2021-2022学年湖南省长沙市四校高一下学期期末联考测试物理试卷word版含答案

2022湖南省长沙市四校联考高一第二学期期末测试

物理试题

1．物体在做曲线运动的过程中，一定变化的物理量是（　　）

A．合外力 B．加速度 C．速度 D．速率

2．如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运火星行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（　　）

A．太阳位于地球运行轨道的中心

B．地球靠近太阳的过程中，运行速率减小

C．火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大

D．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长

3．以下说法正确的是（　　）

A．电子、质子所带电量最小，所以它们都是元电荷

B．真空中放置着两个相隔一定距离的静止点电荷，电荷量都加倍，间距也加倍时，相互作用的库仑力大小不变

C．真空中放置着两个相隔一定距离的静止点电荷，间距趋近零时，相互作用力趋近无穷大

D．电场中A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB=UBA

4．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若只在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（　　）

A．一定减小 B．一定增大 C．一定不变 D．可能不变

5．A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在平面平行。已知A点的电势为2V，B点的电势为4V，D点的电势为-4V，如图。由此可知C点的电势为（　　）

A．4V B．-4V C．-2V D．2V

6．一小船(不含游客)的质量为2m，以1m/s的速度匀速行驶，当一质量为m的游客从船上以相对海岸4m/s的水平速度向前跳入水中后，船的速度大小为（　　）(不计水的阻力，船上仅有一名游客)

A．3.5m/s B．1m/s C．3m/s D．0.5m/s

7．如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）

A．a一定比b先开始滑动

B．a、b所受的摩擦力始终相等

C．是a开始滑动的临界角速度

D．当时，a所受摩擦力的大小为kmg

8．如图所示，在光滑的水平面上有两物体A、B，它们的质量均为m，在物体B上固定一个轻弹簧处于静止状态。物体A以速度沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用。下列说法正确的是（　　）

A．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零

B．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的速度最大

C．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的动能为

D．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量相等

9．2019年8月，“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包，脚踩由5个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞板”，仅用22分钟就飞越了英吉利海峡35公里的海面。已知扎帕塔（及装备）的总质量为120kg，设发动机启动后将气流以6000m/s的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔（及装备）悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出气体的质量为（不考虑喷气对总质量的影响，取g=10m/s2）（　　）

A．0.02kg B．0.20kg C．0.50kg D．5.00kg

10．几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个水球足够！如图，完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，下列说法正确的是（　　）

A．子弹在每个水球中的速度变化相同

B．子弹在每个水球中的动能变化相同

C．子弹在每个水球中运动的时间相同

D．每个水球对子弹的冲量相同

二、多选题

11．质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则（　　）

A．落地前小球的机械能守恒

B．2s末重力的瞬时功率为400W

C．2s内重力的平均功率为400W

D．2s内小球动能增加量为200J

12．一船在静水中的速度是10m/s，要渡过水流速度为8m/s的河流，此船过河的最短时间是24s，sin=0.8，cos=0.6。则下列说法中正确的是（　　）

A．河宽为300m

B．船垂直到达正对岸的实际航行速度是6m/s

C．船头的指向与上游河岸的夹角为时，船可以垂直到达正对岸

D．船垂直到达正对岸所用时间为40s

13．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（　　）

A．a和b带电性质可能相同

B．a的速度将减小，b的速度将增加

C．a的加速度将减小，b的加速度将增加

D．两个粒子的电势能都减小

14．如图所示，“嫦娥三号”卫星要经过一系列的调控和变轨，才能最终顺利降落在月球表面。它先在地月转移轨道的点调整后进入环月圆形轨道1，进一步调整后进入环月椭圆轨道2.点为“嫦娥三号”绕轨道2运行时的近月点，关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（　　）

A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度

B．在点由轨道1进入轨道2需要减速

C．在轨道2上经过点时的速度大于经过点时的速度

D．分别由轨道1与轨道2经过点时，加速度大小相等

三、填空题

15．如图所示为A、B两球正碰前后的位移一时间图象，其中a、b分别为A、B碰前的图线，c为A、B碰后共同运动的图线，若A球质量mA=2kg，那么由图线可知mB=____________kg。

四、实验题

16．如图甲所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母)；

A．直流电源                      B．交流电源

(2)实验中，平衡好摩擦力和其他阻力。

(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……如图乙所示：

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=______，打B点时小车的速度v=_____。

(4)以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出-W图象。由图象可得v随W变化的关系。

17．用如图所示实验装置验证机械能守恒定律。

通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间，测出之间的距离，实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。

①为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量__________；

A．A点与地面间的距离

B．小铁球的质量

C．小铁球从A到的下落时间

D．小铁球的直径d

②小铁球通过光电门时的瞬时速度__________，若下落过程中机械能守恒，则与的关系式为__________。

五、解答题

18．由某一高处将物体水平抛出，物体落地时速度为50m/s，方向与水平面夹角为53°，不计空气阻力， (g=10m/s2, sin53°=0.8,cos53°=0.6．)

