湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题.zip

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命题： 审题：
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， 只有一项是符合题目要求的。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）
1. 如图为某度假区的摩天轮，是游客喜爱的娱乐项目之一。假设摩天轮座舱与舱中的游客均可视为质点，座舱在竖直面内做匀速圆周运动。该摩天轮圆盘直径约80m，在竖直面内匀速转动一周大约需要18分钟，，在摩天轮匀速运行时，座舱与游客相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A. 座舱里的游客所受的合力保持不变
B. 座舱里的游客在最高点处于超重状态
C. 座舱线速度大小约为
D. 座舱的角速度约为
【答案】C
【解析】
【详解】A．座舱里游客做匀速圆周运动，则所受的合力大小保持不变，方向指向圆心，不断变化，故A错误；
B．座舱里游客在最高点加速度向下，处于失重状态，故B错误；
C．座舱的线速度大小约为
故C正确；
D．座舱的角速度约为
故D错误。
故选C。
2. 如图所示，以10m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，取，以下结论正确的是（ ）
A. 物体的飞行时间是
B. 物体飞行的时间是2s
C. 物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
D. 物体下降的距离是10m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．物体垂直撞在斜面上，根据速度分解有
解得
故AB错误；
C．结合上述可知，物体撞击斜面时的速度大小为
故C正确；
D．物体做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，则有
结合上述解得
故D错误。
故选C。
3. 如图所示，一质量为m、带电量为q的小球用细线系住，线的一段固定在O点，若在空间加上匀强电场，平衡时线与竖直方向成60角，则电场强度的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对小球进行受力分析受到竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力，还有方向不确定的电场力，小球受力平衡则所受合外力为零，当电场力与绳子方向垂直时，电场力是最小的，电场强度是最小的，最小的电场力为
最小的电场强度为
故B正确，ACD项错误。
故选B。
4. 如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度（ ）

A. 大小为，方向竖直向上
B. 大小为，方向竖直向下
C. 大小为，方向竖直向上
D. 大小为，方向竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】四个电荷的电荷量相等，两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷，在交点处的电场强度的方向指向负电荷，且大小相等，如图
则合场强的方向竖直向下，由点电荷场强公式可得，任意一对等量异种点电荷的合场强为
则正方形两条对角线交点处的电场强度为
方向竖直向下。
故选D。
5. 一辆“复兴号”模型小机车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则以下说法正确的是（ ）
A. 汽车在前5s内的牵引力为B. 汽车速度为25m/s时的加速度为
C. 汽车额定功率为80kWD. 汽车的最大速度为150m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A．由速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小
根据牛顿第二定律得
解得牵引力为
故A错误；
BC．汽车的额定功率
汽车在25时的牵引力
根据牛顿第二定律得，加速度
故B正确，C错误；
D．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度
故D错误。
故选B。
6. 手机自动计步器的原理如图，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。下列对传感器描述正确的是（ ）

A. 匀速运动时，电阻R以恒定功率发热
B. 由向前匀速突然减速时，电容器的电容减少
C. 保持向前匀减速运动时，MN之间的电场强度持续增大
D. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
【答案】D
【解析】
【详解】A．匀速运动时，N极板位置保持不变，电容器电荷量不变，定值电阻中没有电流，电阻没有发热功率，故A错误；
B．由向前匀速突然减速时，N极板向前运动，极板距离减小，根据
可知电容器的电容增大，故B错误；
C．保持向前匀减速运动时，N极板受力保持不变，N极板位置保持不变，极板电压不变，极板距离不变，则MN之间的电场强度保持不变，故C错误；
D．由静止突然向前加速时，N极板向后运动，极板距离增大，根据
，
可知电容器的电容减小，可知电容器所带电荷量减小，电容器放电，由于N极板带负电，可知电流由b向a流过电流表，故D正确。
故选D。
二、多选题（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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）
