2022-2023学年江西省宜春市樟树市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年江西省宜春市樟树市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.关于功，下列说法正确的是( )
A. 若作用力做功，则反作用力一定做功
B. 功的正负不表示方向，而是表示大小
C. 滑动摩擦力对物体总是做负功
D. 静摩擦力可以对物体做正功，可以对物体做负功，也可以不做功
2.如图所示，一个质量为60kg的运动员正在做俯卧撑。若运动员某次撑起身体的过程中重心升高了0.1m，取重力加速度大小g=10m/s2，则该过程中运动员克服重力做的功为( )
A. 300JB. 600JC. 30JD. 60J
3.一质量为m的小球(小球视为质点)以初速度v0在水平轨道上自由滑行，最后停止在水平轨道某处，则整个过程小球克服摩擦力做功为( )
A. 14mv02B. 12mv02C. μmgsD. 2μmgs
4.保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数据看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为数据可能是( )
A. 4.0×10−19CB. 4.2×10−19CC. 4.6×10−19CD. 4.8×10−19C
5.如图所示，三角形ABC中∠C=30∘，AC边上某一位置固定一点电荷，点电荷在C点处产生的电场强度大小为E，在BC边上不同位置产生的场强不同，其中场强的最大值为( )
A. 43EB. 2EC. 4ED. 3 3E
6.如图，有一条长为L=4m的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30∘，另一半长度竖直下垂在空中，链条由静止释放后开始滑动，重力加速度g=10m/s2，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为( )
A. 4 5m/sB. 5m/sC. 2 10m/sD. 30m/s
7.如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时( )
A. 木板的动能一定等于flB. 木板的动能一定小于fl
C. 物块的动能一定大于12mv02−flD. 物块的动能一定等于12mv02−fl
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.如图所示，两颗卫星A、B质量相等，卫星A绕地球运动的轨迹为圆，卫星B绕地球运动的轨迹为椭圆，轨迹在同一个平面内且相切于P点，则( )
A. 卫星A的速度大于7.9km/s
B. 两卫星在P点的加速度大小相等
C. 卫星A与地球之间的连线和卫星B与地球之间的连线相等时间内扫过的面积相等
D. 卫星B的机械能大于卫星A的机械能
9.共享电动车为市民出行带来了极大的方便，已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具。某次骑行过程中驾驶员和共享电动车的总质量为100kg，行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的0.06倍。该电动车从静止开始在水平公路上沿直线行驶，前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率行驶，其v−t图像如图所示。重力加速度g取10m/s2，则( )
A. 匀加速过程加速度为0.6m/s2
B. 该电动车的额定功率为480W
C. 该电动车所能行驶的最大速度为6m/s
D. 当行驶速度为4m/s时，电动车的加速度为0.4m/s2
10.两木块A、B用一轻弹簧连接，静置于水平地面上，如图(a)所示．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图(b)所示．从木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中，下述判断正确的是(设弹簧始终于弹性限度内)( )
A. 弹簧的弹性势能一直减小
B. 力F一直增大
C. 木块A的动能和重力势能之和一直增大
D. 两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小
11.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个电荷量也为q的带电小球B固定于O点的正下方，小球A静止时与小球B在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角θ=60。，两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则下列说法正确的是( )
A. 细线的长为2q k3 3mg
B. 带电小球B在A处的电场强度大小为 3mgq
C. 若小球A电荷量缓慢减小，则A、B两球间的库仑力不断减小
D. 若小球A电荷量缓慢减小，则细线上的拉力不断减小
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
12.(1)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和电荷量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图1所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大。此同学在探究中应用的科学方法是______(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。
(2)如图2，用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电轻质小球A和B，左边放一个固定的带正电的小球，电荷量为+Q，两悬线都保持竖直方向，下面说法正确的有______。
A.A带正电，B带负电
B.A带负电，B带正电
C.A所带电荷量比B大
D.A所带电荷量比B小
13.图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：
A.用天平测出重物和夹子的质量
B.把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内
C.把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态
D.将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态
E.接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源
F.用秒表测出重物下落的时间
G.更换纸带，重新进行两次实验
(1)对于本实验，以上不必要的两个步骤是______和______
图2为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)，打点计时器每隔0.02s打一个点．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图乙所给的数据可算出(结果保留两位有效数字)：
①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为______J.
②打B点时重物的动能为______J.
(2)试指出造成第(1)问中①②计算结果不等的原因是______.
