2023西安铁一中学高一上学期1月期末考试物理试题含答案

西安市铁一中学2022-2023学年上学期期末

高一物理

注意事项：

1.答题时，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。

2.答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。

3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色黑色签字笔把答案写在答题卡规定的位置上。答案如需改正，请先划掉原来的答案，再写上新答案，不准使用涂改液、胶带纸、修正带。

4.考试结束后，只将答题卡交回。

1．在一场汽车越野赛中，一赛车在水平公路上减速转弯，沿圆周由P向Q行驶。下述4个俯视图中画出了赛车转弯时所受合力的4种可能情况，你认为正确的是（    ）

A． B．

C． D．

2．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（  ）

A．小球刚接触弹簧时加速度最大

B．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小

C．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒

D．该弹簧的劲度系数为20.0 N/m

3．天启星座，我国第一个实现组网运行的物联网星座，由38颗低轨道、低倾角小卫星组成。2020年1月，忻州号（天启5号，以我省忻州市命名）成功进入高度为、通过地球两极上空的太阳同步轨道运行；7月25日，天启10号进入高度为、轨道平面与地轴夹角为45°的倾斜轨道运行。已知忻州号与天启10号的质量相等，则在轨运行时（　　）全科免费下载公众号-《高中僧课堂》

A．两卫星的机械能一定相等 B．忻州号的速率一定小于天启10号的速率

C．忻州号可以定点于忻州市的上空 D．天启10号每天一定会多次经过赤道上空

4．如图所示是自行车传动装置示意图，A是大齿轮边缘上一点，B是小齿轮边缘上的一点， C是后轮边缘上一点。若骑车人在骑行过程中不停地蹬车，则下列说法中正确的是（    ）

A．B点和C点的线速度大小相等

B．A点和C点的周期大小相等

C．A点和B点的角速度大小相等

D．A点和B点的线速度大小相等

5．如图所示，一个带电微粒从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方h处自由落下，两板间还存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电小球通过正交的电、磁场时，其运动情况是（    ）

A．可能做匀速直线运动

B．可能做匀加速直线运动

C．可能做曲线运动

D．一定做曲线运动

6．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如下图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的倍，重力加速度g取10m/s2下列说法正确的是（　　）

A．该汽车的质量为3000kg

B．

C．在前5s内，阻力对汽车所做的功为50kJ

D．在内，牵引力对汽车做功250kJ

7．一人用力踢质量为的皮球，使球由静止以的速度飞出，假定人踢球瞬间对球平均作用力是，球在水平方向运动停止。那么人对球所做的功为（　　）

A． B． C． D．

8．在地面上方1m高度处将小球以2m/s的初速度水平抛出，若不计空气阻力，则它在落地前瞬间的速度大小为（g=10m/s2）（　　）

A．m/s B．m/s C．m/s D．4m/s

9．如图所示，两根长度不同的细线的上端固定在天花板上的同一点，下端分别系一相同的小球，现使两个小球在同一水平面内作匀速圆周运动，稳定时，OA、OB分别与竖直线成60°、30°角，关于两小球的受力和运动情况，下列说法中正确的是（   ）

A．两球运动的周期之比为

B．两球线速度的大小之比为

C．细线拉力的大小之比为

D．向心加速度的大小之比为

10．如图甲所示，、为两个固定着的点电荷，a、b是它们连线的延长线上的两点．现有一电子，只在电场力作用下，以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动，其图象如图乙所示，电子经过a、b两点的速度分别为、，则（　　）

A．一定带正电

B．的电量一定大于的电量

C．b点的电势高于a点的电势

D．电子离开b点后所受静电力一直减小

11．如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA=0.3m，OB=0.4m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1m时速度大小为3m/s，则此时B球的瞬时速度为vB和在此过程中绳对B球的拉力所做的功为（取g=10m/s2）（　　）

A．vB=4m/s B．vB =5m/s C．16J D．18J

12．关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（  ）

A．电场强度处处为零的区域，电势也一定处处为零

B．同一电场中等差等势面较密处的电场强度也一定较大

C．正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致

D．检验电荷的电量越大，它在电场中受到的电场力就越大，因此该点的电场强度就越大

13．如图，为某双星系统A、B仅在彼此引力的作用下绕其连线上的O点做圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，运动周期为T，则（　　）

A．A的质量一定大于B的质量

B．A的加速度一定小于B的加速度

C．L一定时，M越小，T越大

D．L一定时，当A的质量减小△m而B的质量增加△m时，它们的向心力减小

14．如图，餐桌中心是一个能自由转动、半径为0.5m的水平圆盘，放置在圆盘边缘的小物体与圆盘的动摩擦因数为0.2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。在圆盘转动角速度ω缓慢增大的过程中

