2023-2024学年安徽省池州市青阳县第一中学物理高一下期末统考试题含解析

2023-2024学年安徽省池州市青阳县第一中学物理高一下期末统考试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)关于点电荷的说法,正确的是()A．只有体积很小的带电体,才能看作点电荷B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷C．点电荷一定是电荷量很小的电荷D．两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理2、(本题9分)“科学总是从正确走向错误。”这句话适用于描述下列哪项物理事实？（）A．哥白尼的日心说 B．机械能守恒定律C．经典力学的局限性 D．利用万有引力发现未知天体3、下列物理量属于矢量的是A．功率B．功C．位移D．势能4、如图所示，虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分布有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律都满足B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙，则下列判断正确的是()A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲 B．I乙＝2I甲，I丙＝0C．I乙＝0，I丙＝0 D．I乙＝I甲，I丙＝I甲5、(本题9分)关于地球同步卫星，下列说法正确的是A．稳定运行轨道可以位于重庆正上方B．稳定运行的线速度小于7.9km/sC．运行轨道可高可低，轨道越高，绕地球运行一周所用时间越长D．若卫星质量加倍，运行高度将降低一半6、(本题9分)一长木板静止在光滑水平面上，如图所示，现让一滑块从木板一端，以某一水平速度滑上木板，最后小滑块未滑出木板则在此过程中，滑块克服摩擦力做的功A．等于木板增加的动能B．等于系统增加的内能C．等于系统增加的内能与木板增加的动能之和D．等于滑块减少的动能和系统增加的内能之和7、如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直。一个质量为m的小球自A点的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿圆弧轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中A．重力做功mgRB．机械能减少C．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR8、(本题9分)如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分．小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰好处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为6q,h=重力加速度为g，静电力常量为k,则下列说法正确的是()A．小球a一定带正电 B．小球c的加速度大小为C．小球b的周期为 D．外力F竖直向上，大小等于9、(本题9分)图甲为0.1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图象，如图乙所示。g取10m/s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是()A．图乙中x＝4B．小球从B到C损失了0.125J的机械能C．小球从A到C合力做的功为-1.05JD．小球从C抛出后，落地点到A的距离为0.8m10、(本题9分)如图所示，一小球自A点由静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的过程中，若仅以小球为系统，且取地面为参考面，则A．小球从A→B的过程中机械能守恒B．小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功，所以机械能也守恒C．小球从B→C的过程中减少的机械能，等于弹簧弹性势能的增量D．小球到B点时动能最大11、(本题9分)如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了14C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和D．软绳重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和12、(本题9分)一个静止的质点，在0〜5s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同直线上，时间t的变化图线如图所示，则质点在（）A．第2s末速度方向改变B．第2s未加速度不为零C．第4s末运动速度为零D．第4s末回到原出发点二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式对实验条件的要求是________________________，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近_______．(2)若实验中所用重物的质量m＝1kg．打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB＝_______m/s，重物动能Ek＝_____J，从开始下落起至B点时的重物的重力势能减少量是_______J，由此可得出的结论是___________．(g取9.8m/s2)(本小题数据保留三位有效数字)14、（10分）(本题9分)根据线性力做功的求解方法，某同学证明出来:一劲度系数为k的轻弹簧由形变量为恢复到原长的过程中，弹簧弹力所做的功为。于是该同学设计只用的一根弹簧和一把刻度尺测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验，如图所示，他的实验步骤如下：第一步:将弹簧的左端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时，在桌面上标记出弹簧右端所在的位置B。第二步:让滑块紧靠弹簧压缩弹簧至某一位置静止时，在桌面上标记出滑块的位置A，松手后弹簧将滑块弹开，滑块在水平桌面上运动一段距离停止，在桌面上标记出滑块停止的位置C。第三步:滑块通过水平细绳和光滑的定滑轮竖直悬挂拉伸弹簧，滑块静止时，在桌面上标记出弹簧右端到达的位置D。请回答下列问题：(1)你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并符号、、……表示)________。(2)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数的计算式:=__________。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)小明同学在某高处将一个小球以20m/s的速度沿水平方向抛出，小球经过2s的时间落地。不计空气阻力作用，重力加速度g＝10m/s2，求：（1）抛出点与落地点在竖直方向的高度差；（2）小球落地时的速度大小，以及速度与水平方向夹角。16、（12分）(本题9分)光滑的四分之一圆弧AB，半径为R，末端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=5m，始终以的速度顺时针运动．一个质量m=1kg的物块从圆弧顶端A由静止开始滑下，物块通过B点后进入水平传送带，物块与传送带间动摩擦因数分别为μ=0.2，传送带上表面在距地面的高度为H=5m,忽略空气阻力，g取．（1）若半径R=0.25m，求物块滑到B点时对轨道的压力多大？离开传送带后的水平位移是多少？（2）求半径R满足什么条件时，物块从圆弧顶端A由静止释放后均落到地面上的同一点D．17、（12分）(本题9分)汽车发动机的额定功率为60kW，其质量为kg，在水平路面上行驶时受阻力恒定为，试求：（１）汽车所能达到的最大速度；（２）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？（3）汽车匀加速运动的时间多长？

