上海市某中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题及参考答案

2022-2023学年某中学高一年级第二学期期末考试

物理试卷

一、选择题（共40分。第1-8题，每小题3分，第9-12题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）

1．将一个鸡蛋从地面捡到课桌上，鸡蛋的重力势能大约增加（    ）

A． B．5J C．50J D．500J

2．下列说法不正确的是（    ）

A．曲线运动的速度大小可以不变，但速度方向一定改变

B．物体受到一恒力作用，则物体一定做匀变速直线运动

C．物体做曲线运动，它的运动状态一定在改变

D．物体做曲线运动时，它的加速度方向总与合外力方向一致，而与速度方向不共线

3．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（    ）

A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒

B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒

C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，绳子拉力分别对A和B做功，所以A、B组成的系统机械能守恒

D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒

4．爱因斯坦建立了广义相对论，并根据这一理论推导得出三个著名的预言：水星轨道近日点的进动；太阳引起的光线偏折；光波的重力红移。经过科学实验的检验，最终证实这些预言的理论计算与实验结果都能吻合。这说明广义相对论（    ）

A．是人类对客观世界的最终反映 B．被观察结果证实了理论的合理性

C．是客观事实检验过的绝对真理 D．比牛顿引力理论更具实用价值

5．如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是（    ）

A．同时被照亮 B．A先被照亮 C．C先被照亮 D．无法判断

6．在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则（    ）

A．电场强度的方向一定是由A点指向B点 B．电场强度的方向一定是由B点指向A点

C．电子在A点的电势能一定比在B点高 D．电子在B点的电势能一定比在A点高

7．如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为，右侧点电荷带电荷量为，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知（    ）

A．P、Q两点的电场强度相同

B．M点的电场强度小于N点的电场强度

C．两点电荷连线的中点处的电场强度为

D．同一试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

8．滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（    ）

A．所受合外力始终为零  B．所受摩擦力大小不变

C．合外力做功一定为零  D．机械能始终保持不变

9．质量为1kg的物体在地面上高20m的地方在一拉力的作用下以的加速度竖直下落5m的过程中，物体的机械能改变量是（    ）

A． B． C． D．

10．假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G．地球的密度为（    ）

A． B． C． D．

11．已知篮球在空气中运动时所受空气阻力与速度大小成正比。篮球与地面碰撞后以大小为的速度竖直弹起后到再次与地面碰撞的过程中，以v表示篮球的速度，t表示篮球运动的时间，表示篮球的动能，h表示篮球的高度，则下列图像可能正确的是（    ）

A．  B．

C．  D．

12．水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中．如图所示，滑梯顶端到木端的高度，木端到水面的高度．取重力加速度，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力．则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（    ）

A． B． C． D．

二、填空题（共20分，每小空2分）

13．如果光速只有甚至更小，相对论效应会________（选填“更显著”还是“更不容易看到”），如果引力常量G增大，牛顿力学的适用范围是________（选填“变大”还是“变小”）

14．在点电荷Q产生的电场中，距Q为r处的A点有一电量的点电荷，它受到的电场力为，则A点的电场强度大小为________N/C。若把q移到距离Q为2r处的B点。则它在B点受到的电场力大小为________N．

15．一个质量为1kg的物体从足够高处做自由落体运动，g取，则前3s内重力对物体做功的平均功率为________W，3s末重力对物体做功的瞬时功率为________W。

16．图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面________（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为________rad。

17．如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平。设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为．不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示。重力加速度为g，则小球从O到M点运动的时间为________，小球落到落回x轴时的坐标为________。

三、综合题（共40分，第18题10分，19题14分，第20题16分）

18．某实验小组按如图装置进行探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。滑块中心固定遮光片，宽度为d，滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直轴做匀速圆周运动，固定在转轴上的力传感器通过轻绳连接滑块，水平杆的转速可以控制，滑块每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和挡光时间的数据。

（1）若滑块中心到转轴的距离为L，由光电门测得挡光时间，则滑块转动的角速度的表达式是________。

（2）按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图所示以力传感器读数F为纵轴，以________为横轴（选填“”、“”、“”或“”），可得到如图所示的一条直线，图线不过坐标原点的原因可能是________。

19．如图所示，用大小为10N、方向与水平地面成角的拉力F，使静止物体从A点沿水平地面运动到相距15m的B点，到达B点时的速度为6m/s。此时立即撤去F，物体沿光滑弧形轨道滑到C点，然后返回水平地面，停在离B点的D点。（取，，）求：

（1）C点的离地高度;

（2）物体从A向B运动时的加速度及物体的质量；

（3）若要使物体返回后越过D点停下，物体的质量应满足什么条件?

20．如图，真空中A点固定放置一电量为的点电荷A，一质量为m、电量为的检验电荷B在距A为处，仅在电场力作用下以大小为的速度正对A运动，AB连线上有间距相等的a、b、c三点。已知：取无穷远处电势为零，真空中静止正点电荷电场中某点电势可表示为：，其中k为静电力恒量、Q为场源电荷电量、r为该点到场源电荷的距离。

（1）用线条描绘点电荷A周围电场强度和电势的分布情况；

（2）分析、比较ab间电势差与bc间电势差的大小;

（3）求运动过程中检验电荷B与点电荷A之间的最小距离；

（4）如图（c）所示，现有5个间隔相等的小球，以相同的速度并排冲向图（b）中的山地，不考虑摩擦作用的不同，试在右侧框图中画出5个小球接下来的大致运动轨迹。

参考答案

一、选择题（共40分。第1-8题，每小题3分，第9-12题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）

1-5：ABDBC 6-8：CCC 9-12：CBDA

二、填空题（共20分，每小空2分）

13、更显著，变小 14、8， 15、150  300

16、不重合，（或） 17、 

三、综合题（共40分，第18题10分，19题12分，第20题18分）

18、    滑块与杆之间有摩擦

【详解】（1）[1]滑块通过光电门时的线速度

滑块通过光电门时的角速度

联立解得

（2）[2]根据代入角速度表达式，得

故图线应以为横轴；

[3]图线不过坐标原点的原因可能是滑块与杆之间有摩擦。

19、（1）

（2），

（3）

【详解】

（1）物体从B到C过程，根据机械能守恒定律可得

解得C点的离地高度为

（2）物体从B到D的过程，根据速度与位移的关系

解得加速度大小为

根据牛顿第二定律可得

解得

物体从A向B的过程，根据速度与位移的关系

解得

根据牛顿第二定律可得

解得

（3）结合上述计算结果得知：物块返回恰好停在D点；若要越过D点，需要减小物体的质量，即减小摩擦力作用，增大物体在AB运动过程中的加速度，增大运动到B点速度，所以质量应满足

其次，物体需要沿水平地面运动，所以在AB运动过程中不能离开地面，则需要满足

解得

综上所述，物块质量需要满足

20、【答案】（1）见解析;

（2）;

（3）;

（4）见解析;

【解析】（1）正点电荷周围电场强度和电势的分布情况如图所示

电场强度离点电荷越远，电场强度越小。以点电荷为圆心的同心圆是等势面。

（2）设

则有

所以

故

（3）由题意知，检验电荷B仅在电场力作用下以大小为的速度正对A运动，所以由能量守恒定律得

解得最小距离为

（4）类比点电荷，越靠近场源电荷，受到的库仑力越大，则越靠近山顶，偏转角度越大，即大致轨迹如图所示