求:（1）物体的初速度；

（2）物体在空中飞行的时间；

（3）抛出点的高度．

19．如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内存在着沿AD方向的匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从A点沿AB方向进入电场，恰好从BC的中点离开电场，不计粒子所受重力。求：

(1)电场强度的大小E；

(2)粒子离开电场时的动能Ek1。

20．假如你将来成为一名宇航员，你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球，你发现当你关闭动力装置后，你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为t秒，而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为v。已知球的体积公式是，引力常量为G。问该星球的：

(1)半径R多大？

(2)密度多大？

(3)表面重力加速度g多大？

21．如图，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在b处与ab相切．在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接），其弹性势能Ep=12J．轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg、长L=0.5m的小车，小车上表面与ab等高．现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处．已知A与小车之间的动摩擦因数µ满足0.1≤µ≤0.3，g取10m/s2，求

（1）A、B离开弹簧瞬间的速率vA、vB；

（2）圆弧轨道的半径R；

（3）A在小车上滑动过程中产生的热量Q（计算结果可含有µ）．

参考答案：

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．平抛运动的合外力就是物体的重力，重力是不变的，加速度也不变，故AB错误；

C．物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，故C正确；

D．做曲线运动的速度大小可以不发生变化，所以速率可以不变，故D错误。

故选C。

2．D

【解析】

【详解】

A．根据开普勒第一定律可知，太阳位于地球运行轨道的焦点处，选项A错误；

B．根据开普勒第二定律可知，地球靠近太阳的过程中，运行速率增加，选项B错误；

C．根据开普勒第二定律可知，火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不变，选项C错误；

D．根据开普勒第三定律可知，火星绕太阳运行的半长轴大于地球绕太阳运行的半长轴，可知火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，选项D正确。

故选D。

3．B

【解析】

【详解】

A．元电荷是基本的电量单位，电子、质子所带电量均为元电荷电量，但是它们不是元电荷，选项A错误；

B．根据可知，真空中放置着两个相隔一定距离的静止点电荷，电荷量都加倍，间距也加倍时，相互作用的库仑力大小不变，选项B正确；

C．真空中放置着两个相隔一定距离的静止点电荷，间距趋近零时，库仑定律不再适用，选项C错误；

D．电场中A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB=-UBA，选项D错误。

故选B。

4．A

【解析】

【详解】

只在两极板间插入电介质，根据知，电容增大；因为电量不变，根据Q=CU，知电势差减小，则指针偏转角度一定减小。故A正确，BCD错误。

故选A。

5．C

【解析】

【详解】

由于在匀强电场的同一条直线上，由U=Ed知在相等距离上的两点之间的电势差相等，即

UBA=UCD

即

可得

故选C。

6．D

【解析】

【详解】

以船开始运动的方向为正方向，将人和船看成一个系统满足动量守恒

(2m+m)v0=2mv1+mv2

代入数据解得

v1=-0.5m/s

负号表示运动方向向后。

故选D。

7．C

【解析】

【详解】

AB．两个木块的最大静摩擦力相等，木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得，木块所受的静摩擦力

由于m、ω相等，，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故AB错误；

C．当a刚要滑动时，有

解得

故C正确；

D．以a为研究对象，当时，a相对圆盘静止，由牛顿第二定律得

解得

故D错误。

故选C。

8．C

【解析】

【详解】

AB．由题意可知，物体A在压缩弹簧时，做减速运动，物体B受到弹簧的弹力作用做加速运动，某时刻二者的速度相等，此时弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，故在弹簧被压缩并获得的弹性势能最大时，物体A的速度并不为零，此时物体B受弹力作用仍要加速，可知物体B的速度不是最大，选项AB错误；

C．在弹簧的弹性势能最大时，由动量守恒定律

物体B的动能为

选项C正确；

D．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的作用力大小相等、方向相反，故二力的冲量大小相等，方向相反，选项D错误。

故选C。

9．B

【解析】

【详解】

设扎帕塔（及装备）对气体的平均作用力为，根据牛顿第三定律可知，气体对扎帕塔（及装备）的作用力的大小也等于，对扎帕塔（及装备），则

设时间内喷出的气体的质量，则对气体由动量定理得

解得

代入数据解得

发动机每秒喷出气体的质量为0.2kg，故B正确，ACD错误。

故选B。

10．B

【解析】

【详解】

A、C项：设水球的直径为d，子弹运动的过程为匀减速直线运动，直到末速度为零，我们可以应用逆过程，相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动，因为通过最后1个、最后2个、以及后3个、全部4个的位移分别为d，2d，3d和4d，根据知，所以时间之比为，所以子弹在每个水球中运动的时间不同，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，则受力是相同的，所以加速度相同，由可知，运动的时间不同，则速度的变化量不同，故AC错误；

