湖南省岳阳市华容县2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题.zip

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满分：100分 时间：75分钟
注意事项：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。
第I卷（选择题，共44分）
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1. 库仑定律是1784—1785年间库仑通过扭秤实验总结出来的。扭秤的结构如下：在细金属丝下悬挂一根秤杆，它的一端有一小球A，另一端有平衡体P，在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。为了研究带电体之间的作用力，先使A、B各带一定的电荷，这时秤杆会因A端受力而偏转。转动悬丝上端的悬钮，使小球回到原来位置。这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩。如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定，则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度，可以得知在此距离下A、B之间的作用力。现真空中两个静止的点电荷，相距为r时库仑力大小为F，若保持r不变，使两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则库仑力大小变为（ ）
A. 4FB. 16FC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律可知
若保持r不变，使两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则
故选A
2. 北京时间2024年4月25日20时59分，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射。此次载人飞行任务是我国载人航天工程第32次飞行任务，第13次载人飞行任务，也是进入空间站应用与发展阶段的第3次载人飞行任务。我国航天事业发展迅猛，已进入世界领先行列。如图所示，若A、B、C三颗人造地球卫星在同一平面内，沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动的周期分别为、、，角速度分别为、、，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据
解得
由图可知
联立，解得
，
故选B。
3. 明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为，则（ ）
A. 齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大
B. 齿轮A、B的角速度大小相等
C. 齿轮B、C边缘的点的线速度大小相等
D. 齿轮A边缘的点的线速度与齿轮B边缘的点的线速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．依题意，A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，则齿轮A、B缘的线速度大小相等，由
可知，由于
则有
由于B、C齿轮同轴，齿轮B、C的角速度大小相等，则有
故AB错误；D正确；
C．由
又
可得
故C错误；
故选D。
4. 钱学森弹道是我国科学家钱学森于上世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想。这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起，使之既有弹道导弹的突防性能力，又有飞航式导弹的灵活性。如图是导弹的一段飞行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置点，导弹在这四个位置点的速度v与所受合外力F的关系可能正确的是（ ）
A. A点B. B点C. C点D. D点
【答案】D
【解析】
【详解】做曲线运动的物体速度方向为轨迹在该点的切线方向，而合外力应指向轨迹的凹侧，二者分居于轨迹两侧。
故选D。
5. 电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场。在电荷的周围存在着由它产生的电场；同时电场对场中其他电荷产生力的作用。观察者相对于电荷静止时所观察到的场称为静电场。某电场区域的电场线如图，某带负电的试探电荷运动过程中经过a、b两点，a、b是其中一条电场线上的两点，若该试探电荷仅受电场力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 该试探电荷在a、b两点受到的电场力大小关系是
B. 该试探电荷在a、b两点的加速度关系
C. 该试探电荷在a、b两点的速度关系是
D. 该电场可能是一个正点电荷产生的电场
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电场线的疏密程度可知，
由
可知该试探电荷在a、b两点受到的电场力大小关系是
故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知该试探电荷在a、b两点的加速度关系
故B错误；
C．该试探电荷的运动轨迹未知，所以在a、b两点的速度关系不确定。故C错误；
D．根据电场线的分布可知该电场可能是一个正点电荷产生的电场。故D正确。
故选D。
6. 起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车。用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 起重机对物体的拉力大小为maB. 物体的动能增加了maH
C. 物体的机械能增加了mgHD. 物体的机械能增加了maH
【答案】B
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律得
解得
故A错误；
B．根据
可知物体的动能增加了maH。故B正确；
CD．由功能关系知物体增加的机械能等于拉力做的功为
故CD错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分）
7. 如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（ ）
A. a的飞行时间比b的长
B. b和c的飞行时间相同
C. a水平初速度比b的大
D. b的水平初速度比c的小
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据
得平抛运动的时间
则知，b、c的高度相同，大于a的高度，可知a的飞行时间小于b的时间，b、c的运动时间相同，故A错误，B正确；
C．a、b相比较，因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据
知，a的水平初速度大于b的水平初速度。故C正确；
D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，根据
知，b的初速度大于c的初速度。故D错误。
故选BC。
8. 如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是（ ）