四、简答题：本大题共3小题，共36分。
14.某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个质量m=0.1kg的小球。此时无人机到水平地面的距离h=5m，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)小球下落的时间；
(2)小球释放点与落地点之间的水平距离；
(3)小球落地时的动能。
15.如图所示，真空中有两个点电荷A、B分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上，所带电荷量分别为Q1=+3.6×10−7C、Q2=−9×10−8C。现引入第三个点电荷D(图中未画出)，正好使三个点电荷仅在静电力作用下处于平衡状态。已知静电力常量k=9.0×109N⋅m2/C2，求：
(1)x轴上点电荷A、B产生的电场强度为0的坐标；
(2)放置在点电荷A、B产生的电场强度为0处的点电荷D所带的电荷量。
16.如图所示，带底座的圆形轨道静置于水平地面上，两个完全相同可视为质点、质量均为m的小球，静止在轨道最低位置。两球中间夹有一压缩的微型轻弹簧，两小球之间距离可忽略不计，且与弹簧不栓接。现同时释放两个小球，弹簧完全弹开后，两球沿轨道内壁运动刚好能到达轨道最高点。已知圆形轨道质量为1.5m，半径为R，重力加速度为g。小球沿轨道上升过程中，轨道装置始终静止不动。求：
(1)弹簧压缩时的弹性势能；
(2)小球与圆心的连线和竖直方向夹角多大时，圆形轨道对地面的压力刚好为零？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、作用力做功，反作用力不一定做功，反作用力是否做功与物体沿力方向是否发生位移有关，故A错误；
B、功的正负既不表示方向，也不表示大小，表示做正功或做负功，故B错误；
C、滑动摩擦力可能对物体做正功，可能做负功，也可能不做功，故C错误；
D、静摩擦力可能对物体做正功，可能做负功，也可能不做功，故D正确。
故选：D。
作用力与反作用力做功没有关系；功的正负表示做正功或做负功；滑动摩擦力和静摩擦力都可以做正功、做负功或不做功。
本题考查功，解题关键是知道知道摩擦力做功和作用力与反作用力做功的特点。
2.【答案】D
【解析】解：在撑起身体的过程中，重力做功为
WG=−mgh=−60×10×0.1J=−60J
所以克服重力做功为60J。
故ABC错误，D正确；
故选：D。
根据W=mgh求解克服重力做功。
本题考查重力做功及重力势能的变化，解题关键掌握重力做功正负的判断。
3.【答案】B
【解析】解：AB、设整个过程小球克服摩擦力做功为W，根据动能定理得：−W=0−12mv02，得W=12mv02，故A错误，B正确；
CD、整个过程小球滑行的距离未知，不能根据功的计算公式求小球克服摩擦力做功，故CD错误。
故选：B。
在整个过程中，只有摩擦力对小球做功，根据动能定理求小球克服摩擦力做功。
解答本题时，要知道动能定理是求功，特别是变力做功常用的方法。
4.【答案】D
【解析】解：任何带电体所带电荷量一定等于元电荷e的整数倍，即：4.8×10−19C=3×1.6×10−19C=3e，故ABC错误，D正确。
故选：D。
任何带电体所带电量一定等于元电荷e的整数倍，元电荷e=1.6×10−19C，据此即可求解。
解题关键是知道任何带电体所带电荷量一定等于元电荷e的整数倍，并且掌握元电荷e带电量为1.6×10−19C。属于基础题。
5.【答案】C
【解析】解：设点电荷距C点的距离为L，如图
则根据几何关系可知，BC边上各位置距点电荷的最短距离为L2，而由点电荷产生的场强公式可得
E=kQL2
可知，BC边上场强最大为
Em=kQ(L2)2=4kQL2=4E
故ABD错误，C正确。
故选：C。
根据场强公式求得C点场强大小，再求出BC边上各位置距点电荷的最短距离，再根据场强公式求出场强最大值。
本题主要考查了点电荷场强的计算问题，熟悉点电荷场强的计算公式，结合几何关系即可完成分析。
6.【答案】B
【解析】解：设链条的质量为2m，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为E=Ep+Ek=−12×2mg×L4sin30∘−12×2mg×L4+0=−38mgL
链条全部滑出后，动能为Ek′=12×2mv2，重力势能为Ep′=−2mg×L2
由机械能守恒定律可得E=Ek′+Ep′，即−38mgL=mv2−mgL，解得v=5m/s，故B正确，ACD错误。
故选：B。
链条运动中只有重力做功，故机械能守恒；首先确定零势能面，得出初末状态时的机械能表达式，由机械能守恒列式求解即可。
本题考查机械能守恒定律的应用，对于链条在光滑面上的滑下，由机械能守恒求出，在解题时要注意灵活选择零势能面，并根据链条的形状分段表示重力势能。
7.【答案】B
【解析】解：设物块离开木板时的速度为v1，此时木板的速度为v2，物块的对地位移为xm，木板的对地位移为xM。
因物块从木板右端离开木板，故有：v1>v2
CD、对物块和木板整体，根据能量守恒定律和功能关系可得：12mv02=12mv12+12Mv22+fl
整理解得：12mv12=12mv02−12Mv22−flv1>v2，可得：v0+v1>2v2
故有：xm>2xM
可得：xm−xM=l>xM
故对木板，根据动能定理可求木板的动能：EkM=fxM