2023-2024学年浙江省金兰教育合作组织物理高一下期末考试试题含解析

2023-2024学年浙江省金兰教育合作组织物理高一下期末考试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)首先通过实验的方法较准确地测出引力常量的物理学家是A．卡文迪许 B．牛顿 C．库仑 D．开普勒2、(本题9分)下列关于重力势能的说法正确的是（）A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的；B．某物体位置一定时，重力势能的大小是一定的；C．重力势能等于零的物体，其重力势能只能增加，不可能再减小；D．在地面上的物体，它的重力势能一定等于零；3、(本题9分)一带正电粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其速度随时间变化的图像如图所示，tA、tB时刻粒子分别经过A点和B点，A、B两点的场强大小分别为EA、EB，电势分别为A、B，则可以判断A．EA＜EB B．EA＞EBC．A=B D．A＜B4、(本题9分)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5、如图所示，一可看做质点的小球从一台阶顶端以4m/s的水平速度抛出，每级台阶的高度和宽度均为1m，如果台阶数足够多，重力加速度g取10m/s2，则小球将落在标号为几的台阶上()A．3B．4C．5D．66、(本题9分)如图所示，细线的一端固定于天花板上的O点，另一端系一质量为m的小球，在水平恒力F的作用下，小球从O点正下方的A点由静止开始运动，恰好能到达B点。小球到达B点时，轻绳与竖直方向的夹角为60°。下列说法正确的是A．恒力F大于小球受到的重力B．小球运动到B点时，其所受合力为零C．小球从A点运动到B点的过程中，它的机械能一直增大D．小球从A点运动到B点的过程中，它的机械能先增大后减小7、(本题9分)如图所示的电场中有A、B两点，下列判定正确的是：()A．电势φA>φB，场强EA>EBB．电势φA>φB，场强EA<EBC．将电荷量为q的正电荷从A点移动B点，电场力做正功，电势能减小D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有电势能8、(本题9分)2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆。为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国于2018年5月21日成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”如图所示，“鹊桥号”中继星围绕地月拉格朗日L2点旋转，“鹊桥号”与L2点的距离远小于L2点与地球的距离。已知位于地月拉格朗日Ll、L2点处的小物体能够在地月的引力作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（）A．“鹊桥号”的发射速度大于11.2km/sB．“鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期C．同一卫星在L2点受地月引力的合力比在L1点受地月引力的合力大D．“鹊桥号”若刚好位于L2点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持9、(本题9分)由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径变小了，那么卫星的（）A．速率变大 B．角速度变小 C．向心加速度变大 D．周期变小10、(本题9分)如图，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在电场中通过A、B两点的连线中点对称地选取一个闭合路径abcd。现将一个质子沿abcd移动一周，下列说法正确的是（）A．a点和b点的电场强度相同B．c点电势低于于d点电势C．由b→c，电场力一直做正功D．由c→d，质子电势能一直在增加11、儿童乐园中，一个小孩骑在木马上随木马一起在水平而内匀速转动，转轴到木马的距离为r，小孩的向心加速度为a，如把小孩的转动看做匀速圆周运动，则（）A．小孩相对于圆心的线速度不变B．小孩的线速度大小为C．小孩在时间t内通过的路程为D．小孩做匀速圆周运动的周期12、(本题9分)2019年1月19日，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第42、43颗北斗导航卫星。对于那些在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，下列物理量一定相同的是A．线速度的大小B．向心力的大小C．周期D．向心加速度的大小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用图示的实验装置探究合力做功与动能变化的关系．（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，需要平衡阻力．关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是_______（2）甲小组同学正确平衡了阻力，选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M，取砝码的总重力值作为绳子的拉力值，按正确操作得到图示的一条纸带．在纸带上选取三个连续计时点A、B、C，测得它们到静止释放的起始点O的距离分别为sA、sB、sC，打点计时器的工作频率为f，已知当地重力加速度为g，从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=_______，小车动能变化量ΔEk=__________．（3）乙小组同学也正确平衡了阻力，但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M．在处理数据时，他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值，并采用图像法进行数据分析：在纸带上选取多个计数点，测量静止释放的起始点O到每个计数点的距离，并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W．他们作出的图线为__________．14、（10分）(本题9分)某同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。(1)除了图甲装置中的器材之外，还必须从图乙中选取实验器材，其名称是___________；(2)指出图甲装置中不合理的地方(一处)___________；(3)小明同学通过正确实验操作得到了如图丙的一条纸带，读出计数点0、4两点间的距离为___________cm；(4)已知打点计时器的电源频率为50Hz，计算得出打下计数点5时纸带速度的大小为___________m/s(保留2位有效数字)。(5)在实际的测量中，重物减少的重力势能通常会___________(选填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的动能，这样产生的误差属于___________(选填“系统误差”或“偶然误差”)(6)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒。在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确___________(选填“正确”或“不正确”)，并说明原因___________。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)如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.20m的绝缘轻线把质量为m=0.10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为θ=37°．现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放．g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．求：（1）小球所受电场力的大小；（2）小球通过最低点C时的速度大小；（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小．16、（12分）(本题9分)如图所示，长为R的不可伸长轻绳上端固定在O点，下端连接一只小球，小球与地面间的距离可以忽略（但小球不受地面支持力）且处于静止状态．现给小球一沿水平方向的初速度，使其开始在竖直平面内做圆周运动．设小球到达最高点时轻绳突然断开，已知最后小球落在距初始位置水平距离为4R的地面上，重力加速度为g．试求：(图中所标初速度v0的数值未知)(1)绳突然断开时小球的速度；(2)小球刚开始运动时对绳的拉力．17、（12分）(本题9分)如图所示，质量为2kg的物体在竖直平面内高h=1m的光滑弧形轨道A点，以初速度=4m/s沿轨道下滑，并进入水平轨道BC．BC=1.8m，物体在BC段所受到的阻力为8N。(g=10m/s²)。求：(1)物体刚下滑到B点时的速度大小；(2)物体通过BC时在C点的动能；(3)物体上升到另一光滑弧形轨道CD后，又滑回BC轨道，最后停止在离B点多远的位置。

