辽宁省朝阳市建平县实验中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份辽宁省朝阳市建平县实验中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共12小题。1-8题给出的四个选项中，只有一个选项正确。9-12题给出的四个选项中，有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）
1. 关于库仑定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B. 根据，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
C. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D. 库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．库仑定律适用于点电荷，点电荷不是体积很小的球体，能否看成点电荷是看该电荷对研究问题时能否忽略不计，所以A错误；
B．当两电荷的距离趋近于零时，库仑定律不适合使用，所以静电力不是趋向无穷大，则B错误；
C．库仑力是电荷之间的相互作用力，则q1对q2的静电力总是等于q2对q1的静电力，所以C错误；
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律，所以D正确；
故选D。
2. 如图，一质点做减速曲线运动从M点到N点，当它经过P点时，其速度v和加速度a的方向关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】做曲线运动的物体的运动轨迹是夹在合外力方向与速度方向之间的，加速度的方向与合外力方向相同，根据题意物体从M到N做减速运动，说明a的切向分量与v反向，曲线运动的合外力一定指向曲线凹的一侧，其加速度也一定指向曲线凹的一侧，故选A。
3. 质量为m的小球从离地面h高处以初速度竖直上抛，小球上升后离抛出点的最大高度为H。若选取最高点为零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A. 小球在最高点时的重力势能是
B. 小球落回抛出点时的机械能是
C. 小球落到地面时的动能是
D. 小球落到地面时重力势能是
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于选取最高点为零势能面，故小球在最高点时的重力势能是0，A错误；
B．由于选取最高点为零势能面，小球在最高点的速度为0，故小球在最高点的机械能是0，又小球运动过程中不计空气阻力，所以机械能守恒，所以小球落回抛出点时的机械能也等于零，B错误；
C．由机械能守恒有
所以小球落地的动能
C正确；
D．小球最高点离地面高为H+h，则球落到地面时的重力势能是
D错误。
故选C。
4. 转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识。假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔过程中涉及的物理知识的叙述正确的是（ ）
A. 笔杆上的点离O点越近，则做圆周运动的角速度越小
B. 笔杆上的点离O点越近，则做圆周运动的向心加速度越小
C. 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的
D. 若该同学使用中性笔，则笔尖上的小钢珠不可能因快速的转动做离心运动而被甩走
【答案】B
【解析】
【详解】A．笔杆上各点都绕同一点O转动，则笔杆上各点做圆周运动的角速度都相等，选项A错误；
B．根据a=ω2r可知，笔杆上的点离O点越近，则做圆周运动的向心加速度越小，选项B正确；
C．杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的，与万有引力无关，故C错误；
D．当转速过大时，当笔尖给小钢珠提供的向心力小于需要的向心力时，出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，B物体的质量是A物体质量的一半，不计所有摩擦，A物体从离地面高H处由静止开始下落，以地面为零势能面，当A物体的动能与其重力势能相等时，A物体距地面的高度为（设该过程中B物体未与滑轮相碰）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对A、B两物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，B的重力势能不变，所以A重力势能的减小量等于系统动能的增加量，有
又因为物体A的动能与其重力势能相等，有
又因为B物体的质量是A物体质量的一半，解得
故选A。
6. 如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块A、B的运动属于匀变速曲线运动
B. B的向心力是A的向心力的2倍
C. 盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D. 若B先滑动，则B与A之间的动摩擦因数μA小于盘与B之间的动摩擦因数μB
【答案】C
【解析】
【详解】A．AB做匀速圆周运动，向心加速度的方向始终指向圆心，是不断变化的，所以该运动不属于匀变速曲线运动。故A错误；
B．因为A、B两物体的角速度大小相等，根据Fn＝mrω2，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等，故B错误。
C．对AB整体分析有
fB＝2mrω2
对A分析有
fA＝mrω2
知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故C正确。
D．对AB整体分析有
μB2mg＝2mrωB2
解得
对A分析有
μAmg＝mrωA2
解得
因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可知B的临界角速度较小，即μB＜μA，故D错误。
故选C。
7. 据报道、一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”体积较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中（ ）
