精品解析：湖南省常德市沅澧共同体2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

沅澧共同体2024届高一期末考试（试题卷） 物理 时量：75分钟满分：100分 一、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. 物理学的发展离不开物理学家的研究发现，在物理学的发展中出现了多位里程碑式的科学家，下列关于物理学史描述符合事实的是（ ） A. 伽利略被称为“运动学之父”，他认为重的物体比轻的物体下落得快 B. 牛顿总结得到了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C. 美国科学家密立根最早测得元电荷e的数值 D. 卡文迪什通过扭秤实验测出电荷间的相互作用力大小 2. 如图各电场中，、两点场强相同的是（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，河水向左流动，实线表示河岸，虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线，下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是（　　） A. B. C. D. 4. 在气候干燥的秋冬季节，当手指靠近金属门把手时，有时突然有一种被电击的感觉，这是静电现象。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。放电前，若手指带负电，有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，质量分布均匀、长度均为L的A、B棒的质量分别为m、，将它们叠放后置于水平地面上如图甲所示，若将它们的叠放顺序改为如图乙所示，则下列说法正确的是（取地面为零势能面）（ ） A. 甲图中AB棒整体重力势能为3mgL B. 乙图中AB棒整体重力势能为5mgL C. A、B棒整体的重力势能减少了 D. A、B棒整体的重力势能增加了 6. 我国第一艘国产航空母舰“山东舰”已经正式交付海军，成为国防重器。假设“山东舰”发动机的最大输出功率为P，最大航行速度为v，假设某次直线航行过程中其航行时所受的阻力为恒定值，下列说法正确的是（ ） A. 若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机的输出功率P大小恒定 B. 若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达到v，则有 C. 若“山东舰”以v匀速航行，则牵引力的大小为 D. 若“山东舰”以匀速航行，则发动机的输出功率为 二、选择题：本题共5小题，每小题5分共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2011年9月29日晚21时16分，我国首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图。当它们处于图甲所示的轨道运行时，下列说法正确的是（　　） A. 神舟八号的加速度比天宫一号的小 B. 神舟八号的运行速度比天宫一号的大 C. 神舟八号的运行周期比天宫一号的长 D. 神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接 8. 如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布，下列说法正确的是（　　） A. Q1对Q2的静电力大于Q2对Q1的静电力 B. B处没画电场线，故B处电场强度为零 C. Q1、Q2所带的电荷量是元电荷的整数倍 D. 根据电场强度的定义式可知，A处电场强度与试探电荷无关 9. 轻绳一端通过光滑的轻质定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（ ） A. 物块P、Q组成的系统机械能守恒 B. 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大 C. 物块P的速度先增大后减小 D. 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等 10. 如图，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为，从A点向左以初速度沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止，已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为，弹簧未超出弹性限度，在上述过程中（ ） A. 小物块所走路程为 B. 小物块与地面摩擦产生的热量为 C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 小物块向右运动过程中，弹簧恢复原长瞬间动能最大 三、非选择题：本题共5小题，共56分。第13~15题需要写出必要的文字说明和过程。 11. 某实验小组用图甲、乙所示的装置研究平抛运动的特点。 （1）如图甲所示，让完全相同的小球a和b从两个相同弧面轨道顶端由静止释放，两弧面轨道末端水平，忽略空气阻力，多次实验两小球均在水平面上相撞。该现象表明，平抛运动在水平方向的分运动是___________运动； （2）如图乙所示，当完全相同小球c、d处于同一高度时，一名同学用小锤轻击弹性金属片，使球d水平飞出，同时松开球c下落，忽略空气阻力，另一名同学在小球触地反弹后迅速抓住小球，重复实验，每次均只听到一次小球落地的响声。该现象表明，平抛运动在竖直方向的分运动是___________运动； （3）用频闪照相记录了某小球平抛的四个位置，如图丙，其中正方形小方格边长为0.9cm，重力加速度m/s，该小球做平抛运动的初速度大小为___________m/s。（结果保留两位有效数字） 12. 某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）三个重物的形状、体积相同但质量关系为。为减小空气阻力对实验的影响，纸带下方悬挂的重物应选择___________。（填写选项字母） （2）正确实验操作后得到图乙所示的纸带。