江西省赣州市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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2024年7月
考试时间：75分钟 满分：100分
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卷上
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下关于物理学史叙述不正确的是（ ）
A. 开普勒根据大量行星运动的数据总结出了行星三大运动定律
B. 库仑通过扭称实验发现了库仑定律，并提出了电场的概念
C. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量
D. 爱因斯坦相对论时空观认为空间和时间有着密切的联系
【答案】B
【解析】
【详解】A．开普勒通过研究第谷观测的大量行星运动数据总结出了行星三大运动定律，故A项正确，不符合题意；
B．库仑提出了库仑定律，通过扭秤实验测出了静电力常量，法拉第提出了电场的概念，故B项错误，符合题意；
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故C项正确，不符合题意；
D．爱因斯坦相对论时空观认为时间和空间有着密切的联系，故D项正确，不符合题意。
故选B。
2. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球3落地瞬间的重力的功率最小
B. 3个小球落地瞬间的速度大小相等
C. 该过程中，小球3的重力做功最多
D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．落地瞬间重力的功率为
则对甲有
对乙有
对丙有
所以落地瞬间重力的功率
故A正确；
B．根据动能定理对甲有
得
对乙有
得
对丙有
得
则落地瞬间速度
故B错误；
C．重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功
故C错误；
D．全程重力做功的平均功率为
由于三个小球下落的时间有
所以全程重力做功的平均功率
故D错误。
故选A。
3. 赣州市举办了“第六届全国青少年无人机大赛”。在某组比赛中，一无人机在指定机位处由静止开始起飞，在起飞一段时间内，无人机在水平方向运动的图，如图所示。无人机在竖直向上运动的图，如图所示。则静止在地面上的观众看到的该无人机的运动轨迹正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题图可知，该无人机在水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向，有
所以无人机在竖直方向也做的是匀加直线运动。结合题意可知，无人机是从静止开始运动，所以对于无人机来说其满足做直线运动的条件，即无人机的轨迹应该是直线，而且其水平和竖直方向均有位移，故图像是一条倾斜直线。
故选A。
4. 在真空中静止的两个等量正点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 电子在从a点到O点运动的过程中，加速度可能先增大后减小，速度一定越来越大
B. 电子在从a点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C. 电子运动到O点时，加速度为零，速度也为零
D. 电子通过O点后，速度越来越大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．在等量同种正电荷连线中垂线O点上方，电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，电场力方向a→O，电子的速度会越来越大，但电场线可能一直变稀疏，也可能先变密再变稀疏，因此加速度可能越来越小，也可能先增大后减小，故B错误，A正确；
C．电子运动到O点时电场力为零，加速度为零，再向下将会减速，因此O点对应速度最大，故C错误；
D．根据电场线的对称性可知，越过O点后，电子做减速运动，速度越来越小，故D错误。
故选A。
5. 以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
B. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力的大小大于重力的大小
C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的线速度大小相等
D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的加速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．当火车转弯小于规定速度行驶时，火车受到重力与支持力的合力大于火车做圆周运动所需要的向心力，火车轮缘对内轨有挤压作用，所以内轨对轮缘会有挤压作用，故A项错误；
B．汽车在拱桥最高点时有
所以汽车通过拱桥最高点时受到的支持力的大小小于重力的大小，故B项错误；
C．对圆锥摆有
解得
由于两圆锥摆高度相同，所以两者角速度大小相同，再由于
由于两圆锥摆的半径不同，所以两个的线速度大小不相等，故C项错误；
D．设圆锥筒与水平方向的夹角为，有
解得
所以小球在两位置的加速度大小相等，故D项正确。
故选D。
6. 如图，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，在某次发射中，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后从轨道2的Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，且轨道3离地面的高度为地球半径的2倍。当卫星分别在3条轨道上稳定运行时，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（ ）
A. 该卫星分别从轨道1和轨道2上经过P点时的速度大小和加速度大小都不相等
B. 该卫星分别在轨道1和轨道3运行速度大小之比为
C. 该卫星在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能