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】

点电荷是理想化模型，只有当体积、形状等对于研究问题没有影响，才可看作点电荷，因此不论电荷的体积多少还是电荷量由多少，只要带电体的大小和形状对研究的问题没用影响或者可忽略不计时才可看成点电荷，ABC错误，D正确2、C【解析】

根据题意可知“科学总是从正确走向错误”，这句话适用于描述经典力学的局限性，故C正确，ABD错误。故选C。3、C【解析】

A.功率只有大小无方向，是标量，选项A错误；B.功只有大小无方向，是标量，选项B错误；C.位移即有大小又有方向，是矢量，选项C正确；D.势能只有大小无方向，是标量，选项D错误.4、B【解析】

C环中穿过圆环的磁感线完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以没有感应电流产生，则I丙=1．根据法拉第电磁感应定律得：，S是有效面积．则得E∝S，所以甲、乙中感应电动势之比为E甲：E乙=1：2，根据欧姆定律得知，I乙=2I甲．故选B．【点睛】本题关键是：一要掌握产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，二是掌握法拉第电磁感应定律，理解式中S是有效面积，即有磁场穿过的面积．5、B【解析】

A.在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。所以同步卫星只能在赤道的正上方，故A项与题意不相符；B.根据万有引力提供向心力GMm得：v=GM卫星离地面越高r越大，则速度为越小，当r最小等于地球半径R时，线速度最大为地球的第一宇宙速度7.9km/s，故同步卫星的线速度均小于7.9km/s，故B项与题意相符；CD.地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合、运行周期与地球自转一周的时间相等即为一天，根据万有引力提供向心力，列出等式GMm(R+h)其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度。由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故CD项与题意不相符。6、C【解析】

设木板的长度为L，木板在地面上移动的距离为s，则有在上述过程中，滑块的位移x=s+L，则滑块克服摩擦力做功，摩擦力与相对位移的乘积等于系统产生的内能，即，根据动能定理可知，木板动能的增加量为fs，滑块减少的动能为，故C正确，A、B、D错误；故选C．7、AB【解析】

A．PB高度差为R，重力做功mgR，A正确BCD．到达最高点B时恰好对轨道没有压力，则，，所以合外力做功，C错误；以OA所在平面为参考平面，初始机械能为，末状态机械能为，，B正确D错误8、BD【解析】

a、b、c三小球所带电荷量相同，要使三个做匀速圆周运动，d球与a、b、c三小球一定是异种电荷，由于a球的电性未知，所以d球不一定带正电，故A错误．设db连线与水平方向的夹角为，则，，对b球，根据牛顿第二定律和向心力得：，解得：，，即b的周期为，c的加速度为，故B正确，C错误；abc三个小球对d的吸引力向下，大小为，因此拉力F的大小为，D正确【点睛】a、b、c三个带电小球在水平面内做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，分析其受力情况，运用牛顿第二定律研究即可．9、ACD【解析】

