分） 解：（1）地球表面 G Mm R2 = mg ① 卫星B处 G Mm ( )R + h 2 = mg' ② 又 h = R 由①②得 g' = 14 g ③ 题号 答案 1 C 2 D 3 A 4 B 5 C 6 D 7 A 8 B 9 BC 10 AD 11 BD 12 AC 1 高一物理试题参考答案 第 页 （共3页） （2）卫星B向心力公式 G Mm ( )R + h 2 = m ( )R + h 4π2 T 21 ④ 得 T1 = 4π 2Rg ⑤ （3）从相距最近到相距最远 θB - θA = π ⑥ 即 2π T1 t - 2π T0 t = π ⑦ 解得 ∆t = T1T02 ( )T0 - T1 ⑧ 评分标准：①③⑤⑥⑦⑧每式1分，②④每式2分，满分10分。 17.（13分） 解：（1）粒子直线加速过程，由动能定理 qU0 = 12 mv20 ① 得 v0 = 2qU0m ② （2）粒子偏转类平抛过程，设板长2d，板间距d y = d2 = 1 2 at2 ③ a = qE m = qU md ④ x = 2d = v0 t ⑤ 由①③④⑤得U = 12 U0 ⑥ （3）带电粒子先加速后偏转，由动能定理 qU0 + q U2 = 1 2 mv2 ⑦ 得 v = 5qU02m ⑧ （4）由题知 d4 = 1 2 at21 ⑨ x = 2d = v1 t1 ⑩ a = qE m = qU md ⑪ qU' = 12 mv21 ⑫ 由⑥⑨⑩⑪⑫得 U' = 2U0 ⑬ 评分标准：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬每式1分。满分13分。 2 高一物理试题参考答案 第 页 （共3页） 18.（16分） 解：（1）沿斜面滑下过程，由动能定理 mgL1 sin θ - μ1mgL1 cos θ = 12 mv2B ① 得 vB = 4m/s ② （2）物体与传送带发生相对滑动产生热量 Q = μ2mgL相对 ③ ⅰ：物体在传送带上加速 a = μ2g ④ 达到共速 v = vB + at1 ⑤ 相对位移 L相对 = vt1 - ( vB t1 + 12 at21 ) ⑥ 得 v = 6m/s ⑦ ⅱ：物体在传送带上减速 a = μ2g 达到共速 v = vB - at2 ⑧ 相对位移 L相对 = vB t2 - 12 at22 - vt2 ⑨ 得 v = 2m/s ⑩ （3）落到装置上时的速度为 v，有 v2 = v2x + v2y ⑪ 竖直方向 v2y = 2gy ⑫ y = 12 gt2 ⑬ x = vx t ⑭ R2 = x2 + y2 ⑮ 综上得 v2 = gR22y + 3gy 2 ⑯ 当 y = 1m时，速度具有最小值 v = 30 m/s,此时 vy = 2 5 m/s ⑰ 重力的功率 P = mgvy ⑱ 得 P = 6 5 W ⑲ 评分标准：（1）问 2分：①②每式 1分；（2）问 7分：③⑥⑦⑧⑨⑩式 1分，④⑤每式 0.5分；（3）问7分：⑪⑫⑬⑭每式0.5分,⑮⑯⑰⑱⑲每式1分。满分16分。 3