O点为打点计时器打下的第一个点，连续点A、B、C…与O点之间的距离分别为h1、h2、h3…，若打点计时器的打点周期为T，重物的质量为m，重力加速度为g，则从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量ΔEk=___________，重力势能减少量ΔEp=___________。（用题中字母表示） （3）用纵轴分别表示重物动能增加量ΔEk及重力势能减少量ΔEp，用横轴表示重物下落的高度h。某同学在同一坐标系中做出了 和 图像，如图丙所示。 由于重物下落过程中受阻力作用，可知图线___________（填“①”或“②”）表示 图像。 13. 在真空中点放一个点电荷 ，今在点放一个点电荷 的距离 ，如图所示（）求： （1）在点受到的作用力。 （2）点的场强。 （3）拿走后点的场强。 14. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。 短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中 （1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前进 时的速度为8m/s。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小； （2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10m的匀速圆周运动，速度大小为10m/s，已知武大靖的质量为60kg，求此次过弯时所需的向心力大小； （3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。武大靖在某次过弯时身体与水平面的夹角，转弯半径为20m，求过弯速度的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小取） 15. 如图所示，有一个可视为质点、质量为m=1kg的小物块，初速度为零，经由水平顺时针转动的传送带从最左端A送到最右端B，滑过水平光滑BC面后，滑上紧靠BC面末端C点、质量为M=2kg的静止长木板。已知传送带速度恒为 ，传送带AB间长度L=2m，木板上表面与BC面相平，木板下表面光滑，小物块与传送带、长木板间的动摩擦因数均为0.4，不计空气阻力，g取。求： （1）小物块到达C点的速度大小； （2）传送带将小物块从A端送到B端过程中产生的热量； （3）小物块要能滑出长木板，长木板的长度应该满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沅澧共同体2024届高一期末考试（试题卷） 物理 时量：75分钟满分：100分 一、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. 物理学的发展离不开物理学家的研究发现，在物理学的发展中出现了多位里程碑式的科学家，下列关于物理学史描述符合事实的是（ ） A. 伽利略被称为“运动学之父”，他认为重的物体比轻的物体下落得快 B. 牛顿总结得到了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C. 美国科学家密立根最早测得元电荷e的数值 D. 卡文迪什通过扭秤实验测出电荷间的相互作用力大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．亚里士多德提出重的物体比轻的物体下落得快，伽利略通过实验和逻辑推理反驳了该观点，故A错误； B．牛顿总结得到了万有引力定律，但引力常量是卡文迪什通过扭秤实验测出的，故B错误； C．美国科学家密立根通过油滴实验最早测得元电荷 的数值，故C正确； D．卡文迪什通过扭秤实验测出的是万有引力常量，电荷间相互作用力的规律是库仑通过扭秤实验总结得到的，故D错误。 故选C。 2. 如图各电场中，、两点场强相同的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度可以反映电场强度的大小，电场强度方向为电场线该点的切线方向，图中A、B两点场强大小相等，方向不同，故A错误； B．图中A、B两个点分布在以点电荷为圆心的圆周上，故场强大小相等，方向不同，故B错误； C．匀强电场的电场强度大小相等，方向相同，故C正确； D．过A、B两点的电场线是一条直线，A点附近的电场线比B点附近的电场线密，故A、B两点场强大小不相等，方向相同，故D错误。 故选C 。 3. 如图所示，河水向左流动，实线表示河岸，虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线，下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小船若要使渡河时间最短，则船头应始终与河岸保持垂直，而小船实际运动轨迹沿合速度方向，为斜向左上，综上所述可知A符合实际。 故选A。 4. 在气候干燥的秋冬季节，当手指靠近金属门把手时，有时突然有一种被电击的感觉，这是静电现象。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。放电前，若手指带负电，有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】放电前，若手指带负电，根据电荷间的相互作用规律可知门把手靠近手指一端带正电，远离手指一端带负电。 故选D。 5. 如图所示，质量分布均匀、长度均为L的A、B棒的质量分别为m、，将它们叠放后置于水平地面上如图甲所示，若将它们的叠放顺序改为如图乙所示，则下列说法正确的是（取地面为零势能面）（ ） A. 甲图中AB棒整体重力势能为3mgL B. 乙图中AB棒整体重力势能为5mgL C. A、B棒整体的重力势能减少了 D. A、B棒整体的重力势能增加了 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题可知，图甲中，A B棒整体重力势能为 ，故A错误； B．同理可得，图乙中AB棒整体的重力势能为 ，故B错误； CD．根据上述分析可知，从图甲到图乙，AB棒整体的重力势能增大了 ，故C错误，D正确。 故选D。 6. 我国第一艘国产航空母舰“山东舰”已经正式交付海军，成为国防重器。