2024-2025学年湖北省恩施州联考高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年湖北省恩施州联考高一（下）期末物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.超级电容器是一种新型电容器，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。某同学用该种电容器给手机充电，下列说法正确的是( )
A. 该电容器给手机充电时，电容器储存的电能变少
B. 该电容器给手机充电时，电容器的电容变大
C. 该电容器给手机充电时，电容器所带的电荷量保持不变
D. 充电结束后，电容器不带电，电容器电容为零
2.一物体沿曲线由M向N运动，速度逐渐增大，下列图中画出物体所受合力F可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，某工地用缆车向高处运载货物。缆绳与水平方向夹角为θ，货物厢通过悬臂与缆绳固接，货物置于货物厢内。某段时间内货物、货物厢随缆绳一起斜向上做加速直线运动。若加速度逐渐增大的过程中，货物与货物厢始终保持相对静止，则关于货物对货物厢底的压力FN和货物对货物厢的摩擦力Ff，下列说法正确的是( )
A. FN减小，Ff减小B. FN增大，Ff增大C. FN减小，Ff增大D. FN增大，Ff减小
4.神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ上；神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ上，经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船( )
A. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
B. 沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，机械能增大
C. 沿轨道Ⅱ从A到B运动的过程中，加速度逐渐减小
D. 在轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度
5.如图所示，两个厚度相同、上下表面均为正方形，由同种材料构成的导体A、B，两个正方形的边长a：b=2：1，分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是( )
A. 导体A和B的电阻之比为2：1
B. 导体A和B的电阻之比为1：2
C. 通过导体A和B的电流之比为1：1
D. 相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为2：1
6.如图所示，跳台运动员从跳台A点沿水平方向飞出，在空中飞行1.6s后落在斜面AB上的B点。已知斜面AB与水平面夹角为30°，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2，运动员飞行到B点时的速度大小为( )
A. 8 3m/sB. 4 7m/sC. 16m/sD. 8 7m/s
7.如图所示，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ac为圆的直径，b为圆周上的一点，ab与ac夹角为30°，圆的半径为2cm，已知a、b、O三点电势分别为3V、−3V、1V。若在纸面内从a点沿不同方向发射动能为6eV的电子，不计电子重力，不考虑电子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. b点电势比c点高
B. 电场场强大小为100 3V/m
C. 电子不可能到达b点
D. 圆周上任意两点间电势差的最大值为10V
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.有一辆汽车在平直公路上匀速行驶，驾驶员突然看到正前方十字路口有一路障，他立即采取刹车，若刹车后汽车做匀减速直线运动，第1s内的位移为7m，第2s内的位移为5m，此后继续运动一段时间而未发生事故，下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀减速直线运动的加速度大小为1m/s2
B. 汽车刹车时的初速度大小为8m/s
C. 汽车从刹车到停止所需时间为4s
D. 汽车刹车后6s内的位移大小为24m
9.如图(a)所示，一木块沿倾角为θ的固定斜面由静止开始下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图(b)所示。下列说法中正确的是( )
A. 物块在斜面做匀加速直线运动
B. 图线a斜率的绝对值表示木块所受合力的大小
C. 位移从0增大x0过程中，木块的重力势能减小了E0
D. 木块与斜面间动摩擦因数μ=tanθ3
10.如图所示为某兴趣小组同学设计的过山车轨道路线模型图。凹圆弧轨道ABC和CDE的半径均为R，对应圆心角均为θ，B点与地面相切，A、C、E三点处于同一高度，各段轨道之间平滑连接。设想过山车从距地面高度为H的P点由静止释放，安全行驶(过山车对轨道一直有压力)至F点，不计过山车运动过程中所受的一切阻力。则下列圆心角取值一定不合理的有( )
A. θ=30°B. θ=60°C. θ=120°D. θ=150°
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某学习小组练习使用多用电表测量待测电阻和检测电路故障。
(1)小组同学用如图(a)所示的多用电表测量待测电阻。