7. 如右图所示，O点是正六边形ABCDEF的中心，G点是OF连线的中点，A、D两点分别固定等量异的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. F点和B点的电场强度相同
B. E点和C点的电势相等
C. FO连线上G点的电势最高
D. 将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据等量异种点电荷电场线分布规律可知，F点和B点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．根据等量异种点电荷等势线分布规律可知，E点和C点电势相等，故B正确；
D．根据几何关系，结合点电荷电场强度的表达式可知，正点电荷在OF中点G的场强方向垂直于OF，根据矢量合成规律可知，G点的合场强方向与OF的夹角为锐角，而在F点的合场强方向与OF的夹角为钝角，可知，将正试探电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故D正确；
C．根据电势能与电势的关系有
根据上述，将正试探电荷从F移到O点过程中电势能先增大后减小，可知，由F点沿直线移动到O点过程，电势也先增大后减小，由于G点的合场强方向与OF的夹角为锐角，若令合场强方向与OF垂直的位置在OF直线的M点，该点电势最高，根据几何关系可知，M点一定在FG之间的某一位置，即FO连线上G点的电势不是最高，故C错误。
故选BD。
8. 发射一颗人造地球同步卫星，先将卫星发射至近地轨道Ⅰ，在近地轨道Ⅰ的Q点调整速度进入转移轨道Ⅱ，在转移轨道Ⅱ上的远地点P调整速度后进入目标轨道Ⅲ。下列说法中正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ上的P点需要加速才能进入轨道Ⅲ
B. 卫星在轨道Ⅱ上Q点的加速度大于轨道I上Q的加速度
C. 卫星在轨道Ⅱ上Q点的线速度小于轨道Ⅱ上P点的线速度
D. 卫星在轨道Ⅱ上从Q到P运行的时间小于卫星在轨道Ⅲ上绕行的半周期
【答案】AD
【解析】
【详解】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，所以卫星在轨道Ⅱ上的P点需要加速才能进入轨道Ⅲ，故A正确；
B．根据牛顿第二定律可得
可得
可知卫星在轨道Ⅱ上Q点的加速度等于轨道I上Q的加速度，故B错误；
C．根据开普勒第二定律可知，卫星在近地点的速度大于远地点的速度，则卫星在轨道Ⅱ上Q点的线速度大于轨道Ⅱ上P点的线速度，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
由于轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，所以卫星在轨道Ⅱ上从Q到P运行的时间小于卫星在轨道Ⅲ上绕行的半周期，故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg的煤块轻轻放在传送带的A端，2s末煤块恰好到达B端，煤块的速度随时间变化的关系如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 第2s内煤块的加速度大小为2m/s2
B. 煤块与传送带间的动摩擦因数0.5
C. 2s内传送带上留下的痕迹长为6m
D. 2s内传送带对煤块做功等于72J
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由题图可知，第1s内煤块的加速度大小为
第2s内煤块加速度大小为
故A正确；
B．根据选项A可知，煤块的加速度在1s末发生突变，则在第1s内对煤块有
mgsinθ＋μmgcsθ = ma1
在第2s内对煤块有
mgsinθ－μmgcsθ = ma2
联立解得
μ = 0.5，θ = 37°
故B正确。
C．0 ~ 1s内皮带的位移及物体的位移分别为
它们的相对位移为
1 ~ 2s内皮带的位移及物体的位移分别为
它们的相对位移为
0 ~ 1s内物体位移小于皮带位移，在皮带上出现5m长的痕迹，1 ~ 2s内物体位移大于皮带的位移，这1m长的痕迹与刚才的痕迹重合，所以皮带上出现的痕迹长为5m，故C错误；
D．根据选项C可知，在2s内煤块运动的位移为
x = x1＋x2 = 16m
对煤块有
解得
W =- 24J
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，两异种点电荷的电荷量均为Q，绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直，平面上A、O、B三点位于同一竖直线上，AO=BO=L，点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为q、质量为m的小物块（可视为质点），从A点以初速度v0向B滑动，到达B点时速度恰好减为零。已知物块与平面的动摩擦因数为μ。则下面判断正确的是（ ）
A. 物块带负电
B. 物块从A运动到O电势能不断减小
C. A点的加速度大小为
D. 物块通过O点的速度大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由于等量异种点电荷中垂直电场分布特点可知，中垂线上电场方向水平向左，对物块受力分析可知，物块受到的电场力水平向右，则物块带负电，故A正确；
B．物块从A运动到O电过程，由于电场力与速度方向总是垂直，所以电场力不做功，电势能保持不变，故B错误；
C．由电场的叠加原理知，A点的电场强度的大小
由题意可知物块到达B点时速度恰好减为零，则物块在B点受到的滑动摩擦力大于重力，根据对称性可知物块在A点受到的滑动摩擦力大于重力，在A点由牛顿第二定律得
解得物块在A点的加速度大小为
故C正确；
D．A、B、O三点在等量异种点电荷中垂线上，电势相等。小物块从A到B过程中，设克服阻力做功，由动能定理得
小物块从A到O过程中
联立解得物块通过O点的速度大小为
故D正确。
故选ACD。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。将答案填在答题卡的指定位置）
11.
