广西示范性高中2022-2023学年高一下学期期末联考物理试卷（含答案）

这是一份广西示范性高中2022-2023学年高一下学期期末联考物理试卷（含答案），共13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。


一、单选题
1、真空中两个点电荷相距r时，静电力为F；如果将它们其中一个的电荷量减半，同时将距离增大为2r时，则静电力将变为( )
A.B.FC.2FD.
2、如图所示，一对用绝缘柱支撑的不带电的导体A和B，彼此接触，A、B下方均连有两片闭合的金属箔，把带正电荷的物体C移近而不接触导体A，然后把A和B分开一些距离，最后移去C，关于最后A和B下方金属箔是否张开的叙述，以下说法正确的是( )

A.均未张开B.都张开了
C.只有A下方金属箔张开D.只有B下方金属箔张开
3、汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，若汽车所受的阻力恒定不变，则在汽车速率逐渐增大的阶段( )
A.相等时间内，牵引力所做的功相等B.相等时间内，合外力所做的功相等
C.相等位移内，牵引力所做的功相等D.相等位移内，合外力所做的功相等
4、闪光跳跳球是非常适合锻炼身体的玩具，如图1所示，其一端套在脚踝处，抖动腿可以使闪光轮转动，闪光轮整体围绕圆心O转动，如图2所示，由于和地面的摩擦，闪光轮又绕自身圆心转动，且闪光轮始终和地面接触并不打滑。已知闪光轮到圆心O的距离为R，闪光轮的半径为r，闪光轮相对于自身圆心的角速度大于等于时才会发光，为了使闪光轮发光，闪光轮绕O点转动的角速度至少是( )
A.B.C.D.
5、已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为( )
A.B.C.D.
6、把小球放在竖立的弹簧上，用力将球按压至A位置，如图甲所示。迅速松手，小球经位置B（图乙，此时弹簧正处于原长）升高至最高点C（图丙）。忽略弹簧的质量和空气阻力，把小球、弹簧和地球看作一个系统，则下列说法不正确的是( )
A.小球从A到C的过程中，系统的机械能守恒
B.小球从A到B的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于小球动能和重力势能的增加量
C.小球从A到B的过程中，小球动能不断增加
D.小球从B到C的过程中，小球动能减少量等于小球重力势能的增加量
二、多选题
7、2020年11月28日晚间，嫦娥五号探测器经过四天多奔月飞行，成功实施第一次近月制动，完成“太空刹车减速”被月球铺获，顺利进入一个近月点为P的环月大椭圆轨道Ⅰ，经过一段时间后，嫦娥五号探测器再次制动，最终进入圆轨道Ⅱ环绕月球运动，如图所示。则( )

A.探测器在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期
B.探测器在轨道Ⅰ上运行时的机械能等于在轨道Ⅱ上运行时的机械能
C.探测器沿轨道Ⅰ经过P点的速度等于沿轨道Ⅱ经过P点的速度
D.探测器沿轨道Ⅰ经过P点的加速度等于沿轨道Ⅱ经过P点的加速度
8、人站在高处的平台上，从距地面高为h处斜向上抛出一个质量为m的物体，物体落地时速度的大小为v，以地面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，下列判断正确的是( )
A.小球抛出时的动能为B.人对小球做的功为
C.小球在最高点时的机械能为D.小球抛出时的机械能为
9、在倾角为37°的斜面底端给小物块一初动能，使小物块在足够长的粗糙斜面上运动，如图甲所示。若小物块在上滑和下滑过程中其动能随高度h的变化如图乙所示，，，则小物块( )
A.上滑的最大距离为5mB.所受的摩擦力大小为2N
C.质量为1kgD.在最高点的重力势能为25J
10、如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图象如图乙所示，g取，则( )
A.小球的质量为4 kg
B.固定圆环的半径R为0.8 m
C.小球在最高点的速度为4 m/s时，小球受圆环的弹力大小为20 N，方向向上
D.若小球恰好做圆周运动，则其承受的最大弹力为100 N
三、实验题