①旋动部件______(选填“S”或“T”)，使指针对准电流的“0”刻线；
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置；
③将插入“+”、“−”插孔的表笔短接，旋动部件______(选填“S”或“T”)，使指针对准电阻的______(填“0刻线”或“∞刻线”)；
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______的顺序进行操作，再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
(2)小组同学发现图(b)电路灯泡不亮，用多用电表检测电路故障。
①图(b)电路开关闭合，小组同学将K旋转到多用电表______挡；
②将______表(选填“红”或“黑”)笔接B点，用另一表笔分别探测电路的E、C点；
③若电表示数几乎不变，都接近电源电动势，则表明______(选填“开关”或“灯泡”)出现______(选填“短路”或“断路”)。
12.物理学习小组同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。在铁架台上固定电磁铁，通电时吸住小铁球，断电后小铁球由静止开始下落，通过正下方的光电门。光电门可上下移动但始终位于铁球球心的正下方。
(1)安装并调整好器材。用游标卡尺测量铁球的直径d。其中某次测量的示数如图(b)所示，示数为______mm。
(2)让电磁铁通电吸住小铁球，测量并记录球心到光电门的距离ℎ。释放小铁球，记录它通过光电门的时间t。
(3)改变光电门位置，重复步骤(2)多次，得到多组ℎ、t数据，在坐标图中描点连线，得到如图(c)所示的直线，算出斜率k。若在实验误差允许的范围内，k= ______(用重力加速度g，铁球直径d表示)，则机械能守恒得以验证。
(4)实际上，小铁球通过光电门的平均速度略______(选填“大于”或“小于”)小铁球球心通过光电门的瞬时速度。若仅考虑空气阻力对实验的影响，实际测得的1t2−ℎ图像斜率较理论值______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，光滑绝缘水平面上(俯视图)有三个可视为点电荷的带电小球A、B、C。在小球C上作用一水平恒力F(未知)，三个小球保持相对静止一起向右运动。已知三球质量均为m，间距均为r。A、B球带等量正电荷q。求：
(1)C球的电性和电荷量qC；
(2)水平外力F的大小。
14.如图所示，水平传送带以恒定速度v=2m/s运送工件，完全相同的工件从传送带最左端无初速度地放到传送带上。工件质量m=0.5kg，工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4，当前一个工件与传送带相对静止时，再从传送带最左端放上后一个工件。已知第10个工件刚好放上传送带最左端时，恰好第1个工件到达最右端。重力加速度g=10m/s2，求：
(1)每个工件相对传送带滑动的时间t；
(2)每个工件相对传送带滑动的过程中，摩擦产生的热量Q；
(3)传送带的长度L。
15.如图所示，粗糙长直轨道AB与光滑圆弧轨道BC相切于B点，圆弧轨道BC半径R=1m，对应圆心角θ=37°，末端C点切线水平，C点离地面高度为ℎ= 2m。距C点一定水平距离L处竖直固定一挡板EF，挡板EF高度为ℎ2。可视为质点的小滑块从轨道AB上不同位置处静止释放，释放小滑块的位置与B点的距离为x。已知小滑块质量m=0.1kg，小滑块与斜面AB间动摩擦因数μ=0.25，不计小滑块在运动过程中所受空气阻力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。
(1)若x=1m，求小滑块经过圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小；
(2)若不断调整x的值，使得小滑块经C点飞出后，恰好打到竖直挡板上、下两端点E、F处，两种情况下小滑块击中挡板时的动能相等，求L的大小；
(3)要使小滑块击中竖直挡板EF时的动能最小，求此时对应x的值和最小动能。
答案解析
1.【答案】A
【解析】解：B、电容器的电容与电容器所带电量和电压无关，电容器给子机电池充电时，电容C由电容器结构决定，电容器的电容不变，故B错误；
AC、该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能转移给手机电池，则电容器储存的电能及带电量均变少，故A正确，C错误；
D、充电结束后，电容C由电容器结构决定，与是否带电无关，故电容器的电容不变，故D错误。
故选：A。
明确电容器的性质，知道电容器的电容与电容器所带电量和电压无关；知道充放电过程中能量的转化规律。
本题考查对电容器的认识，要注意明确电容器充电时电荷量增加，放电时电荷量减小，存储的电能减小，但充放电过程中电容不变。
2.【答案】B
【解析】解：物体做曲线运动，轨迹向轨迹内侧，由于物体速度逐渐增大，合力 F与速度夹角为锐角，故B正确，ACD错误。
故选：B。
做曲线运动的物体所受合力与物体速度方向不在同一直线上，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向指向曲线的凹侧，当物体速度增大时，合力与速度的夹角为锐角。
本题考查曲线运动的特点和条件，会根据题意进行准确分析解答。
3.【答案】B
【解析】解：如图所示，将加速度分解到竖直方向以及水平方向上，
水平方向Ff=max
竖直方向FN−mg=may
货厢加速度逐渐增大，ax、ay增大，Ff、FN均增大，故B正确，ACD错误。
故选：B。
将加速度分解为水平和竖直方向，在各个方向上利用牛顿第二定律列式求解。