A. 它们做圆周运动的万有引力保持不变
B. 它们做圆周运动的角速度不断变小
C. 体积较大的星体做圆周运动的轨道半径变小，线速度变小
D. 体积较大的星体做圆周运动的向心加速度变大，线速度变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．设体积较小的星体质量为m1，轨道半径为r1，体积大的星体质量为m2，轨道半径为r2，双星间的距离为L，转移的质量为△m，万有引力
结合二项式定理可知，二者的质量越接近，万有引力越大，故A错误；
B．对m1有
对m2有
又
解得
总质量m1+m2不变，两者距离L不变，则角速度ω不变，B错误；
CD．因为
解得
ω、L、m1均不变，Δm增大，则r2增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大；
又
，
体积较大星体的线速度v也增大，向心加速度也增大。
C错误，D正确。
故选D。
8. 一辆汽车质量为m，在水平路面上由静止开始做直线运动，运动过程中汽车所受阻力恒定，牵引力F与车速v的关系为，式中k为大小不变的系数，已知汽车速度的最大值为，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车从静止到速度达到的过程中，加速度先恒定再逐渐减小，速度逐渐增大
B. 汽车最大加速度大小为
C. 汽车的最大牵引力为
D. 汽车所受阻力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意有
可知，k为功率，由于k为大小不变的系数，可知，汽车保持功率k不变，速度增大，牵引力减小，加速度减小，汽车先做加速度减小的加速运动，当加速度为0时，达到最大速度，最后做匀速直线运动，故A错误；
B．结合上述，根据牛顿第二定律有
由于汽车先做加速度减小的加速运动，当速度为0时，加速度达到最大值，根据上述表达式可知，汽车加速度的最大值不存在，故B错误；
C．结合上述可知，牵引力为，当速度为0时，牵引力达到最大值，则汽车牵引力的最大值不存在，故C错误；
D．结合上述可知，当牵引力与阻力平衡时，速度达到最大值，则汽车所受阻力大小为
故D正确。
故选D。
9. 如图所示，在光滑水平面上有两条互相平行的直线、且二者间距为确定值，是这两条直线的垂线，A点在直线上，B、C两点在直线上且间距为确定值；一个物体沿直线以确定的速度匀速向右运动，如果物体要从A点运动到C点，图中1、2、3为可能的路径，则可以在物体通过A点时（ ）
A. 获得由A指向B的任意瞬时速度，物体的路径是2
B. 获得由A指向B的确定瞬时速度，物体的路径是2
C. 持续受到平行于方向的恒力，物体的路径可能是1
D. 持续受到平行于方向的恒力，物体的路径可能是3
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．物体沿直线以确定的速度匀速向右运动，若获得由A指向B的确定瞬时速度，若两个分速度的合速度方向沿AC方向，则物体沿路径2做直线运动；若获得由A指向B的任意瞬时速度，则物体仍做直线运动，但路径不一定是2，选项B正确，A错误；
CD．持续受到平行于方向的恒力，则物体沿平行AB方向做匀加速运动，因沿垂直AB方向做匀速运动，则合运动为曲线运动，合力方向沿平行AB方向指向轨迹的凹向，可知物体的路径可能是1，选项C正确，D错误。
故选BC。
10. 两个完全相同金属小球，它们的带电量之比为（皆可视为点电荷），它们在相距一定距离时相互作用力大小为，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力大小变为，则可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】开始时的库仑力为
若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2q，此时两球的库仑力
则有
F1：F2=5：4
若两电荷同性性，接触后再分开，两球电量的绝对值为3q，此时两球的库仑力
则有
F1：F2=5：9
故AC正确，BD错误。
故选AC。
11. 宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O点为抛出点，若该星球半径为4000km，万有引力常量G=6.67×10﹣11N•m2•kg﹣2，则下列说法正确的是（ ）
A. 该星球表面的重力加速度4.0m/s2
B. 该星球的质量为2.4×1023kg
C. 该星球的第一宇宙速度为4.0km/s
D. 若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度一定大于4.0km/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由平抛运动的分位移公式，有
x=v0t
联立解得
t=1s
g=4m/s2
该星球表面的重力加速度为4.0m/s2，故A正确；
B．根据万有引力等于重力
可得星球的质量为
故B错误；
C．根据万有引力提供向心力
代入数据可得
故C正确；
D．第一守宙速度是绕星球表面运行的速度；而卫星的半径越大，则绕行速度越小；故同步卫星的速度一定小于4.0km/s，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，物块A和圆环B用绕过定滑轮的轻绳连接在一起，圆环B套在光滑的竖直固定杆上，开始时连接B的绳子处于水平。零时刻由静止释放B，经时间t，B下降h，此时，速度达到最大。不计滑轮摩擦和空气的阻力，则 （ ）
A. t时刻B的速度大于A的速度
B. t时刻B受到的合力等于零
C. 0~t过程A的机械能增加量大于B的机械能减小量
D. 0~t过程A的重力势能增加量大于B的重力势能减小量
【答案】AB
【解析】
【详解】A．t时刻B的速度可以分解为沿绳子方向的分速度与垂直于绳子方向的分速度，其中沿绳子方向的分速度与A的速度大小相等，由图可知t时刻B的速度大于A的速度。故A正确；
B．当B刚释放的瞬间，绳子的拉力方向与杆子垂直，B所受的合力等于mg，B向下先做加速运动；当绳子在竖直方向上的分力等于B的重力时，B的速度最大，加速度等于0，所以B受到的合力等于0。故B正确；
C．0～t过程A与B组成的系统的机械能守恒，所以A的机械能增加量等于B的机械能减小量。故C错误；
D．0～t过程A与B组成的系统的机械能守恒，B减少的重力势能转化为A的重力势能和A、B的动能，所以0～t过程A的重力势能增加量小于B的重力势能减小量，故D错误。