B项：根据动能定理：，受力是相同的，运动的位移相同，所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等，所以子弹在每个水球中的动能变化相同，故B正确；

D项：根据冲量的定义：，受力是相同的，运动的时间不同，所以每个水球对子弹的冲量不同．故D错误．

11．AB

【解析】

【详解】

A．落地前只有重力对小球做功，则小球的机械能守恒，选项A正确；

B．自由落体运动，2s末物体速度

所以2s末重力的瞬时功率

选项B正确；

C．2s内重力的平均功率

选项C错误；

D．2s内小球动能增加量为

选项D错误。

故选AB。

12．BD

【解析】

【详解】

A．由于此船过河的最短时间是24s，则有

得

故A错误；

BCD．要想垂直河岸过河，则合速度方向垂直河岸，则船头的指向与上游河岸的夹角

则

船垂直到达正对岸的实际航行速度是

船垂直到达正对岸所用时间为

故BD正确，C错误。

故选BD。

13．CD

【解析】

【详解】

A．两粒子轨迹偏转方向相反，可知受电场力方向相反，则两粒子带电性相反，选项A错误；

BD．因a、b两个带电粒子都是在电场力的作用下运动，电场力对两粒子都做正功，两个粒子动能均增加，电势能均减小，选项B错误，D正确；

C．因电场线疏密反应场强大小，由图知a在运动的过程中场强减小，电场力减小，加速度减小，b则相反，加速度增大，选项C正确。

故选CD。

14．BD

【解析】

【详解】

A．嫦娥三号”发射去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故“嫦娥三号”的发射速度大于，小于，故A错误；

B．卫星在轨道1上的点处减速，做近心运动，进入轨道2，故B正确；

C．卫星在轨道2上从P到Q，万有引力做正功，则卫星在轨道2上经过点时的速度小于经过点时的速度，故C错误；

D．在点“嫦娥三号”的加速度都是由万有引力产生的，故不管在哪个轨道上运动，在点时万有引力产生的加速度大小相等，故D正确。

故选BD。

15．1

【解析】

【详解】

[1]碰前A的速度

B的速度

碰后的AB的速度

根据动量守恒定律得

mAvA+mBvB=（mA+mB）v

解得

mB=1kg

16．     B     mgx2    

【解析】

【详解】

(1)[1]打点计时器使用的电源是交流电源，故选B。

(2) [2]从打O点到打B点的过程中，拉力做功为

W=mgh=mgx2

[3]小车做匀加速直线运动，所以B点的速度等于AC段的平均速度为

17．     D         

【解析】

【详解】

①[1]为了验证机械能守恒定律，需要验证

两侧质量可以消除，需要测出B点的速度，所以需要测出小铁球的直径d，得到

故选D。

②[2]由[1]分析知

[3]若下落过程中机械能守恒，则满足

整理得

18．（1）30m/s（2）4s（3）80m

【解析】

【详解】

（1）设物体平抛的初速度为，运动过程如图：

将落地的速度进行分解，则得：；

（2）落地时物体的竖直方向的分速度为：            

由得飞行时间为：；                            

（3）抛出时的高度为：．

19．(1)；(2)

【解析】

【详解】

(1)设粒子的初速度为，则有

粒子在AB方向上做匀速运动，有

粒子在AD方向上做初速度为0的匀加速运动，有

根据牛顿第二定律有

由以上各式解得

(2)根据动能定理，有

所以有

20．(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】

(1)因做匀速圆周运动周期为t则由

得

(2)根据由万有引力提供向心力

得

(3)根据

得

21．（1）4m/s（2）0.32m(3) 当满足0.1≤μ<0.2时，Q1=10μ   ；当满足0.2≤μ≤0.3时，

【解析】

【分析】

（1）弹簧恢复到自然长度时，根据动量守恒定律和能量守恒定律求解两物体的速度；

（2）根据能量守恒定律和牛顿第二定律结合求解圆弧轨道的半径R；

（3）根据动量守恒定律和能量关系求解恰好能共速的临界摩擦力因数的值，然后讨论求解热量Q.

【详解】

（1）设弹簧恢复到自然长度时A、B 的速度分别为vA、vB， 由动量守恒定律： 由能量关系：

解得vA=2m/s；vB=4m/s

（2）设B经过d点时速度为vd，在d点：

由机械能守恒定律：

解得R=0.32m

（3）设μ=μ1时A恰好能滑到小车左端，其共同速度为v,由动量守恒定律：由能量关系：

解得μ1=0.2

讨论：

（ⅰ）当满足0.1≤μ<0.2时，A和小车不共速，A将从小车左端滑落，产生的热量为 （J）

（ⅱ）当满足0.2≤μ≤0.3时，A和小车能共速，产生的热量为，解得Q2=2J