2023-2024学年安徽省合肥一中高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年安徽省合肥一中高一（下）期末物理试卷（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，a、b两点在电场中的某一条电场线上，则下列判断正确的是( )
A. a点场强一定与b点场强不同
B. 这是一个正点电荷电场中的一条电场线
C. 一个电子运动过程中经过b点后，一定沿电场线向a点运动
D. 正电荷在a处受到的电场力可能与其在b处受到的电场力相同
2.两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力F1对物体做功为4J，力F2对物体做功为3J，则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A. 7JB. 5JC. 3.5JD. 1J
3.质量m物体，在距地面ℎ高处以g3的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是( )
A. 物体的重力势能减少mgℎ3B. 物体的动能增加mgℎ3
C. 物体的机械能守恒D. 物体的机械能减少mgℎ3
4.x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于xA=0、xB=4d处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为场强的正方向，无限远处电势为零。以下说法正确的是( )
A. 点电荷A、B均带正电
B. 点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1：9
C. x=d处电势为零
D. 将电子从x=5d处无初速度释放，其电势能一直增加
5.半径为r的圆筒绕竖直中心轴匀速转动，筒的内壁上有一个质量为m的物体A。物块A一边随圆筒转动，一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为μ，圆筒转动的角速度为( )
A. μ(g−a)r B. μ(g+a)r
C. g−aμr D. (g+a)rμ
6.某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为v1装满货物后的最大速度为v2，已知汽车空车的质量为m0，汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车后来所装的货物的质量是( )
A. v1−v2v2m0B. v1+v2v2m0C. m0D. V1V2m0
二、多选题：本大题共4小题，共22分。
7.如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=4kg的另一物体B(可看成质点)以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10m/s2)( )
A. 木板获得的动能为2JB. 系统损失的机械能为4J
C. 木板A的最小长度为2mD. A、B间的动摩擦因数为0.1
8.a、b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点运动(如图)，下列说法正确的是( )
A. M点处的电场强度大于N点处的电场强度
B. 带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大
C. 带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大
D. 四个等势线的电势关系为φa>φb>φc>φd
9.如图所示，两个质量均为m的物块用劲度系数为k的轻弹簧相连，竖直放置在水平面上静止。现用竖直向上的力F拉着物块M缓慢向上提，直到物块N刚好要离开地面为止。重力加速度为g。上述过程中，下列判断正确的是( )
A. 拉力F的大小从零逐渐增大到2mg
B. 拉力F做的功等于M的重力势能的增加
C. 弹簧的弹性势能逐渐增大
D. 该过程的初状态和末状态弹簧的弹性势能相同
10.已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是( )
A. 质量相同B. 密度相同
C. 第一宇宙速度大小之比为2：1D. 同步卫星距星球表面的高度之比为1：2
三、实验题：本大题共1小题，共10分。
11.在“验证机械能守恒定律”的次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题：
(1)关于本实验，下列说法正确的是______，
A.图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离s0=68.97cm，点A、C间的距离s1=15.24cm，点C、E间的距离s2=16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为______J，重力势能的减少量为______；((结果均保留两位小数)
(3)在实验中发现，重物减少的重力势能______重物增加的动能(选填“大于”或“小于”或“等于)，其原因主要是因为______。
四、简答题：本大题共3小题，共44分。
12.在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止在P点时，悬线与竖直方向成37°角，如图所示。若把小球拉到与O等高的A位置，从静止释放，已知重力加速度为g，sin37°=0.60，cs37°=0.80。试求：
(1)O和静止位置P间的电势差UOP；
(2)小球所带的电荷量q；
(3)小球经过最低点时的动能。
13.近日，全球首款支持卫星通话的大众智能手机上市，该手机接入了中国自研的天通一号卫星移动通信系统，持有者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打.接听卫星电话。天通一号卫星属于高轨通信卫星，其发射过程可以简化为如图所示：先将卫星发射至近地圆轨道1，再点火加速进入椭圆变轨轨道2，最后进入预定轨道3。若天通一号质量为m，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，轨道3的半径为r，当取无穷远处引力势能为零，天通一号距地心距离为r0处时的引力势能为Ep=−GMmr0(G为引力常量，M为地球质量且未知)，不计地球自转，求：
(1)天通一号在轨道1的线速度；
(2)天通一号在轨道2上运动的周期；
(3)天通一号从轨道1变轨到轨道3过程中，发动机需要做的功大小。
14.如图所示，一半径为r=0.45m的14光滑圆弧的底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0=5m/s，长为L=1.75m，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R=0.2m的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传送带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直。一质量为m=0.2kg的滑块(可视为质点)从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后被送入细管DEF。已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，滑块横截面略小于细管中空部分的横截面。求：
(1)滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小；
(2)滑块与传送带间因摩擦产生的热量；
(3)滑块滑到F点后水平飞出，滑块的落地点到O点的距离。
参考答案
1.D
2.A
3.B
4.B
5.C
6.A
7.ABD
8.AC
9.ABD
10.BD
11.AB 8.00 8.25 大于 重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失
12.解：(1)O和静止位置P间的电势差为
UOP=Ed=ELsin37°=35EL；
(2)小球静止在P点，则有
Eq=mgtan37°
可得小球所带的电荷量为
q=3mg4E；
(3)根据动能定理有
mgL−qEL=Ek
可得，小球经过最低点时的动能为
Ek=mgL(1−tan37°)=mgL(1−34)=14mgL。
答：(1)O和静止位置P间的电势差UOP为35EL；
(2)小球所带的电荷量q为3mg4E；
(3)小球经过最低点时的动能为14mgL。
13.解：(1)在近地轨道1上，万有引力提供向心力
GMmR2=mv2R
又因为忽略自转，地面上物体万有引力等于重力有
GMmR2=mg
解得
v= gR
(2)在近地轨道1上，天通一号的周期
T1=2πRv=2π Rg
根据开普勒第三定律
R3T12=(R+r2)3T22
解得
T2=π (R+r)32R2g
(3)在轨道3上
GMmr2=mv32r
GMmR2=mg
天通一号的线速度为
v3= gR2r
从轨道1到轨道3，由能量守恒
Ep1+Ek1+W=Ek2+Ep2
即
−GMmR+12mv2+W=−GMmr+12mv32
解得
W=12mgR(1−Rr)
答：(1)天通一号在轨道1的线速度为 gR；
(2)天通一号在轨道1的线速度为π (R+r)32R2g；
(3)天通一号从轨道1变轨到轨道3过程中，发动机需要做的功大小为12mgR(1−Rr)。
14.解：(1)从A到B由动能定理有：mgr=12mvB2−0
在B点由牛顿第二定律有：FN−mg=mvB2r
代入数据可得：vB=3m/s，FN=6N
由牛顿第三定律可知滑块在B时对轨道的压力FN′与滑块所受支持力FN大小相等，则有：FN′=FN=6N
(2)vB代入数据可得：vC=4m/s
vC则传送带在时间t内运动的位移：x=v0t
则滑块相对传送带运动的位移：Δx=x−L
滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmgΔx
代入数据可得：Q=3J
(3)从C到F过程，由动能定理有：−mgR=12mvF2−12mvC2
滑块离开F点做平抛运动，竖直方向有：R=12gt02
水平方向则有：x′=vFt0
代入数据可得滑块的落地点到O点的距离为：x′=25 3m
答：(1)滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小为6N；
(2)滑块与传送带间因摩擦产生的热量为3J；
(3)滑块滑到F点后水平飞出，滑块的落地点到O点的距离为25 3m。