2023-2024学年安徽省宿州市高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年安徽省宿州市高一（下）期末物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法正确的是( )
A. 电子所带的电荷量是1.6×10−19C，所以电子是元电荷
B. 库仑力的大小与电性没有关系
C. 电荷处在电场中，在电势越高的位置电势能一定越大
D. 电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关
2.跳伞运动非常惊险，被世人誉为“勇敢者的运动”。假设质量为m的跳伞运动员由静止开始下落，在打开伞之前受恒定的阻力作用，下落的加速度为a，重力加速度为g，则在运动员匀加速下落ℎ的过程中，下列说法正确的是( )
A. 运动员的重力势能增加了mgℎB. 运动员的机械能减少了maℎ
C. 合力对运动员做的功为m(g−a)ℎD. 运动员的动能增加了maℎ
3.在一个圆的直径上有一对等量异种电荷，它们在圆心O处产生的电场强度大小是E1；如果把正电荷从a处移到c，已知Oc与Oa的夹角为60°，此时O点的电场强度大小变为E2，则E1与E2之比为( )
A. 1：2B. 2：1C. 2： 3D. 3：2
4.图中所示的实线为某静电场中的电场线，其方向不确定，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带正电荷
B. 粒子在M点的速度大于它在N点的速度
C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D. 粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
5.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是( )
A. 线速度vAB. 万有引力FA=FB=FC
C. 角速度ωA>ωB>ωC
D. 向心加速度aA6.如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则v1、v2之比为( )
A. 1：1B. 2：1C. 2：3D. 3：2
7.边长为1cm的正三角形ABC处于匀强电场中，电场方向平行于三角形所在平面。将电子由A点移动到B点，电场力做功4eV；将电子由A点移动到C点，电场力做功2eV。电场强度大小为( )
A. 200V/mB. 300V/mC. 200 3V/mD. 400V/m
8.一质量为M=40kg的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动．在一段时间内电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3s末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10s末电动汽车的速度达到最大值，14s时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动．整个过程中电动汽车受到的阻力恒定．下列说法正确的是( )
A. 电动汽车最大速度为10m/s
B. 电动汽车受到的阻力为100N
C. 关闭发动机后，电动汽车经过5s停止运动
D. 整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.中国预计将在2030年实现载人登月计划，如图所示是“嫦娥六号”奔月的示意图，“嫦娥六号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥六号”，下列说法正确的是( )
A. 从绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上需在Q点减速
B. 卫星在绕月轨道Ⅱ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能
C. 发射时的速度必须达到第三宇宙速度
D. 在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变
10.质量为m1的小环A套在光滑的直角杆上，MN部分竖直，小环A与物块B用细绳连接，如图所示．物块B的质量为m2，小环A在M点由静止释放，MN间距为ℎ，ON水平，OM与竖直夹角为θ，则有( )
A. 小环A运动到N点时，小环A的速度为零
B. 小环A运动到N点时，物块B的速度为零
C. 小环A运动到N点时，小环A的速度为 2[m2(1−sinθ)−m1]gℎm1csθ
D. 小环A从M点运动到N点的过程中，绳的拉力对A做的功为m2gℎ(1−sinθ)csθ
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学用传感器做“观察电容器的充、放电”实验：采用的实验电路如图所示。
a.将开关先与“1”端闭合，电容器进行______(选填“充电”或“放电”)，稍后再将开关与“2”端闭合。
b.在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。(填选项对应的字母)