假设“山东舰”发动机的最大输出功率为P，最大航行速度为v，假设某次直线航行过程中其航行时所受的阻力为恒定值，下列说法正确的是（ ） A. 若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机的输出功率P大小恒定 B. 若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达到v，则有 C. 若“山东舰”以v匀速航行，则牵引力的大小为 D. 若“山东舰”以匀速航行，则发动机的输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀加速阶段加速度恒定，由牛顿第二定律可得 则牵引力 即牵引力的大小恒定，但速度 逐渐增大，结合功率公式 可知输出功率随速度增大而升高，并非恒定，故A错误； B．恒定功率启动过程，合外力做功等于动能变化，由动能定理可得（为阻力做功），因此，故B错误； C．以最大速度匀速航行时，牵引力等于阻力，且此时发动机功率为最大输出功率，由 可得牵引力，故C正确； D．匀速航行时牵引力等于恒定阻力 若以匀速，输出功率，不是，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共5小题，每小题5分共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2011年9月29日晚21时16分，我国首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图。当它们处于图甲所示的轨道运行时，下列说法正确的是（　　） A. 神舟八号的加速度比天宫一号的小 B. 神舟八号的运行速度比天宫一号的大 C. 神舟八号的运行周期比天宫一号的长 D. 神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．由于万有引力提供向心力有 解得 ，， 神舟八号半径小于天宫一号的半径，则神舟八号的加速度大、线速度大、周期小，AC错误，B正确； D．神舟八号半径小于天宫一号的半径，由低轨道到高轨道需要加速后发生离心运动，轨道变高，能与天宫一号实现对接，D正确。 故选BD 。 8. 如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布，下列说法正确的是（　　） A. Q1对Q2的静电力大于Q2对Q1的静电力 B. B处没画电场线，故B处电场强度为零 C. Q1、Q2所带的电荷量是元电荷的整数倍 D. 根据电场强度的定义式可知，A处电场强度与试探电荷无关 【答案】CD 【解析】 【详解】A．Q1对Q2的静电力与Q2对Q1的静电力大小相等，故A错误； B．B处没画电场线，但B处电场强度不为零，故B错误； C．Q1、Q2所带的电荷量是元电荷的整数倍，故C正确； D．根据电场强度的定义式可知，A处电场强度与试探电荷无关，故D正确。 故选CD。 9. 轻绳一端通过光滑的轻质定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（ ） A. 物块P、Q组成的系统机械能守恒 B. 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大 C. 物块P的速度先增大后减小 D. 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题可知，物块P、Q组成的系统只有重力做功，整个系统的机械能守恒，故A正确； B．整个过程中，轻绳的拉力对物块Q做功，物块Q上升到滑轮等高前，拉力对物块Q做正功，物块Q机械能增加，物块Q上升到与滑轮等高后继续升高，拉力对物块Q做负功，机械能减小，所以物块Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大，故B正确； C．对物块P受力分析可知，刚释放物块Q时，物块P 的重力大于轻绳的拉力，物块P加速下降，处于失重状态，当轻绳的拉力等于其重力时，速度最大，而后轻绳的拉力大于其重力，物块P做减速运动，因此物块P的速度先增大后减小，故C正确； D．因为开始阶段物块P向下加速运动，处于失重状态，则轻绳对物块P的拉力小于物块P的重力，而同一根绳上的拉力大小相等，因此开始阶段物块Q受到的拉力大小小于物块P的重力大小，故D错误 。 故选ABC。 10. 如图，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为，从A点向左以初速度沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止，已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为，弹簧未超出弹性限度，在上述过程中（ ） A. 小物块所走路程为 B. 小物块与地面摩擦产生的热量为 C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 小物块向右运动过程中，弹簧恢复原长瞬间动能最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对整个过程，利用动能定理有 解得小物块所走路程为，故A错误； B．根据能量关系可得小物块与地面摩擦产生的热量为，故B正确； C．弹簧压缩到最短时，有 可得最大弹性势能为，故C正确； D．小物块向右运动过程中，当弹簧弹力减小到等于摩擦力时，物体速度最大，动能最大，此时弹簧仍处于压缩状态，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。第13~15题需要写出必要的文字说明和过程。 11. 某实验小组用图甲、乙所示的装置研究平抛运动的特点。 （1）如图甲所示，让完全相同的小球a和b从两个相同弧面轨道顶端由静止释放，两弧面轨道末端水平，忽略空气阻力，多次实验两小球均在水平面上相撞。该现象表明，平抛运动在水平方向的分运动是___________运动； （2）如图乙所示，当完全相同小球c、d处于同一高度时，一名同学用小锤轻击弹性金属片，使球d水平飞出，同时松开球c下落，忽略空气阻力，另一名同学在小球触地反弹后迅速抓住小球，重复实验，每次均只听到一次小球落地的响声。