陕西省延安市第一中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（解析版）-A4

这是一份陕西省延安市第一中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（解析版）-A4，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题，共21分）
1. 两电荷之间相互作用力的大小与电荷量及距离的关系遵守哪个定律（ ）
A. 牛顿定律B. 库仑定律C. 安培定律D. 焦耳定律
【答案】B
【解析】
【详解】两电荷之间相互作用力的大小与电荷量及距离的关系遵守库仑定律。
故选B
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 木星的第一宇宙速度为7.9km/s
B. 地球同步卫星的线速度一定小于第一宇宙速度
C. 太阳系行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大
D. 太阳系离太阳越远的行星，公转周期越短
【答案】B
【解析】
【详解】A．地球的第一宇宙速度为7.9km/s，木星的质量和半径与地球都不相等，所以木星的第一宇宙速度不是7.9km/s，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
解得
近地卫星的环绕速度为第一宇宙速度，而地球同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以地球同步卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故B正确：
C．太阳系行星从近日点向远日点运动时，万有引力做负功，速率逐渐减小，故C错误；
D．太阳系离太阳越远的行星，轨道半径r越大，根据开普勒第三定律
太阳系离太阳越远的行星，公转周期T越长，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，汽车越野赛的一段赛道，一质量为m的汽车以相同水平速度先后通过a、b、c三处时，受到路面的支持力分别为、、，且a处圆弧半径大于c处圆弧半径，重力加速度为g则（ ）
A. B.
C. D. 汽车通过a、c处时，a处更容易爆胎
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．在a处时
则
选项A错误；
B．在b处时
则
选项B错误；
C．在c处时
则
选项C正确；
D．a处圆弧半径大于c处圆弧半径，则Fc>Fa，则汽车通过a、c处时，c处更容易爆胎，选项D错误。
故选C。
4. 如图，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动．从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中（弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A. 绳刚伸直时，球的动能最大
B. 该过程中，球的机械能守恒
C. 该过程中，重力对球做的功等于球克服绳的拉力做的功
D. 该过程中，轻绳的弹性势能和小球的动能之和一直增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．绳伸直前，球在做加速运动．绳伸直以后，开始阶段，重力大于绳的拉力，合力向下，球的速度增大，故球的动能增大，当重力与拉力相等时球的速度最大，动能最大，故A错误；
B．由于绳的拉力对球做功，所以球的机械能不守恒，故B错误；
C．该过程中，由于球的动能减小，根据动能定理知重力对球做的功与绳的拉力做的功之和为负值，所以重力对球做的功小于球克服绳的拉力做的功，故C错误；
D．由于只有重力和弹性绳的弹力做功，所以球、绳和地球组成的系统机械能守恒，则轻绳的弹性势能、小球的动能和重力势能之和保持不变，重力势能一直在减小，则轻绳的弹性势能和小球的动能之和一直增大，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。一带电粒子只在电场力作用下经B点飞向A点，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）

A. 粒子带正电
B. 粒子 B 点加速度大
C. 粒子在 B 点动能大
D. 粒子在B点的电势能较小
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以判断得出粒子受到的电场力方向大致向下，与电场线的方向相反，所以该粒子带负电，故A错误；
B．电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大，故B正确；
CD．从A到B的过程中，电场力对粒子做负功，所以粒子的动能减小，电势能增加，则粒子在B点动能小，电势能高，粒子在A点的电势能较小，故CD错误；
故选B。