本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚运动过程，解决本题关键是将加速度分解为水平和竖直方向，利用牛顿第二定律研究。
4.【答案】C
【解析】解：A.天体在轨道Ⅰ、Ⅲ做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力结合牛顿第二定律可得GMmr2=m(2πT)2r=mv2r得
T=2π r3GM，飞船在轨道Ⅰ周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，故A错误；
B.飞船沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，只有引力做功，机械能守恒，故B错误；
C.飞船沿轨道Ⅱ从A到B运动的过程中，距离中心地心距离r逐渐增大，a=GMr2，加速度逐渐减小，故C正确；
D.飞船在B点沿轨道Ⅱ运动经过B点速度小于Ⅲ轨道上的环绕速度，而Ⅰ轨道环绕速度大于Ⅲ轨道上的环绕速度，在轨道Ⅰ上的速度大于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度，故D错误。
故选：C。
卫星受到的万有引力提供向心力，结合牛顿第二定律得出加速度和周期的大小关系；只有引力做功，机械能守恒；根据变轨原理分析速度大小。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解卫星向心力的来源，结合牛顿第二定律和开普勒定律即可完成分析。
5.【答案】C
【解析】解：AB、设小正方形边长为l，则大正方形边长为2l，厚度为d，根据电阻定律R=ρLS可得R1R2=ρlldρ2l2ld=11，故AB错误；
C、分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压，因为R1=R2，根据欧姆定律I=UR可知，通过导体A和B的电流之比为1：1，故C正确；
D、相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为q1q2=I1tI2t=11，故D错误。
故选：C。
根据电阻定律分析A、B电阻的大小，由电阻大小分析电流大小。
考查电阻定律和欧姆定律的运用，掌握公式即可。
6.【答案】D
【解析】解：已知斜面AB与水平面夹角为30°，运动轨迹如图所示
根据tan30°=12gt2v0t
得v0=8 3m/s
其中vB= v02+(gt)2
得vB=8 7m/s，故D正确，ABC错误。
故选：D。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，落在斜面上，根据竖直方向与水平位移关系得到初速度大小，根据平行四边形法则求解合速度大小。
该题是平抛运动基本规律的应用，主要抓住撞到斜面上时水平速度和竖直方向位移的关系以及速度的关系解题，难度适中。
7.【答案】C
【解析】解：A、根据φa−φO=φO−φc
代入数据解得φc=−1V
故φb=−3V23
当θ=120°或θ=150°时不合理，故CD正确，AB错误。
故选：CD。
过山车在C点不脱离轨道，则在其他地方也不会脱离轨道，结合过山车能够通过D点的条件，根据牛顿第二定律以及能量关系列式求解。
本题考查竖直面内圆周运动的知识，会分析临界条件，根据题意进行准确分析解答。
11.【答案】①S；③T，0刻线；④ADC； ①直流2.5V；②黑，灯泡；③断路
【解析】(1)①多用电表使用前需要先进行机械调零，调节指针定位螺丝，即旋动部件S，使指针对准电流的“0”刻线；
③功能选择开关打至欧姆挡后，需要再进行欧姆调零，调节欧姆调零旋钮，即将插入“+”、“−”插孔的表笔短接，旋动部件T，使指针对准电阻的0刻线；
④测电阻时，指针偏转角度过小，表明待测电阻阻值较大，为了减小读数误差，需要使指针指在中央刻线附近，即需换大倍率挡，应先将选择开关K旋转到电阻挡“×1k”的位置；更换倍率后，需要重新进行欧姆调零，即将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，对电表进行校准。最后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，进行测量。可知，合理正确的操作顺序为ADC。
(2)①电路中电源为一节干电池，电动势大约1.5V左右，检测故障时电路没有和电源断开，故选用“直流2.5V”挡；
②根据“红进黑出”规律，电流应从多用电表红表笔流进，从黑表笔流出，故黑表笔接电势低的 B点；
③红表笔接E、C，电表示数都接近电动势，表明电键与电源连接完好，电路故障为灯泡断路。
故答案为：(1)①S；③T，0刻线；④ADC；(2)①直流2.5V；②黑，灯泡；③断路。
(1)①根据多用电表的使用方法判断；③④根据欧姆表的特点和使用方法判断；
(2)①根据电源电动势判断；②根据“红进黑出”规律判断；③根据电表示数接近电动势判断。
本题关键掌握多用电表的内部结构、使用方法和电路故障的判断方法。
12.【答案】5.50； 2gd2；小于； 偏小
【解析】(1)游标卡尺固定刻度5mm，精确度0.05mm，游标尺第10条刻度线对齐，读数为5mm+0.05×10mm=5.50mm；
(3)小球重力势能减小mgℎ
动能增加12m(dt)2
若机械能守恒，则有mgℎ=12m(dt)2
变形得1t2=2gd2ℎ
1t2−ℎ图像斜率k=2gd2
(4)小球通过光电门的平均速度为小球经过光电门运动距离d过程中间时刻瞬时速度，小球球心通过光电门的瞬时速度为该段运动中点的瞬时速度，中间时刻的瞬时速度小于中点的瞬时速度。小球实际下落过程，由于空气阻力影响，实际下落加速度a