11、某学习小组用图a所示装置研究平抛运动在竖直方向的运动规律。实验操作是：使完全相同的小球A、B处于同一高度，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）小组同学们观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“不同时”）落地。多次改变图a中实验装置的离地高度后，重复上述操作，均有相同的实验现象，同学们根据这些现象大胆猜想：平抛运动在竖直方向的分运动为________。若增大小锤敲击力度则小球A、B_______（填“同时”或“不同时”）落地。
（2）为进一步验证猜想，该小组同学利用频闪相机得到了小球做平抛运动时的频闪照片如图b，已知相机的闪光频率为f，结合比例尺测得小球在图中L、M、N三个位置时球心在竖直方向的间距分别为，则可得到竖直方向的加速度_______，经验证，此值与当地重力加速度在实验误差内接近相等，即可证明实验猜想。
12、某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻质细杆一端固定一小钢球，另一端可绕光滑的固定轴O转动，固定在转轴上的角度传感器可以测出细杆与竖直方向的夹角θ（小于90°）；在O点的正下方放置一光电门（连接光电计时器），使球心到达最低点时可以恰好通过光电门，测得小球的直径为d，小球质量为m，球心到转轴O的距离为L。
（1）已知当地重力加速度为g，将小球拉至某一位置，测出θ；由静止释放小球，读出光电计时器显示的挡光时间为t，小球到达最低点时速度为__________，下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为__________，动能的增加量可表示为__________，如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒；
（2）改变θ角度，多次重复实验，根据记录的数据，作出悬线与竖直方向夹角的余弦值与小钢球通过光电门的时间平方的倒数的关系图像，若所作图像为一倾斜直线，则图像的斜率k的绝对值为__________（用题中所给物理量的符号表示）。
四、计算题
13、某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度，若该风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。π取3.14，求：
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积V；
（2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能；
（3）此风力发电机发电的功率P。
14、如图所示，小明用与水平方向夹角的轻绳拉木箱，绳的拉力为，木箱由静止开始沿水平地面向右移动了一段距离，木箱的质量为，木箱受到地面的阻力，。求：
（1）绳的拉力及地面的阻力分别对木箱做的功；
（2）木箱前进5m时的动能；
（3）木箱前进5m时绳的拉力的瞬时功率和平均功率。
15、如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后沿半圆轨道恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数，AB的长度。设轻弹簧在原长时弹性势能为零，小滑块到达B点前已和弹簧分离。求：
（1）小滑块的落地点到B点的距离；
（2）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；
（3）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（4）若仅改变AB的长度L，其他不变，使滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的范围。
参考答案
1、答案：A
解析：设真空中两个电荷量为Q与q的点电荷，相距为r时的相互作用静电力大小为F，根据库仑定律，有：①，若它们其中一个的电荷量减半，同时将这两个点电荷间的距离变为2r，则它们之间的静电力大小变为：②，故：，故A正确，BCD错误；
故选：A.