（1）某同学设计制作了“水平加速度测量仪”，其结构如图（a）所示。两根劲度系数均为k的轻弹簧a、b和质量为m的小物块连接，穿在光滑水平杆上，静止时a、b均处于原长，小物块处于O点，在毫米刻度尺的对应位置标记刻度0。他将该装置放在汽车上，当汽车沿水平路面做加速直线运动时，观察到小物体向O点右侧移动距离d，则汽车加速度的大小为________、方向为_________；
（2）另一同学设计制作了“竖直加速度测量仪”，其结构如图（b）所示，一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿竖直方向固定一个带毫米刻度尺的小木板，弹簧下端悬吊0.9N的重物静止时，弹簧下端的指针对准木板上刻度为c的位置。把悬吊1.0N重物静止时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。重力加速度大小为。
①此弹簧的劲度系数________N/m；（结果保留2位有效数字）
②取竖直向上为正方向，则毫米刻度尺上a刻度处应标记为_________。（结果保留2位有效数字）
【答案】（1） ①. ②. 水平向左
（2） ①. 10 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]观察到小物块向O点右侧移动距离d时，可知两弹簧的弹力均向左，汽车的加速度方向水平向左，据牛顿第二定律可得
解得加速度大小
【小问2详解】
[3][4]设，由题可知
解得
图中a刻度线处对应的加速度为，则有

解得
12. 如图甲，小张同学做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。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ΔEp = _______，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v = gt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）小张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、v2为纵轴作出了如图丙的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。
A. 等于gB. 小于2gC. 等于2gD. 大于2g
【答案】（1） ①. ②.
（2）C （3）B
【解析】
【小问1详解】
[1]重力做正功，重力势能减小，重力势能减小量
[2]B是AC段的时间中点，B点的速度等于AC段的平均速度，即
动能增加量
联立，解得
【小问2详解】
AB．该实验中存在摩擦、空气阻力，实际加速度不是g，不能用运动学公式
，
计算瞬时速度，只能通过纸带上点迹求该点相邻两点间平均速度，故AB错误；
C．因存在空气阻力和摩擦阻力的影响，减少的重力势能一部分转化为重物的动能，还有一部分转化为内能，说明重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D．该实验误差属系统误差，采用多次实验取平均值的方法不能改变误差大小，故D错误。
故选C。
【小问3详解】
根据动能定理可知
可得
由此可知，在丙图图像中，斜率为
故选B。
四、计算题（本题共3小题，共40分。解答应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. 人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，畅享滑雪运动的乐趣。一名滑雪爱好者以1m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30°。若人与滑板的总质量为60kg，受到的总阻力为60N，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）滑雪者加速度的大小；
（2）3s内滑雪者下滑位移的大小；
（3）3s末人与滑板总重力的瞬时功率。
【答案】（1）；（2）21m；（3）3900W
【解析】
【详解】（1）由牛顿第二定律
解得滑雪者加速度的大小为
（2）由运动学公式
其中
，
解得3s内滑雪者下滑位移的大小为
x=21m
（3）由运动学公式
重力的瞬时功率
联立解得，3s末人与滑板总重力的瞬时功率为
P=3900W
14. 如图，竖直正对放置的金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线沿水平放置的金属板M、N的中心线，粒子源P可以连续发出质量为m，电荷量为q的带正电粒子（初速不计），粒子在A、B间被加速电压U0加速后，沿平行板的方向从金属板M、N正中间射入两板之间。M、N板长为L，两板间距离为，板M、N右侧距板右端L处放置一足够大的荧光屏PQ，屏与垂直，交点为。粒子重力不计，求：
（1）粒子进入MN板间时的速度大小v0；
（2）粒子刚好从N板的右边缘离开偏转电场时，M、N板间的电压U1；
（3）若M、N板间的电压可调，则在荧光屏上有粒子达到区域的最大长度b。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，粒子加速到O点的过程，由动能定理有
解得
（2）记M、N两板间距离为
则水平方向上有
竖直方向上有
由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意可知，粒子刚好从M板的右边缘离开偏转电场时，垂直于中心线方向的速度
偏转角度正切
由几何关系有
解得
15. 如图所示，质量为的小滑块（视为质点）在半径为的四分之一光滑圆弧的最高点A，由静止开始释放，它运动到B点时速度为v。当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为、长的斜面CD上。CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上有一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。可认为滑块在C、D两处换向时速度大小均不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取，，，不计空气阻力。
（1）求滑块运动到B点时的速度v，以及滑块经过圆弧B点时对圆弧的压力大小；
（2）若设置，求压缩弹簧后弹簧的最大弹性势能；
（3）若最终滑块停在D点，求的取值范围。
【答案】（1），；（2）；（3）或
【解析】
【详解】（1） 滑块从A 点到B点的过程， 由动能定理得
代入数据解得
滑块在B 点，受到重力和支持力，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，滑块经过圆弧B点时对圆弧的压力大小为
（2）从C到把弹簧压缩到最短，根据系统能量守恒可知
已知
代入数据得
（3）最终滑块停在D 点有两种可能性：①滑块恰好能从C下滑到D，则由动能定理可知
代入数据解得
②滑块在斜面CD与水平面间多次反复运动，最终静止于 D 点。在斜面上时需要满足
解得
当滑块恰好能返回C时，根据动能定理有
解得
综上所述，的取值范围是或。