D. 该卫星在轨道2上经过Q点和P点的速度大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．该卫星从轨道1上P点点火加速进入轨道2，所以该卫星从轨道1上经过P点的速度大小小于从轨道2上经过P点的速度大小，对于卫星有
整理有
所以该卫星分别从轨道1和轨道2上经过P点时的加速度大小相等，故A错误；
B．对与卫星有
整理有
由于轨道3离地面的高度为地球半径的2倍，轨道1是近地轨道，所以
故B错误；
C．由于卫星从轨道1到轨道2需要再P点加速，即卫星在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能，卫星从轨道2到轨道3需要从Q点加速，所以卫星在轨道3上的机械能大于在轨道2上的机械能。综上所述可知，该卫星在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能，故C错误；
D．设卫星在轨道2上经过P点的速度为，经过Q点的速度为，设在P点和Q点附近取极短时间，由开普勒第二定律有
解得
故D正确。
故选D。
7. 加快发展新质生产力是新时代可持续发展的必然要求，我国新能源汽车的迅猛发展就是最好的例证。某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能，t＝0时刻驾驶汽车由静止启动，时汽车达到额定功率，时汽车速度达到最大，如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量m＝2000kg，所受阻力与总重力的比值恒为，重力加速度，下列说法正确的是（ ）

A. 汽车启动后做匀加速直线运动，直到速度达到最大
B. 汽车在BC段做匀加速直线运动，在AB段做匀速运动
C. 汽车达到的最大速度大小为15m/s
D. 从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为150m
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图可知汽车在AB段汽车牵引力不变，根据牛顿第二定律
解得
可知汽车在AB段做匀加速直线运动，汽车在BC段牵引力逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故汽车启动后先做匀加速直线运动，后做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大，故AB错误；
C．时汽车的速度为
汽车额定功率为
汽车达到的最大速度大小为
故C错误；
D．汽车做匀加速直线运动的位移为
从启动到速度达到最大过程中，根据动能定理
解得
汽车通过的距离为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 在下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）
A. 重力势能是物体和地球所共有的，而不是物体自己单独所具有的
B. 重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
C. 在同一高度，将同一物体以同一速率v0向不同的方向抛出，落回到同一水平地面过程中物体减少的重力势能一定相等
D. 在地球上的物体，它的重力势能一定等于零
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据重力势能的定义可以知道，重力势能是地球和物体共同具有的，故A正确；
B．物体的重力势能与所选的零势能面有关，重力势能等于零的物体，高度也可以很高，也可以对别的物体做功；故B错误；
C．同一高度，将物体以速度v0向不同的方向抛出，落地时物体下落的高度是相等的，所以物体减少的重力势能一定相等，故C正确；
D．物体的重力势能与所选的零势能面有关，当不是取地面为零势能面时，它的重力势能就不等于零，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为、，且。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则（ ）
A. b球的电荷量比a球的大
B. a、b两球同时落地
C. a球的质量比b球的大
D. a、b两球落地时速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】C．对两个小球受力分析，其如图所示
由示意图可知，有
，
由于，两球之间的库仑力大小相等，所以
故C正确；
B．剪断两个细线后，两个小球在竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，由
整理有
由于下落高度相同，所以两小球同时落地，故B正确；
A．a球的电荷量和b球的电量大小无法判断，故A错误；
D．两小球在水平方向受到的库仑力大小相等，由于小球a的质量大，由
可知，小球b在水平方向的加速度大，所以相同时间下，小球b水平方向的速度大小大于小球a水平方向的速度，由之前的分析可知，两小球运动时间相同，竖直方向有
所以两小球竖直方向的速度大小相等，根据
所以落地时
故D错误。
故选B。
10. 如图所示，由电动机带动着倾角=37°的足够长的传送带以速率v=4m/s顺时针匀速转动。一质量m=2kg的小滑块以平行于传送带向下=2m/s的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数=，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内（ ）

A. 小滑块的加速度方向始终沿斜面向上
B. 传送带对小滑块做的功为84J
C. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为225J
D. 电动机多消耗的电能为336J
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据题意，对小滑块受力分析，小滑块受到的滑动摩擦力沿传送带方向上，则小滑块先向下减速，速度为0后，受摩擦力方向依然不变，由牛顿第二定律有
解得
所以小滑块的加速度方向始终沿斜面向上，故A正确；
B．以沿传送带向上为正，小滑块从接触传送带到与传送带相对静止所用时间为
s=6s
则小滑块沿传送带的位移为
m
根据动能定理有
解得
J
故B正确；
C．小滑块从接触传送带到与传送带相对静止，小滑块与传送带发生的相对位移为
m
则小滑块与传送带因摩擦产生的内能为