A．当ω=1rad/s时，小物体随圆盘一起转动

B．当ω=1.5rad/s时，小物体将沿圆盘切线方向飞出

C．当ω=2rad/s时，小物体将沿圆盘切线方向飞出

D．当ω=2rad/s时，小物体将沿圆盘半径方向飞出

三、非选择题：56分

15．某同学利用打点计时器（频率50）记录下质量为物体从一定高度下落的运动情况，通过打出的纸带他想判断在此过程中机械能是否守恒？（当地的重力加速度）

(1)请计算点速度__________，到过程中重力势能的变化量__________J。

(2)请根据你的计算分析在误差允许的范围内此过程机械能是否守恒__________。（填“机械能守恒”或“机械能不守恒”）

16．（1）在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的________。

A．实心小铁球　　B．空心铁球

C．实心小木球　　D．3以上三种球都可以

（2）在研究平抛运动的实验中，斜槽末端要________，且要求小球要从________释放，现用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格边长L＝2.5cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示，小球由A到B位置的时间间隔为________s，小球平抛的初速度大小为________m/s。小球在B点的竖直分速度大小为________m/s，小球在B点的合速度大小为________m/s。（g取10m/s2）

17．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置，其左侧固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度大小为g，静电力常量为k，，）。

（1）求此时小球B受到的电场力大小和方向；

（2）若小球A所带电荷量为Q，求A、B间的距离。

18．如图为一个简易的冲击式水轮机的模型，水流自水平的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动．当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成θ＝37°角．测得水从管口流出速度v0＝3 m/s，轮子半径R＝0.1 m．不计挡水板的大小，不计空气阻力．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

（1）轮子转动角速度ω；

（2）水管出水口距轮轴O的水平距离l和竖直距离h.

19．同步卫星和赤道上物体有什么相同点和不同点？

20．如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD．已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2。求：

（1）小物块运动到C点时速度的大小；

（2）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。

参考答案

1．D

做曲线运动的物体，速度方向是曲线的切线方向，轨迹的方向应该向合力方向偏折，且由于赛车在水平公路上减速转弯，则合力方向和速度方向的夹角为钝角。

故选D。

2．D

D．由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当Δx为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，所以可得

kΔx=mg

解得

故D正确；

A．弹簧的最大缩短量为

Δxm=0.61m

所以

Fm=20N/m×0.61m=12.2N

弹力最大时的加速度

小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2，所以压缩到最短的时候加速度最大，故A错误；

B．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能一直增大，故B错误；

C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故C错误。

故选D。

3．D

A．两卫星的轨道不同，做匀速圆周运动时，其动能不同，重力势能也不同。所以它们的机械能不一定相等。故A错误；

B．根据万有引力提供向心力，有

整理，可得

依题意，可知天启5号的轨道半径小，所以其速率大。故B错误；

C．依题意可知，忻州号通过地球两极上空的太阳同步轨道运行，所以不会定点于忻州市的上空。故C错误；

D．根据以上选项分析，可知天启10号的公转周期与地球同步卫星相比很小，所以每天一定会多次经过赤道上空。故D正确。

故选D。

4．D

A．小齿轮和后轮是同轴传动，则B点和C点的角速度相同，B点的转动半径小于C点的转动半径，据可得，B点的线速度大小小于C点的线速度大小，故A项错误；

BCD．大齿轮和小齿轮是链条传动，则A点和B点的线速度大小相等；A点的转动半径大于B点的转动半径，据可得，A点角速度大小小于B点的角速度大小；B点和C点的角速度相同，则A点角速度大小小于C点的角速度大小；据知，A点周期大于C点的周期；故BC两项错误，D项正确。

5．D

粒子进入两个极板之间时，受到向下的重力，水平方向相反的电场力和洛伦兹力，若电场力与洛伦兹力受力平衡，由于重力的作用，粒子向下加速，速度变大，洛伦兹力变大，洛伦兹力不会一直与电场力平衡，故合力一定会与速度不共线，故粒子一定做曲线运动

故选D。

6．D

A．第5s时，汽车的功率达到额定功率，前5s由牛顿第二定律可知

联立解得

故A错误；

B．汽车的最大速度

故B错误；

C．在前5s内，汽车做匀加速直线运动，由图像可知前5s的位移

阻力对汽车所做的功为

故C错误；

D．在内，牵引力恒定，则牵引力做的功

联立解得

在内，汽车功率恒定，则牵引力做的功

在内，牵引力对汽车做功

故D正确。

故选D。

7．B

人对球所做的功等于皮球动能的增量，则

故选B。

8．B

根据速度位移公式得，小球落地的竖直分速度

小球落地的速度

故B正确；ACD错误。

故选B。

9．ABD

对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故由合力提供向心力

将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力为

由向心力公式得

设悬点到圆心的高度为，由几何关系，得

联立以上三式解得

周期为

相同，则

线速度大小为

则得

细线拉力的大小之比为

向心加速度的大小

则得

故选ABD。

10．ABC

AC．从速度图象乙上看出，可见电子从a到b做加速度减小的加速运动，所以ab之间电场的方向向左，b点的电势高于a点的电势；在b点时粒子运动的加速度为零，则电场力为零，所以该点场强为零．过b点后点电荷做减速运动，所以电场的方向向右；结合两个点电荷的电场的叠加的知识可知，一定带负电，一定带正电，选项AC正确；