A. 该点电荷带正电B. 该点电荷带负电
C. a点和b点电场强度的方向相同D. a点的电场强度大于b点的电场强度
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题图可知，电场线指向该点电荷，故该点电荷带负电，选项A错误，B正确；
C．因两点的电场线的方向不同，故a点和b点电场强度的方向不同，选项C错误；
D．a点处电场线比b点处的密，故
选项D正确。
故选BD。
9. 新一代标准高速动车组“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车，它集成了大量现代高新技术，牵引、制动、网络、转向架、轮轴等关键技术实现重要突破，是中国科技创新的又一重大成果。一列质量为m的复兴号动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变动车在时间t内（ ）
A. 做匀加速直线运动B. 加速度逐渐增大
C. 牵引力的功率D. 合力做功
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．动车的功率恒定，根据
可知动车牵引力减小，根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，故AB错误；
C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则牵引力功率为
故C正确；
D．根据动能定理得合力做的功为
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥，汽车到达桥顶时的速度为10m/s。已知重力加速度大小为10m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力和向心力作用
B. 汽车到达桥顶时的向心力大小为2000N
C. 汽车到达桥顶时对桥的压力大小为2000N
D. 若汽车经过桥顶的速度为20m/s，汽车对桥顶的压力为零
【答案】BD
【解析】
【详解】A．汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力和牵引力，不受向心力作用，而是所受的力沿径向的合力提供向心力，故A错误；
B．汽车到达桥顶时的向心力大小为
故B正确；
C．汽车到达桥顶时，在径向有重力和支持力，可得
可得支持力为，根据牛顿第三定律可知汽车到达桥顶时对桥的压力大小为6000N，方向竖直向下，故C错误；
D．若汽车经过桥顶的速度为v1=20m/s，有
可得支持力为零，由牛顿第三定律可知汽车对桥顶的压力为零，故D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题，共56分）
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：
（1）如图甲所示的实验中，用锤子敲弹片后A球作自由落体运动，我们观察到两球同时落地，说明作平抛运动的B球在竖直方向做____运动；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，球2的轨道的水平部分也是光滑的，释放后，球2到达水平轨道后作匀速直线运动，我们观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明作平抛运动的球1在水平方向做___运动；
（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，如果我们把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，则由图可知：照相机每隔____s曝光一次，小球平拋初速度为____（当地重力加速度大小）。
【答案】（1） ①. 自由落体 ②. 匀速直线
（2） ①. 0.02 ②. 0.4
【解析】
【小问1详解】
[1][2]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
【小问2详解】
在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得
得照相机曝光时间为
在水平方向有
得
12. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80m/s2。那么：
（1）纸带的_____端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中从O点到_____点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量ΔEp＝_____ J，动能增加量ΔEk＝_____ J（结果取3位有效数字）。
【答案】 ①. 左 ②. B ③. 1.92 ④. 1.84
【解析】
【详解】（1）[1]由纸带上点迹分布，左密右疏，即左侧速度较小，故纸带向左运动，因此纸带左端与重物相连；
（2）[2]根据图上数据，因B点的瞬时速度比较方便测量，故应该取O点和B点来验证机械能守恒定律；
（3）[3]从O点下落至B点，重锤的重力势能减少量
△Ep=mgh=1×10×0.192J=1.92J；
[4]利用匀变速直线运动的推论，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有：
，
故重锤的动能
。
四、计算题（本题包括3小题，共40分。解答时写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不给分）
13. 如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37°。已知小球所带电荷量q=2×10-8C，匀强电场的场强E=300N/C，取重力加速度，，。求：
（1）小球带正电负电？
（2）小球所受电场力F的大小。
（3）小球的质量m。
【答案】（1）正电；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由图可知，小球带正电；
（2）小球所受电场力F的大小为
（3）小球受力情况如图所示
根据几何关系可得
解得
14. 在铅球比赛中，将铅球水平推出，若铅球的质量为4kg，铅球推出时离地面的高度为5m，推出时速度大小为。不计空气阻力，以地面为参考平面，取。求：
（1）铅球推出时的动能和重力势能；
（2）铅球落地时的速度与水平方向夹角的正切值。
【答案】（1）；；（2）1
【解析】
【详解】（1）铅球推出时的动能
重力势能
（2）根据
解得
可得
则铅球落地时的速度与水平方向夹角的正切值
15. 如图，光滑水平轨道AB与竖直面内的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的BD连线与AB垂直，半圆形的半径为。质量为的小滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动，到达水平轨道的末端B点时撤去外力F，已知AB间的距离为，滑块经过D点从D点水平抛出，g取。求：
（1）小滑块在AB段运动时外力F做功的大小；
（2）小滑块在B点的速度大小；
（3）小滑块在D点时对圆弧面的压力大小；
【答案】（1）36J；（2）；（3）30N
【解析】
【详解】（1）小滑块在AB段运动时外力F做功的大小
（2）由动能定理，可得
解得
（3）小滑块从A点运动到D点过程，根据动能定理，可得
由牛顿第二定律，可得
联立，解得
根据牛顿第三定律，可得