6. 如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板通过A点接地，一带电液滴在P点刚好平衡，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则
A. 静电计指针张角变小B. 液滴将向上移动
C. P点电势降低D. 液滴在P点的电势能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故A错误；
BCD、电势差不变，d增大，则由公式分析得知板间电场强度减小，带电液滴受到的电场力减小，液滴将向下移动；P点与上极板间的电势差减小，而P点的电势比上极板低，上极板的电势不变，则P点的电势增大，因为油滴带负电荷，则小球的电势能减小，故D正确，BC错误；
故选D．
7. 如图所示，一个物体放在粗糙的水平地面上．在时刻，物体在水平力作用下由静止开始做直线运动。在到时间内物体的加速度随时间的变化规律如图所示。已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则（ ）
A. 时刻，水平力等于
B. 在到时间内，力大小恒定
C. 在到时间内，物体的速度逐渐变小
D. 在到时间内，物体的速度逐渐变大
【答案】D
【解析】
详解】A．时刻，加速度，根据牛顿第二定律知
故A错误；
B．在到时间内，根据
可知，减小，不变，所以减小，故B错误；
C．由图可知，加速度随时间逐渐减小，方向不变，所以加速度方向始终与速度方向相同，物体做加速运动，时刻，加速度减为零时，速度最大，所以在到时间内，物体的速度逐渐变大，故C错误，D正确。
故选D。
点睛：本题主要考查了速度与加速度的关系，要求同学们能根据加速度图像得出有效信息，运用牛顿第二定律进行分析。
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8. 最新发现距离地球光年的人马座有一颗可能成为第二颗地球的“超级地球”，已知飞行探测器贴近该星球表面运行的周期、该星球的半径以及万有引力常量，能估算出“超级地球”的( )
A. 质量B. 平均密度
C. 自转周期D. 表面重力加速度
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据万有引力提供向心力求出星球的质量，结合万有引力等于重力求出星球表面的重力加速度，结合星球的质量和体积求出星球的密度．
【详解】设星球半径为R，该飞行探测器贴近该星球表面运行，轨道半径等于该星球的半径，根据万有引力提供向心力，有，得“超级星球”质量，因为已知飞行探测器贴近该星球表面运行的周期、该星球的半径以及万有引力常量，故可以算出“超级地球”的质量，故A正确；“超级地球”的半径已知，体积可求，进而可算出平均密度，故B正确；题目已知条件是“超级地球”的公转周期，根据已知条件，无法求出自转周期，故C错误；在“超级地球”表面，根据物体的重力等于万有引力，有，得表面重力加速度，因为质量能求出，半径已知，所以表面的重力加速度可以求出，故D正确；故选ABD．
【点睛】解决本题的关键掌握万有引力的两个理论：万有引力提供向心力；万有引力等于重力．并能灵活运用．
9. 如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着30个盛水的竹筒。在流水的冲力作用下，水车边缘以的速率匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个竹筒中装入水的质量均为1kg，每2秒有一个竹筒将水倒入水槽中。忽略容器装水的过程和水车浸入水的深度，重力加速度取g=10m/s2，π2=10下列说法正确的是（ ）

A. 水车的高度为5m
B. 一个竹筒里的水跟随水车转动时受到的向心力约为0.1N
C. 在跟随水车运动的过程中，一个竹筒中的水受到的重力做功的最大功率为30W
D. 水车一昼夜提升水做功约为8.6×106J
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知水车转动的周期
水车的高度即为水车的直径，由匀速圆周运动有
解得
A错误；
B．由题意可知水车的半径
一个竹筒里的水随水车一起转动时受到的向心力
B正确；
C．竹筒与水车的轴在同一高度时，重力做功的功率最大，有
C错误；
D．水车在提升水的过程中对每个竹筒里的水做功
每个昼夜提升水做功
D正确。
故选BC。
10. 如图所示，质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。已知重力加速度为g，则当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为时，下列判断正确的是（ ）
A. P的速率为
B. P的速率为
C. 绳的拉力大小等于
D. 绳的拉力大于
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．小车的速度在沿绳方向的分量大小为
所以P的速率为
故A错误，B正确；
CD．因为不断减小，所以不断增大，即P向上做加速运动，根据牛顿第二定律可知绳的拉力大于，故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（本大题共2小题，共8分）
11. 由自由落体运动验证机械能守恒定律，若实验中所用重物的质量m=1㎏，交流电源频率为50Hz,打出的纸带如图所示，O点为纸带上打下的第一点，O、A、B、C、D为相邻的几点．测得OA=0.78cm、OB=1.79 cm、OC=3.14 cm、OD=4.90 cm，查出当地的重力加速度g=9.80m/s2，则打点计时器的打点时间间隔为_____s，重物在B点时的速度vB=_______m/s．从O到运动至B点的过程中，重物的重力势能减少量是___________J．（后两空均保留两位有效数字）
【答案】 ①. 0.02 ②. 0.59 ③. 0.18
【解析】
【详解】交流电源频率为50Hz，则打点计时器打点时间间隔为T=0.02s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则B点的瞬时速度
那么重力势能的减小量
12. 某同学要测量做平抛运动的物体的初速度的实验方案如图所示．O点为小球的抛出点，在O点处有一个点光源，在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，在小球抛出后的运动过程中在毛玻璃上就会出现小球的投影点，则小球在毛玻璃上的投影点向下做__________(填“匀速”或“匀变速”)直线运动．现在毛玻璃右边用频率为f的频闪相机采用多次曝光的方法，拍摄到小球在毛玻璃上的投影照片，并通过比例换算出照片中两个相邻的小球投影点之间的实际距离为Δh．已知点光源到毛玻璃的水平距离为L，重力加速度为g.则小球平抛运动的初速度=________(用题中所给字母表示)．
【答案】 ① 匀速 ②.
【解析】
【详解】设经过时间t，小球的坐标为(x，y)，由平抛运动规律可得：


小球在毛玻璃管上的影子下落的高度为Y，则由几何关系可知
代入数据解得：，即影子做的是匀速直线运动，速度为，且
故．
四、解答题（本大题共3小题，共48分）
13. 把带电荷量的正点电荷从无限远处移到电场A点，要克服电场力做功，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功，取无限远处电势为零。求：
（1）A点的电势；
（2）A、B两点的电势差；
（3）若把的负电荷由A点移到B点电场力做的功。
【答案】（1）0.04V；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）无穷远处某点的电势为零，根据电场力做功与电势能变化的关系公式有
无穷远处电势能为零，即
故
根据电势的定义式
（2）无穷远处某点的电势为零，根据电场力做功与电势能变化的关系公式有
无穷远处电势能为零，即
故
根据电势的定义式
故A、间的电势差为
（3）根据电场力做功与电势差关系公式
带入数据求得
即若把的负电荷由A点移到B点电场力做的功为。
14. 一辆跑车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动， 末达到额定功率，速度，之后保持额定功率运动。其图像如图所示。已知该跑车受到的阻力f恒为1000 N，跑车的质量 。问：
（1）该车在前5s内的牵引力为多少？
（2）该车的最大速度为多少？
（3）假设末该车已经达到最大速度，则0~20s内汽车牵引力所做功为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意，根据图像可知汽车在前5s内的加速度大小为
根据牛顿第二定律有
得牵引力
（2）额定功率
当牵引力等于阻力，速度最大，则
（3）0~5s内汽车牵引力所做功
5~20s内汽车牵引力所做功
0~20s内汽车牵引力所做功为
15. 如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接.A、B两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧.两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A沿圆形轨道运动通过轨道最高点时对轨道的压力大小恰等于其所受重力的大小.已知圆形轨道的半径，滑块A的质量，滑块B的质量，两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度，重力加速度g取，空气阻力可忽略不计.求：
（1）A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小；
（2）滑块A被弹簧弹开时的速度大小；
（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。
【答案】（1）4m/s；（2）6m/s；（3）1. 6J
【解析】
【详解】（1）对AB整体，由机械能守恒定律得
解得
=4m/s
（2）A弹开后做圆周运动，在最高点处
从最低点到最高点，滑块A机械能守恒，则
解得
=6m/s
（3）AB弹开前后动量守恒，取向右为正，则
解得
m/s
则
解得