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、A【解析】

首先通过实验的方法较准确地测出引力常量的物理学家是卡文迪许;A.卡文迪许，与结论相符；B.牛顿，与结论不相符；C.库仑，与结论不相符；D.开普勒，与结论不相符；2、A【解析】

（1）根据重力势能的定义可以知道，重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的。故A正确；（2）重力势能的大小与零势能面（参考平面）的选取有关，零势能面不同，重力势能不同，B错误；（3）重力势能等于零的物体，其重力势能也能减小，在零势能面以下，重力势能为负，C错误；（4）若地面不是零势能面，则在地面上的物体重力势能不为零，D错误。故本题选A。3、B【解析】

由于图象的斜率表示加速度，所以从图象中可以看出从点到点，带正电粒子的加速度逐渐减小，所以电场力就减小，电场强度就逐渐减小，即；从点到点正电荷的速度增大，说明了电场力做正功，电势能减小，根据可知电势降低，即，故选项B正确，A、C、D错误。4、D【解析】

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；5、B【解析】试题分析：小球做平抛运动，因为每级台阶的高度和宽度均为1m，故小球落到台阶上时有yx=11，在竖直方向上y=12gt2，在水平方向上x=考点：考查了平抛运动规律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握平抛运动的特点：水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，难度不大，属于基础题．6、C【解析】

A.设细线的长度为L．小铁块从A到B的过程，由动能定理得：FLsin60°-mgL（1-cos60°）=0，解得：F=mg＜mg，即恒力F的值小于小球的重力，故A错误。B.小球运动到B点时，速度为零，合力不为零，故B错误；CD.恒力一直做正功，由功能关系知，小球的机械能一直增大，故C正确，D错误。7、BC【解析】

AB、电场线疏密表示电场的强弱，故场强，沿着电场线的方向电势降低，可知，故B正确，A错误；C、将电荷量为q的正电荷放在电场中，受力的方向是从A指向B，故从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，故C正确；D、将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，根据可知负电荷在电势低的地方电势能大，即有，故D错误；故选BC．8、BC【解析】

A、11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于11.2km/s，故A不符合题意；B、根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B符合题意；C、“鹊桥”中继星在的L2点是距离地球最远的拉格朗日点，由Fn=mω2r可知在L2点所受月球和地球引力的合力比在L1点要大，故C符合题意；D、“鹊桥号”若刚好位于L2点，由几何关系可知，通讯范围较小，并不能更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持，故D不符合题意。9、ACD【解析】

人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，得：，可得：A.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则速率变大，选项A正确；B.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则角速度变大，选项B错误；C.由，人造地球卫星的轨道半径变小了，则向心加速度变大，选项C正确；D.由可知人造地球卫星的轨道半径减小时，周期变小，故D正确。10、BD【解析】

等量同种电荷电场线如图：

A．结合等量异种点电荷的电场线的图象可知，ab两点的电场强度的方向不同，故A错误；

B．d点的电势为正值，c点的电势为负值，c点电势低于d点电势，故B正确；

C．在bc的连线上，两电荷连线上方，场强竖直向分量向下，两电荷连线下方，场强竖直向分量向上。则质子由b到c，电场力先做正功后做负功，故C错误；

D．由c→d，质子受力的方向与运动的方向之间的夹角始终是钝角，电场力做负功，电势能一直在增大，故D正确。故选BD。11、CD【解析】

A.匀速圆周运动时，线速度的大小不变，方向时刻改变；故A错误.B.根据得：；故B错误.C.小孩在时间t内通过的路程为；故C正确.D.小孩做匀速圆周运动的周期；故D正确.12、ACD【解析】

根据万有引力等于向心力，则有，解得，，，对于在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，故其线速度大小相同，周期相同，向心加速度的大小相同，由于北斗卫星的质量未知，所以向心力的大小不一定相同，故选项A、C、D正确，B错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BmgsBB【解析】

(1)[1]平衡摩擦时应不挂钩码，原理是让重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力，故B正确；(2)[2]拉力做功等于重力势能的减少量，即，[3]小车动能变化量；(3)[4]由于已经平衡摩擦，所以拉力做功等于动能的增量，即图线应该为一条过原点的直线，故B正确．14、（1）刻度尺（2）重锤离打点计时器太远（3）3.11（4）0.91（5）略大于系统误差（6）不正确要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。【解析】

第一空.实验中不需要秒表测时间；要验证的表达式：mgh=mv2两边的m消掉，则不需要用天平测量质量；由而不需要弹簧秤；则除了图甲装置中的器材之外，还必须从图乙中选取刻度尺；第二空.图甲装置中不合理的地方：重锤离打点计时器太远；第三空.计数点0、4