该现象表明，平抛运动在竖直方向的分运动是___________运动； （3）用频闪照相记录了某小球平抛的四个位置，如图丙，其中正方形小方格边长为0.9cm，重力加速度m/s，该小球做平抛运动的初速度大小为___________m/s。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）匀速直线 （2）自由落体 （3）0.60 【解析】 【小问1详解】 b小球在水平方向做匀速直线运动，而a小球做平抛运动，多次实验两小球均在水平面上相撞。该现象表明，平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。 【小问2详解】 小锤轻击弹性金属片，使d水平飞出的同时c做自由落体运动，重复实验，每次均只听到一次小球落地的响声，该现象表明，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。 【小问3详解】 由于平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动，则有 结合题意可知 联立解得 因此小球做平抛运动的初速度大小为 12. 某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）三个重物的形状、体积相同但质量关系为。为减小空气阻力对实验的影响，纸带下方悬挂的重物应选择___________。（填写选项字母） （2）正确实验操作后得到图乙所示的纸带。O点为打点计时器打下的第一个点，连续点A、B、C…与O点之间的距离分别为h1、h2、h3…，若打点计时器的打点周期为T，重物的质量为m，重力加速度为g，则从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量ΔEk=___________，重力势能减少量ΔEp=___________。（用题中字母表示） （3）用纵轴分别表示重物动能增加量ΔEk及重力势能减少量ΔEp，用横轴表示重物下落的高度h。某同学在同一坐标系中做出了 和 图像，如图丙所示。 由于重物下落过程中受阻力作用，可知图线___________（填“①”或“②”）表示 图像。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）① 【解析】 【小问1详解】 验证机械能守恒实验中，空气阻力及摩擦阻力的影响越小越好，所以尽量选择密度大、体积小的金属重锤，因三个重物的形状、体积相同，但质量关系为，所以选择质量大的重物a。 故选a。 【小问2详解】 [1]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔为，则打B点时重物的速度大小为 重物的动能的增加量 [2]由题可知，从O点到B点的过程中，重物的重力势能的减少量 【小问3详解】 在重物下落的过程中，由于受到一定阻力的影响，重力势能的减少量会略大于动能的增加量，可知图线表示① 13. 在真空中点放一个点电荷 ，今在点放一个点电荷 的距离 ，如图所示（）求： （1）在点受到的作用力。 （2）点的场强。 （3）拿走后点的场强。 【答案】（1） ；方向从指向 （2） ；方向从指向 （3） ，方向从指向 【解析】 【小问1详解】 根据库仑定律可知，在点受到的作用力大小为 方向从指向 【小问2详解】 点的场强大小为 方向从指向 【小问3详解】 电场强度由电场本身决定，与放入电场中的试探电荷无关。所以拿走后点的场强不变，大小仍为 ，方向从指向 14. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。 短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中 （1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前进 时的速度为8m/s。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小； （2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10m的匀速圆周运动，速度大小为10m/s，已知武大靖的质量为60kg，求此次过弯时所需的向心力大小； （3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。武大靖在某次过弯时身体与水平面的夹角，转弯半径为20m，求过弯速度的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小取） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设武大靖运动过程的加速度大小为，根据运动学公式有 解得 【小问2详解】 根据题意，由公式可得，过弯时所需的向心力大小 【小问3详解】 设场地对武大靖的作用力大小为，受力如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得 15. 如图所示，有一个可视为质点、质量为m=1kg的小物块，初速度为零，经由水平顺时针转动的传送带从最左端A送到最右端B，滑过水平光滑BC面后，滑上紧靠BC面末端C点、质量为M=2kg的静止长木板。已知传送带速度恒为 ，传送带AB间长度L=2m，木板上表面与BC面相平，木板下表面光滑，小物块与传送带、长木板间的动摩擦因数均为0.4，不计空气阻力，g取。求： （1）小物块到达C点的速度大小； （2）传送带将小物块从A端送到B端过程中产生的热量； （3）小物块要能滑出长木板，长木板的长度应该满足什么条件？ 【答案】（1）4m/s （2）8J （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块在传送带上的加速度大小 达到与传送带相同速度时的位移 可判断物块到达B端时刚好与传送带同速，则有 【小问2详解】 达到与传送带相同速度的时间为 传送带的移动距离为 滑块因摩擦产生的热量为 【小问3详解】 设小物块刚好滑到木板右端且达到共同速度的大小为，滑行过程中，小物块加速度大小为 长木板的加速度 小物块与长木板达到共同速度时，则有 联立解得 对小物块和木板组成的系统，由能量守恒定律可得 联立解得 故要小物块能滑出长木板，木板的长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $