西安市长安区第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理（选择性）试卷（含答案）

这是一份西安市长安区第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理（选择性）试卷（含答案），共17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。

西安市长安区第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理（选择性）试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B.匀速圆周运动是线速度不变的圆周运动
C.做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下
D.平抛运动在任意时间内速度变化量的方向都相同
2、某物理兴趣小组的同学在研究运动的合成和分解时，驾驶一艘快艇进行了实地演练.如图所示，在宽度一定的河中的O点固定一目标靶，经测量该目标靶距离两岸的最近距离分别为、，水流的速度平行河岸向右，且速度大小为，快艇在静水中的速度大小为。现要求快艇从图示中的下方河岸出发完成以下两个过程：第一个过程以最短的时间运动到目标靶；第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸，则下列说法正确的是( )

A.第一个过程快艇的出发点位于M点左侧8m处
B.第一个过程所用的时间约为1.17s
C.第二个过程快艇的船头方向应垂直河岸
D.第二个过程所用的时间为2s
3、2021年2月10日19时52分，我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步——环绕火星成功。如图所示，P为“天问一号”探测器，P到火星表面的高度为h，环绕周期为，Q为静止在火星赤道表面的物体，Q到火星中心的距离为R，火星自转周期为，已知万有引力常量为G，则( )

A.火星的质量
B.火星的第一宇宙速度大小为
C.P与Q的向心加速度大小之比
D.P与Q的线速度大小之比
4、一辆质量为m的汽车在水平路面上以速度v匀速行驶，此时发动机功率为P。若汽车运动中所受阻力恒定不变，当汽车功率突然变为的瞬间，此时加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
5、如图所示，轨道MON动摩擦因数处处相同，其中ON水平，OM与ON在O处平滑过渡（物块经过O速率不变），将一小物块从倾斜轨道上的M点由静止释放，滑至水平轨道上的N点停下。现调大斜面倾角，把斜面调至图中虚线OJ位置，为使物块从斜轨上某处由静止释放后仍然在N点停下，则释放处应该是( )

A.J点 B.J点与K点之间某一点
C.K点 D.Q点
6、如图所示，a、b、c为电场中相邻的三条等差等势线，电子仅在电场力作用下从A点沿实线经B点运动到C点，A、B，C三点的场强大小分别为、、；电势分别为、、；电子在A、B、C三点的电势能分别为、、；动能分别为、、，则( )

A.<< B. C. D.<<
7、如图所示，为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地，M和N为两水平放置的平行金属板，当金属板带上一定电荷以后，两板间的一带电小球P处于静止状态。已知M板与b板用导线相连，N板接地，在以下方法中，能使P向下运动的是( )

A.增大间的距离
B.减小间的距离
C.取出两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同，介电常数更大的电介质
8、静电场方向平行于x轴，其中势φ随x的分布可简化为如图所的曲线，一质量为m的带电粒子（不计重力），以初速底从O点进入电场，沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是( )

A.若粒子电荷量为，则粒子从O运动到的过程中速度逐渐增大，加速度逐渐减小
B.若粒子电荷量为，则粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大
C.若粒子电荷量为，且，则粒子可以运动到处，在运动过程中最大速度为
D.若粒子电荷量为，且，则粒子可以运动到处，在运动过程中最大速度为
二、多选题
9、如图所示，皮带传动装置右轮的半径为r，a是它边缘上的一点；左侧为一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则( )

A.a点与c点的角速度相等
B.b点与d点的角速度相等
C.a点与d点的向心加速度大小相等
D.a、b、c、d四点中，向心加速度最小的是b点
10、如图所示，长为的轻杆一端可绕O点自由转动，杆的中点和另一端分别固定小球A、B（A质量为m，B质量为2m）。让轻杆从水平位置由静止释放，不计空气阻力和转轴处的摩擦，重力加速度大小为g，则( )

A.小球B运动到最低点时速度为
B.在转动的过程中，杆对小球B不做功
C.从开始至最低点，B球的重力功率先增大后减小
D.小球转至最低点时，杆对B球的拉力为
11、如图所示，是半径为的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以30eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，质子可经过圆周上所有点。其中，到达c点的动能最大且为90eV。已知，若不计重力和空气阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是( )

A.电场方向为方向
B.电场强度大小为
C.b点电势为
D.质子经过该圆周时，可能具有5eV动能的同时，其电势能为45eV
12、如图所示，带同种电荷大小不计的两个小球a和b，分别静止在竖直墙面A处和光滑水平地面B处，.a球此时受摩擦力向上，且与墙面间动摩擦因数为，b球被光滑竖直板挡住，a球由于漏电而缓慢下移到A′处，在此过程中( )

A.地面对b球的支持力变小 B.竖直墙面对a球的支持力变小
C.竖直墙面对a球的摩擦力变小 D.a、b之间的作用力变大
三、实验题
13、为了探究动能定理，某兴趣小组组装了如图所示的装置，并进行了如下操作。
a.在砂桶里装上一定质量的细砂，缓缓地调节长木板的倾角，轻推滑块，使滑块沿长木板匀速下滑。之后，保持长木板的倾角不变，重力加速度g已知。
b.去掉细线和砂桶，接通电源，将滑块由光电门1上方释放，记录滑块经过两光电门时的挡光时间、；
c.测出砂和砂桶的总质量、滑块和遮光条的总质量；
d.改变砂桶中细砂的质量，重复a、b、c。

（1）去掉细线和砂桶后，滑块的合力应为________（用以上的物理量表示）。
（2）为了写出探究动能定理的关系式，除了上述物理量外，请分析还需要测量的物理量有_______。
A.长木板的倾角θ B.遮光条的宽度d
C.两光电门之间的距离L D.光电门2到长木板顶端之间的距离s
（3）由以上的分析可知，动能定理的关系式应为_________（用题干中及（2）所选的物理量表示）。
14、小郑想用如图所示装置验证机械能守恒定律。正方体物块A和B系在轻质细绳两端跨过光滑定滑轮，让A、B由静止释放，B物块上固定有遮光片。已知重力加速度为g。
（1）实验研究的对象是__________。

（2）实验中除了已知重力加速度g，物体A和B的质量，且，则还需测量的物理量有__________。（选填正确选项前的字母）
A.物块A和B的边长 B.遮光片的宽度d
C.光电门1、2间的距离h D.遮光片通过光电门1、2的时间
（3）若实验满足表达式____________________，则可验证机械能守恒定律。（用已知和（2）中测出物理量的符号表示）
四、计算题
15、如图所示，质量均为m的物块A和B中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧竖直放置。现有外力F缓慢将A上提，当B与地面恰无弹力时，撤去外力F，重力加速度为g。求：

（1）此时弹簧的形变量；
（2）物块A向下运动多大距离时速度最大；
（3）物块A向下运动过程中的最大速度。
16、如图所示，一小球从平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差，重力加速度取，，，不计空气阻力，求:

（1）小球水平抛出时的初速度大小；
（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离x；
（3）若斜面顶端高，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？
17、如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径,O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,。一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：

（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;
（2）小球到达A点时动能的大小;
（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。
参考答案
1、答案：D
解析：A、匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，加速度变化，所以匀速圆周运动是变加速运动，故A错误；
B、匀速圆周运动经过某点时的线速度方向是圆上该点的切线方向，所以线速度一定变化，故B错误；
C、平抛运动因为有水平方向的初速度，故落地时的速度与水平地面有一定夹角，所以落地时的速度方向不可能竖直向下，故C错误；
D、做平抛运动的物体只受重力，加速度是g，加速度的大小和方向都恒定，根据公式，可知平抛运动在任意时间内速度变化量的方向都相同，故D正确。
故选：D。
2、答案：D
解析：A、由于船的合运动是船相对于静水的速度与随水向下运动的速度的和，所以当船头的方向始终与河岸垂直时，船到达O点的时间最短，最短时间为：，该过程中，船随水流向下游方向的位移：，可知船开始时要位于M左侧12m处。故A错误，B错误；
C、第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸，则船的合速度的方向垂直于河岸的方向，所以船头的方向要向河的上游有一定的角度。故C错误；
D、结合C的分析可知，若第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸，则船头的方向要向河的上游有一定的角度θ，此时：，所以：，垂直于河岸的方向的分速度：，第二个过程所用的时间为：，故D正确。
故选：D。
3、答案：D
解析：
4、答案：C
解析：汽车匀速行驶时，设牵引力为F，功率为P，由功率瞬时值公式得，汽车匀速行驶，，得：；当汽车的功率突然变为原来的时，速度不变，设此时的牵引力是，由功率瞬时值公式，解得：，利用牛顿第二定律有：，解得：，可知加速度大小为，故C正确，ABD错误。
故选：C。
5、答案：D
解析：设倾斜轨道的倾角为α，MN两点连线的倾角为θ，滑块与轨道之间的动摩擦因数为μ。滑块从M点到N点的整个过程，根据动能定理得：，则，根据数学知识可得：，可得：，即MN两点连线的倾角一定，与倾斜轨道的倾角无关，所以释放处应该是Q点，故ABC错误，D正确。
故选：D。
6、答案：A
解析：
7、答案：D
解析：电容器ab与平行金属板MN并联，M，b是等势面，因此、电压相等，即，Q总量不变，即，故，因此MN两板间的场强为①；
A.当增大ab间的距离，根据电容决定式可知电容C减小，由①式可知MN板间的场强变强，P向上运动，故A错误；
B.减小MN间的距离时，由①式可知MN板间的场强变强，P向上运动，故B错误；
C.取出ab两极板间的电介质，电容C减小，由①式可知MN板间的场强变强，P向上运动，故C错误；
D.换一块形状大小相同，介电常数更大的电介质，电容C增大，由①式可知MN板间的场强变弱，P向下运动，故D正确。
故选D。
8、答案：C
解析：A、若粒子电荷量为，根据图像可知从O运动到的过程中电势增大，则粒子从O运动到的过程中电势能逐渐增大，根据能量守恒定律可知动能逐渐减小，速度减小，图像斜率代表电场强度，所以该过程电场强度减小，电场力减小，根据牛顿第二定律可知加速度减小，故A错误。
B、同A分析可知，粒子电荷量为，则粒子从运动到的过程中，电势能先一直减小，故B错误。
C、当粒子运动到处时，电势能最小，则动能最大，由动能定理得，解得，，故C正确。
D、若粒子电荷量为，且，则粒子从O运动到做加速运动，从之后做减速运动，直至到O关于的对称点，粒子速度减为0，再反向运动，所以粒子不可以运动到处，故D错误。
9、答案：BCD
解析：A、a点与c点通过皮带连接，线速度大小相等，，根据，，故A错误；
B、由于b、d同轴转动，角速度相同，故B正确；
C、ac线速度相等，根据可知，两点的角速度之比等于半径的反比为2:1，dc两点的角速度相等，根据可得：，故C正确；
D、c的向心加速和a的向心加速度关系为，d的向心加速和a的向心加速度关系为：，所以，故D正确。
故选：BCD。
10、答案：AC
解析：A、由题意及图可得，运动过程中机械能守恒，有，由题意可得，A、B的角速度相同，则有，解得，故A正确；
B、由上述分析可得，B小球的动能增加量为，重力势能减少量为，动能增加量与重力势能减少量不相等，即杆对小球B做功，故B错误；
C、重力对小球B的功率为，B球在竖直方向上的分速度在水平位置为零，在竖直位置也为零，故先增大后减小，故重力对B球做功的功率也是先增大后减小，故C正确；
D、由题意可知，在最低点时，对小球B有，解得：，即杆对B球的拉力为，故D错误。
故选：AC。
11、答案：BC
解析：A、因为到达c点时的粒子的动能最大，所以最大，即在圆周上找不到与c电势相等的点，所以过c点的圆的切线为等势线，则电场方向为，故A错误；

B、根据动能定理可知，其中，解得：，故B正确；
C、规定圆心O处电势为0，则，代入数据解得：，故C正确；
D、同C分析可知c点的电势为，圆周上c关于O点对称
的点e电势最高为40V，所以质子在圆周上的最大电势能为，故D错误；
故选：BC。
12、答案：AD
解析：
13、答案：（1）
（2）BC
（3）
解析：（1）匀速下滑时绳子拉力为

对于滑块

所以当去掉细线和砂桶后，滑块的合力为

（2）遮光条通过两个光电门时的速度分别为


则要验证的关系是

即
则要测量的物理量是遮光条的宽度d以及两光电门之间的距离L，故选BC。
（3）由以上的分析可知，动能定理的关系式应为

14、答案：（1）物块A、B整体
（2）BCD
（3）
解析：（1）根据题意可知，本实验验证的是物块A、B重力势能的减少是否等于物块A、B动能的增加，从而验证物块A、B系统的机械能是否守恒，则研究对象为物块A、B整体。
（2）根据题意可知，本实验A、B连接在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离，A、B的速度大小总是相等的，则需要测量物块B通过光电门1、2的速度，即需要测量遮光片的宽度d和遮光片通过光电门1、2的时间、，需要测量A下降的距离和B上升的距离，即光电门1、2间的距离h。
故选BCD。
（3）通过连接在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的重力势能变化与动能变化是否相等，即验证。
15、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）当B与地面恰无弹力时，此时

解得弹簧的形变量

（2）当物块A的速度最大时，加速度为零，此时弹簧的压缩量满足

则A向下移动的距离为

（3）刚撤去F时弹簧的形变量等于物体A速度最大时弹簧的形变量，可知两个位置的弹性势能相同，由能量关系

解得
16、答案：（1）见解析（2）1.2m（3）2.4s
解析：（1）由题意可知，小球落到斜面顶端并刚好沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，如图所示


解得
根据
解得
（2）根据

得
斜面顶端与平台边缘的水平距离x

（3）小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度

解得

在斜面顶端时的速度

根据
解得或(舍去)，所以

17、答案：（1）见解析（2）（3）
解析：（1）设水平恒力的大小为,小球到达C点时所受合力的大小为F,由力的合成法则有
①
②
设小球到达C点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得
③
由①②③式和题给数据得
④
⑤
（2）设小球到达A点的速度大小为,作,交PA于D点,由几何关系得
⑥
⑦
由动能定理有
⑧
由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在A点的动能大小为
（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为g。设小球在竖直方向的初速度为,从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有

⑩
⑪
由⑤⑦⑩⑪式和题给数据得