A.当h＝0.8m时小球在C点，由于小球恰能到达最高点C，故，所以＝gr＝10×0.4m2·s-2＝4m2·s-2，故选项A正确；B.从A到C过程，动能减小量为，重力势能的增加量为则机械能减小0.25J，由于A到B过程中压力大于B到C过程中的压力，则A到B过程中的摩擦力大于B到C过程中的摩擦力，可知B到C的过程克服摩擦力做功较小，知机械能损失小于0.125J，故B错误。；C.小球从A到C，由动能定理可知，故选项C正确；D.小球离开C点后做平抛运动，故2r＝gt2，落地点到A的距离x＝vCt，解得x＝0.8m，故选项D正确。10、AC【解析】从A到B的过程中，小球仅受重力，只有重力做功，所以小球的机械能守恒．故A正确．小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒．故B错误．B到C的过程中，系统机械能守恒，小球减小的机械能等于弹簧的弹性势能的增加量．故C正确．小球到B点时，重力大于弹力，小球将继续向下加速，随着弹力的增加，在BC间某位置弹力等于重力时，加速度为零，此时小球的动能最大，选项D错误；故选AC.11、BD【解析】A、物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减小，故A错误；

B、物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为h1=12lsin30°=点睛：本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化．应用能量转化和守恒定律时，能量的形式分析不能遗漏。12、BC【解析】

解决本题的关键根据F-t图象作出v-t图，即可得出t=1s时，t=3s时物体的速度相等．t=0时，t=2s时，t=4s时物体的速度相同．即物体在0-1s内加速，在1-2s内减速，如此反复．但整个过程当中物体运动的方向不变．【详解】根据题意可知合力随时间周期性变化，故根据牛顿第二定律F=ma可得：物体的加速度为，故在0-1s内物体做加速度为a匀加速直线运动，在1-2s内物体做加速度为a的匀减速直线运动，作出v-t图象如图．由v-t图象可以看出物体一直向同一方向运动，速度方向始终没有发生改变，故A错误；2s末合力不为零，故加速度不为零，故B正确；由v-t图象可以看出4s末速度为零，故C正确；由于整个运动过程中，质点一直向一个方向运动，不可能回到原出发点．故D错误．故选C．【点睛】将F-t图象转化成a-t图象，然后利用a-t图象与时间轴围成的面积等于物体速度的改变量求解物体的运动情况，是我们应该掌握的一种技巧，应注意积累和掌握．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）自由下落的物体2mm（2）0.59m/s0.174J0.175J在实验误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量【解析】（1）运用公式mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始．打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，由h=gT2=×9.8×0.022m≈2mm得，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm．

（2）利用匀变速直线运动的推论：，

重锤的动能：EKB=mvB2=×1×0.592J=0.174J

从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量：△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.175J．

得出的结论是：在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．14、（1）AB间的距离x1，AC间的距离x2，BD间的距离x3，（2）【解析】（1）该过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求出弹簧弹力做功的大小，根据W=kx2，需要测量弹簧的形变量，即原长和压缩后的长度的差值，即图中AB间距x1；需要测量弹簧的劲度系数，可以根据弹簧挂物体时弹簧的形变量，即BD间距x3求出劲度系数k；在整个过程中根据功能关系有：kx2=mgμs，所以要测量物体滑行的距离，即AC的距离x2；

（2）根据题意，弹簧水平弹出滑块过程，根据功能关系，有：kx12-μmgx2=0；其中mg=kx3；

联立解得：μ=；

点睛：对于这样的课本之外的实验解答的突破口在于明确其实验原理，本题中要依据所提供信息，根据所学物理规律，明确该实验的实验原理，对于考查学生综合利用知识的能力起到很好的作用．三、计算题要求解题步骤，和