2、答案：B
解析：由题意，当把带正电荷的物体C移近而不接触导体A时，将发生感应起电现象，由于静电感应，同种电荷相排斥异种电荷相吸引，正电荷C靠近A后A带负电荷，A端金属箔片张开，B端带正电荷，B端金属箔片张开，然后把A和B先分开一些距离，导体A左端带负电，导体B右端带正电。最后再移去C，导体A和导体B上所带的电荷无法中和，则导体A仍然带负电，导体B仍然带正电，所以最后A和B下方的金属箔均是张开的。故B正确，ACD错误。
故选：B。
3、答案：A
解析：
4、答案：D
解析：闪光轮刚好发光时，闪光轮上边缘点的线速度
闪光轮始终和地面接触并不打滑，则闪光轮绕圆心O转动的线速度也为v，则闪光轮绕O点转动的角速度
故选D。
5、答案：B
解析：由，得，将代入，可得，所以该星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，选项B正确。
6、答案：C
解析：A.小球从A到C的过程中，对小球、弹簧和地球构成的系统，只有重力与弹力做功，该系统的机械能守恒，故A正确，不符合题意；
B.根据上述可知，小球、弹簧和地球构成的系统的机械能守恒，则小球从到B的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于小球动能和重力势能的增加量，故B正确，不符合题意；
C.小球从A到B的过程中，弹簧弹力开始大于重力，小球向上做加速运动，弹簧形变量减小，弹力减小，即小球先向上做加速度减小的变加速运动，当弹力与重力等大反向时，加速度为0，速度达到最大，之后，弹力进一步减小，小于重力，加速度方向向下，小球向上做加速度增大的减速运动，可知小球从A到B的过程中，小球动能先增加后减小，故C错误，符合题意；
D.小球从B到C的过程中，小球与弹簧分离，小球向上做竖直上抛运动，小球动能减少量等于小球重力势能的增加量，故D正确，不符合题意。
故选C。
7、答案：AD
解析：A.根据开普勒第二定律有，由于轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅱ的半长轴，则探测器在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期，故A正确；
B.相对于轨道Ⅱ，轨道Ⅰ是高轨道，由轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要在切点位置减速，可知探测器在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能，故B错误；
C.根据上述相对于轨道Ⅱ，轨道Ⅰ是高轨道，由轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要在切点位置减速，可知探测器沿轨道Ⅰ经过P点的速度大于沿轨道Ⅱ经过P点的速度，故C错误；
D.根据，解得，可知探测器沿轨道Ⅰ经过P点的加速度等于沿轨道Ⅱ经过P点的加速度，故D正确。
故选AD。
8、答案：BC
解析：A.根据动能定理，可得小球抛出时的动能，A错误；
B.人对小球做的功为等于小球的初动能，即，B正确；
CD.整个运动过程中，机械能守恒，因此无论在那个位置，机械能均为，C正确，D错误。
故选BC。
9、答案：ABC
解析：B.全程根据动能定理得，解得，故B正确；
C.上滑过程中根据动能定理得，解得，故C正确；
A.上滑的最大距离为，故A正确；
D.取最低点为零势能面，在最高点的重力势能为，但零势能面未知，因此重力势能不确定，故D错误。
故选ABC。
10、答案：BD
解析：
11、答案：（1）同时；自由落体运动；同时（2）
解析：（1）用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开，球A、B同时落地。
平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。
若增大小锤敲击力度则小球A、B仍同时落地。
（2）相机的曝光时间为
由可得
12、答案：（1）；；（2）
解析：（1）根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度可得小球到达最低点时速度为
下摆过程中，小球的重力势能减少量
动能的增加量
（2）根据题意有
变形得
则图像的斜率k的绝对值为
13、答案：（1）（2）45781.2J（3）4578.12W
解析：（1）每秒冲击风车车叶的气体体积为
（2）这此气流的质量
气流的动能
（3）每秒风的动能转化为的电能
则此风力发电机发电的功率为
14、答案：（1）500J，-200J（2）（3）500W，250W
解析：（1）由功的定义式有
（2）由动能定理有
得
（3）因为动能
可求得
则绳的拉力的瞬时功率为
根据动能定理有
则木箱的加速度为
则根据匀变速直线运动速度与时间的关系有
解得
则绳的拉力的平均功率
15、答案：（1）1.8m（2）12N（3）8.5J（4）或
解析：（1）小滑块恰好能通过最高点C，有
解得
根据
得
小滑块的落地点到B点的距离
（2）从B到C根据动能定理有
解得
在B点，对小滑块有
解得
根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小为12N。
（3）设弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为，根据能量守恒定律有
解得
故弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为8.5J。
（4）当小滑块恰好能通过最高点C做平抛运动时，AB的长度为10m，当滑块运动到与圆心O等高时速度为零，设此时AB之间的距离为，从A到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得
解得
物块恰好达到B点，根据能量守恒定律可得
解得
故要使滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，则或。