A. B.
C. D.
12.某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下：
①用天平测出小车的质量M、砂桶(含砂)的质量m；
②按图1连接好实验装置，并使弹簧测力计竖直，小车紧靠打点计时器；
③接通电源，释放小车，打出纸带；
④取下砂桶和纸带；
⑤重复以上实验多次。
根据上述实验操作过程，回答下列问题：
(1)下列关于该实验的说法正确的是______。
A.本实验的研究对象是小车
B.实验中不需要记录弹簧测力计的示数F
C.实验中必须保证m远小于M
D.将木板左端垫高，补偿系统受到的摩擦阻力后，系统的机械能就守恒了
(2)当M=0.5kg、m=0.2kg时得到了图2所示的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2。系统在打点0～5的过程中，打点5时小车的速度大小v= ______m/s，系统动能的增加量ΔEk= ______J，系统重力势能的减少量ΔEp= ______J。(均保留三位有效数字)

(3)由以上数据可知，系统动能的增加量______(填“大于”、“等于”或“小于”)系统重力势能的减少量，造成这种结果的主要原因是______；
(4)提出一项实验改进方法，以便减小系统误差。______。
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
13.我国自行研制的“嫦娥六号”月球探测器于2024年6月2日从月球背面成功着陆。探测器经过一系列的制动减速进入月球近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动，之后再经过制动在月球表面着陆。已知在着陆前，它沿着近月圆轨道绕了N圈，所用的时间为t，引力常量为G，月球的半径为R，求：
(1)月球表面重力加速度；
(2)月球的质量；
(3)月球的平均密度。
五、计算题：本大题共2小题，共20分。
14.如图所示，由电子枪发出的电子从静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可视为匀强电场，偏转电极YY′之间电压为U，极板长度为L，两极板间距离为d。不计电子重力和电子间相互作用，求：
(1)电子离开加速电场时的速度大小v0；
(2)电子在偏转电场中的加速度大小a；
(3)电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。
15.如图所示，竖直平面内固定有半径为R=1m的光滑四分之一圆轨道AB、水平直轨道BC、DO以及以速度v=3m/s逆时针转动的水平传送带CD，OD上有一轻质弹簧，一端固定在O点另一端自然伸长于E点，各轨道平滑连接。现有一质量为m=2kg的滑块(可视为质点)从轨道AB上高为ℎ处由静止下滑，已知LBC=0.2m，LCD=0.4m，LDE=0.3m，滑块与BC、DE间的动摩擦因数均为μ1=0.3，与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.5，E点右侧平面光滑，整个过程不超过弹簧的弹性限度，重力加速度g取10m/s2。
(1)若ℎ=0.2m，求滑块运动至B处时对轨道的作用力FN；
(2)若要使滑块能到达D点，且不再离开DE，求滑块下落高度满足的条件；
(3)若滑块第一次到达D点速度恰为0，求这一过程滑块通过传送带产生的内能。
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.C
5.C
6.D
7.D
8.D
9.ABD
10.BD
11.充电 A C
12.B 1.00 0.275 0.243 大于 没有计算动滑轮的重力势能减少量 去掉动滑轮和弹簧测力计；将动滑轮的质量计入m
13.解：(1)设月球的质量为M，探测器的质量为m，月球表面的重力加速度为g，探测器绕月球轨道的周期为 T，由牛顿第二定律得
mg=m4π2T2R
据题有
T=tN
联立解得：g=4π2N2Rt2
(2)在月球表面上，根据万有引力等于重力，得GMmR2=mg
可得月球的质量为
M=4π2N2R3Gt2
(3)由ρ=MV，V=43πR3，可得月球的平均密度为
ρ=3πN2Gt2
答：(1)月球表面重力加速度为4π2N2Rt2；
(2)月球的质量为4π2N2R3Gt2；
(3)月球的平均密度为3πN2Gt2。
14.解：(1)在加速电场中，由动能定理可知：qU0=12mv02
解得：v0= 2qU0m
(2)电子在偏转电场中，竖直方向只受电场力作用，由牛顿第二定律可知：
F=ma
F=qE=qUd
解得：a=qEm=qUmd
(3)电子在偏转电场中做类平抛运动，
水平方向：L=v0t
竖直方向：y=12at2
联立解得：y=UL24dU0
答：(1)电子离开加速电场时的速度大小v0为 2qU0m；
(2)电子在偏转电场中的加速度大小a为qUmd；
(3)电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y为UL24dU0。
15.解：(1)滑块由静止滑到B点处，由动能定理得
mgℎ=12mvB2
代入数据解得：vB=2m/s
滑块滑动到B处时，由牛顿第二定律得
FN′−mg=m vB2R
代入数据解得：FN′=28N
由牛顿第三定律可知，滑块运动至B处时对轨道的作用力大小FN=FN′=28N，方向竖直向下。
(2)若要使滑块能到达D点，滑块第一次到达D点时速度是零，下滑高度有最小值，由动能定理得
mgℎ1−μ1mgLBC−μ2mgLCD=0
代入数据解得：ℎ1=0.26m
滑块到达DE后且不再离开DE，可知又返回的D点速度恰好是零，下滑高度有最大值，由动能定理得
mgℎ2−μ1mgLBC−μ2mgLCD−2μ1mgLDE=0
解得：ℎ2=0.44m
则滑块下落高度满足的条件为：0.26m≤ℎ≤0.44m
(3)若滑块第一次到达D点速度恰是0，由功能关系可得
mgℎ1−μ1mgLBC−Q=0
代入数据解得滑块在传送带上产生的内能：Q=4J
答：(1)滑块运动至B处时对轨道的作用力FN为28N，方向竖直向下；
(2)滑块下落高度满足的条件为0.26m≤ℎ≤0.44m；
(3)这一过程滑块通过传送带产生的内能为4J。