故选AB。
二、非选择题（共52分。13-14题把答案填在答题纸相应的横线上，15-17题在答题纸上指定的区域按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 某同学利用如图所示的两种装置探究平抛运动，方案如下：
装置1：用小锤打击金属片，A球水平抛出，同时B球自由下落。仔细观察A、B两球是否同时落到水平地面上。若同时落地，则说明水平分运动是匀速运动，竖直分运动是自由落体运动。
装置2：竖直管A上端要高于水面，这样可在较长时间内得到稳定的细水柱。水平管B喷出水流，在紧靠水流、平行于水流的玻璃板上用彩笔描出水流的轨迹，这就是平抛运动的轨迹。
找出以上叙述中不当之处并写到下面：
装置1______；
装置2______。
【答案】 ①. 见解析 ②. 竖直管A上端要高于水面
【解析】
【详解】[1]A球做平抛运动，B球做自由落体运动，若A、B同时落地，则说明平抛运动竖直分运动自由落体运动，即装置1叙述中不当之处为若同时落地，则说明水平分运动是匀速运动，竖直分运动是自由落体运动；
[2]为了较长时间内得到稳定的细水柱， 水平管B喷口处的压强需要保持不变，若竖直管A上端高于水面，则水面上侧空气的压强始终等于大气压强，令水面到水平管B喷口的竖直高度差为h，则有
随水流的喷出，水面到水平管B喷口的竖直高度差为h减小，则喷口处的压强减小，导致水流喷出速度减小，细水柱变得不稳定。当竖直管A上端低于水面时，竖直管A中液面与水平管B喷口的竖直高度差始终不变，根据
此时，喷口处的压强不变，水流喷出速度不变，水流喷出后可在较长时间内得到稳定的细水柱，可知，装置2叙述中不当之处为竖直管A上端要高于水面。
14. 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）物理小组同学按照正确的操作打出一条纸带如图乙所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm），打点计时器工作频率为50Hz，重物质量为0.2kg。该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，则该段重物重力势能的减少量为______J，而动能的增加量为______J。（计算结果均保留三位有效数字）
（2）比较发现重力势能的减少量______（填“大于”“小于”或“等于”）动能的增加量，原因______。
【答案】 ①. 0.243 ②. 0.240 ③. 大于 ④. 重物下落过程中要克服阻力做功
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]该段重物重力势能的减少量为
[2]根据匀变速运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于整段时间的平均速度可得B点的速度为
动能的增加量为
（3）[3][4]比较得重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是重物下落过程要克服摩擦力做功。
15. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为的斜面顶端，并刚好沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差，，，，则：
(1)小球水平抛出的初速度是多少？
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离是多少？
(3)小球与斜面的动摩擦因数，斜面高，小球到达斜面底端的速度多大？
【答案】(1)；(2)1.2m；(3)
【解析】
【详解】(1)小球平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据得
根据题意可知小球落在斜面顶端，末速度方向沿斜面方向，分解速度
解得
(2)小球平抛在水平方向做匀速直线运动，则
(3)小球斜面上下滑，根据牛顿第二定律
解得
在斜面顶端速度
在斜面上匀加速直线运动
解得小球到达斜面底端速度
16. 某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车（可视为质点）、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图所示，托盘秤的示数为1.00kg；将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数为1.40kg；将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为1.80kg，凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动。取重力加速度g＝10 m/s2，求：
（1）玩具小车的质量m；
（2）玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力的大小F；
（3）玩具小车经过最低点时速度的大小v。
【答案】（1）0.40kg；（2）8.0N；（3）1.4m/s。
【解析】
【详解】（1）由题中数据可知小车的质量
（2）由题中数据可知凹形桥模拟器的质量
设秤盘对凹形桥模拟器的支持力为N支，凹形桥模拟器对秤盘的压力为N压，根据力的平衡条件，对凹形桥模拟器有
根据牛顿第三定律可得
而
其中
代入数据可得
（3）小车通过最低点时，凹形桥模拟器对小车的支持力F´与小车重力的合力提供向心力，有
根据牛顿第三定律可得

代入数据可得
17. 如图所示，质量为M＝2 kg、长为L＝2 m的木板静置于光滑水平面上，在其左端放置一质量为m＝1 kg的小木块（可视为质点），小木块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.2。现用一水平向右的拉力F＝4 N作用在小木块上，一段时间后小木块从木板另一端滑下，g取10 m／s2，求：
（1）小木块在长木板上滑行的时间；
（2）小木块滑离木板的瞬间，拉力F的瞬时功率；
（3）上述过程中系统由于摩擦产生的热量。
【答案】（1）2s；（2）16W；（3）4J
【解析】
【详解】
（1）物块的加速度
木板的加速度
滑出木板时
解得
t=2s
（2）木块滑离木板时的速度
v=a1t=4m/s
则拉力的功率
P=Fv=16W
（3）系统由于摩擦产生的热量为