J
故C错误；
D．根据题意，由能量守恒定律可知，电动机多消耗的电能等于系统增加的机械能和内能之和，则有
其中增加动能为
解得
J
故D正确。
故选ABD。
三、实验题：本题共2小题，11题8分，12题8分，每空2分，共16分。
11. 某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明______（填标号）。
A. 平抛运动的轨迹是一条抛物线
B. 平抛运动的飞行时间与抛出速度有关
C. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明______（填标号）。
A. 平抛运动是匀变速运动
B. 平抛运动的飞行时间与高度无关
C. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（3）该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为，a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取，则由照片可得小球做平抛运动的初速度大小为______m/s，小球经过b点时的速度大小为______m/s。
【答案】（1）D （2）C
（3） ①. 2 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
A、B两球总是同时落地，说明在竖直方向小球B与自由下落的小球A同步，因此可以说明平抛的小球B在竖直方向做自由落体运动。
故选D。
【小问2详解】
将两个相同小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放，到达轨道末端的速度相同，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。
故选C。
【小问3详解】
[1][2]由平抛运动的规律得竖直方向有
得
水平方向有
竖直方向b点的瞬时速度等于ac两点的平均速度，则
则小球经过b点时的速度大小为
12. 如图所示，如图为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量_______，动能增加量ΔEk=_______。
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。
A. 利用公式计算重物速度
B. 利用公式计算重物速度
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D. 没有采用多次实验取平均值的方法
（3）该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、为纵轴作出了如图所示的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。（填写正确答案的选项符号）
A. 略小于gB. 等于gC. 略小于D. 等于
【答案】（1） ①. ②. （2）C （3）C
【解析】
【小问1详解】
[1]重力势能变化量可以由重力做功的多少来表示，则
[2]先计算B点瞬时速度
代入动能表达式可得
【小问2详解】
在实验过程中，存在空气阻力和各种摩擦阻力，会导致重力势能减少量略大于动能增加量。
故选C。
【小问3详解】
根据动能定理可知
可得
由此可知，在图像中，斜率为，因此小于2g。
故选C。
四、计算题：本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。
13. 在某个半径为地球半径0.8倍的行星表面，用一个物体做自由落体实验。从自由下落开始计时，经过，物体运动了，已知地球半径取为，不考虑星球自转影响，求：
（1）该行星表面的重力加速度；
（2）该行星第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）下落过程由位移与时间关系知
代入得
（2）在星球表面及其附近：设星球质量为，星球半径为，则根据万有引力提供向心力知
不考虑星球自转影响，在星球表面万有引力等于重力知
代入得
14. 如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R、质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，通过圆轨道的最高点A时对轨道压力大小为mg。已知∠POC=60°，重力加速度为g，求：
（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力大小；
（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数；
（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从P点到C点，由动能定理可得
设滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时的速度为，圆形轨道最低点对滑块的支持力为，由牛顿第二定律可得
联立解得
（2）滑块从C到Q的过程，由动能定理可得
解得
（3）由题意可知，滑块在A点，由牛顿第二定律可得
滑块从Q点到A点，由能量守恒定律可得
解得弹簧弹性势能为
15. 如图所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m大小不计的小球A和B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知，将杆从水平位置由静止释放。（空气阻力不计，重力加速度为g），求：
（1）在杆由水平位置转动到竖直位置过程中，系统重力做功；
（2）在杆转动到竖直位置时，小球A、B的速度大小；
（3）在杆转动到竖直位置时，轴对轻杆的弹力。
【答案】（1）2mgl；（2），；（3），向上
【解析】
【详解】（1）在杆由水平位置转动到竖直位置过程中，有
解得
（2）在杆转动到竖直位置时，有
又因为AB两者同轴转动，所以两者的角速度相同，又有
所以
解得
，
（3）杆转到竖直位置，对小球B有
解得
即B小球受到杆给B的弹力方向向上，有牛顿第三定律可知，小球B对杆弹力方向为向下，大小为。对于A小球有
解得
即杆对小球A弹力方向向上，根据牛顿第三定律可知，小球A对杆的弹力大小为，方向向下。综上所述杆受到的弹力大小为
方向向下。由牛顿第三定律可知，轴对杆的弹力大小为，方向向上。