B．b点场强为零，可见两点电荷在b点产生的场强大小相等，方向相反，根据

b到的距离大于到的距离，所以的电量大于的电量，B正确；

D．由图乙可知，在b点右侧，电子的速度逐渐减小，由于v-t图象的斜率可以表示加速度的大小，由图可知，电子的加速度先增大后减小，所以电子离开b后受到的电场力也是先增大后减小，D错误。

故选ABC。

11．AD

AB．根据几何关系可知A球向右运动0.1m时，B球向上运动0.1m，根据关联速度有

解得

vB=4m/s

A正确，B错误；

CD．根据功能关系有

C错误，D正确。

故选AD。

12．BC

A．电场强度由电场本身决定，电势零点是人为选定的，则电场强度处处为零的区域，电势不一定处处为零，故A错误；

B．同一电场中等差等势面的疏密可表示电场的强弱，等势面越密集，电场强度越大，故B正确；

C．规定正电荷受到的电场力的方向为电场强度的方向，故C正确；

D．电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故D错误。

故选BC。

13．CD

A．双星系统中两颗恒星间距不变，是同轴转动，角速度相等，双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故有

因为，所以

选项A错误；

B．根据

因为，所以

选项B错误；

C．根据牛顿第二定律，有

其中

联立解得

L一定，M越小，T越大，选项C正确；

D．双星的向心力由它们之间的万有引力提供，有

A的质量mA小于B的质量mB，L一定时，A的质量减小Δm而B的质量增加Δm，根据数学知识可知，它们的质量乘积减小，所以它们的向心力减小，选项D正确。

故选CD。

14．AC

【分析】由题中“餐桌中心是一个能自由转动、半径为0.5m的水平圆盘”可知，本题考查向心力和离心力，根据受力分析和圆周运动角速度公式可分析本题。

AB、根据公式可知，当物体和圆盘一起转动，最大角速度为

解得

故A正确B错误；

CD、当，小物体将划出，在半径方向，向心力等于离心力，因此会沿圆盘切线方向飞出，故C正确D错误。

15．     0.65     0.51     机械能不守恒

(1)[1]根据匀变速直线运动的推论，即时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则A点的速度为

同理点速度为

[2]从到重力势能减少为

(2)[3]动能增加值

由上可知

显然机械能不守恒。

16．     A     水平     同一位置静止     0.05     1.00     0.75     1.25

（1）[1]在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择质量较大而体积较小的球，则可选择实心小铁球，故选A。

（2）[2][3]在研究平抛运动的实验中，斜槽末端要水平，且要求小球要从同一位置静止释放；

[4]根据

可得

T=0.05s

[5]小球平抛的初速度大小为

[6]小球在B点的竖直分速度大小为

[7]小球在B点的合速度大小为

17．（1），A指向B；（2）

（1）对小球B受力分析，得

解得

方向为由A指向B。

（2）由库仑定律有

解得

18．（1）50rad/s（2）1.12m, 0.86m

（1）水从管口流出后做平抛运动，设水流到达轮子边缘的速度大小为v，所以

由题意可得轮子边缘的线速度为

v′＝5m/s　

所以轮子转动的角速度为

（2）设水流到达轮子边缘的竖直分速度为vy，运动时间为t，水平、竖直分位移分别为sx、sy，则

vy＝v0cot37°＝4m/s

sx＝v0t＝1.2 m

水管出水口距轮轴O水平距离l和竖直距离h为

l＝sx－Rcos37°＝1.12m　

h＝sy＋Rsin37°＝0.86m

本题主要考查了平抛运动的基本规律及圆周运动角速度和线速度的关系，解题时要结合几何关系求解，关键是抓住平抛运动和圆周运动的联系桥梁：线速度．

19．详见解析

相同点：周期和角速度相同

不同点：向心力来源不同

对于同步卫星，有

对于赤道上物体，有

因此要通过v=ωr，an=ω2r比较两者的线速度和向心加速度的大小。

20．（1）4m/s；（2）0.3J

（1）从A到C，小物块的机械能守恒

解得

vc=4m/s

（2）若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，则有

物块从C到D，由动能定理得

解得

Wf=0.3J