2023-2024学年辽宁省辽阳市高一（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年辽宁省辽阳市高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.如图所示，斜面体放在光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止开始沿斜面下滑。在物体下滑过程中，物体和斜面体组成的系统(

)A.机械能守恒，动量不守恒 B.机械能与动量均不守恒

C.机械能与动量均守恒 D.机械能不守恒，动量守恒2.下列说法正确的是(

)A.静电力常量为9.0×106N⋅m2/C2

B.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为3.关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是(

)

A.如图甲所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力

B.如图乙所示，在水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、拉力和向心力

C.如图丙所示，某同学用一次性杯子做的“水流星”，杯子恰好过最高点的速度为零

D.如图丁所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力4.若高铁在平直铁轨上运行时受到的阻力大小f=kv2，其中k为常量，v为高铁运行的速度，当高铁以某一速度匀速行驶时，发动机的功率为P，则当高铁的运行速度增大为原来的两倍时，发动机的功率为(

)A.2P B.4P C.8P D.16P5.在某一点电荷产生的电场中，A、B两点的电场强度方向如图所示，则A、B两点的电场强度大小之比为(

)A.1：3 B.3：1 C.1：4 D.4：16.甲、乙两滑块的质量分别为2m和m，它们以相同的速率v在光滑水平面上相向运动并发生碰撞。若碰撞后两滑块黏合在一起，则碰撞过程中系统损失的机械能为(

)A.43mv2 B.mv27.科学研究表明，当天体的逃逸速度(即第二宇宙速度，其大小为第一宇宙速度的2倍)超过光速c时，该天体就是黑洞。2023年9月，由中国科学家领导的国际合作团队首次证实了黑洞存在自转，已知引力常量为G，则一个质量为M、半径最大的黑洞，其自转周期的最小值为(

)A.22πGMc2 B.4二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.电场强度是描述电场的重要概念，电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，电场可以用电场线描述，下列关于电场和电场线的说法，正确的是(

)A.电场是客观存在的，电场线是虚拟的 B.电场是虚拟的，电场线是客观存在的

C.同一电场内，电场线越密的地方电场越强 D.同一电场内，电场线越密的地方电场越弱9.如图所示，篮球在指尖上绕轴转动。关于球面上做圆周运动的P、Q两点，下列说法正确的是(

)A.Q点的转动半径大于P点的转动半径

B.Q点的线速度大于P点的线速度

C.Q点的角速度大于P点的角速度

D.Q点的向心加速度大于P点的向心加速度10.如图所示，粗糙斜面体静置于水平地面上，一木块从斜面底端开始以某一初速度沿斜面上滑，然后又返回出发点，在木块运动的过程中斜面体始终保持静止。下列能大致描述木块整个运动过程中的速度v，地面对斜面体的摩擦力Ff、木块动能Ek、木块机械能E与时间t之间关系的图象是(v−t图以初速度方向为正方向，Ff−t图以水平向左为正方向)A. B.

C. D.三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.某同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：

A.左右调整垫块的位置，直至接通电源，轻推小车A，纸带上打出一系列分布均匀的小点，断开电源；

B.将另一相同的小车B(图甲中未画出)静置于P处，并将质量合适的钩码轻放在小车B中；

C.接通电源，沿木板方向推小车A，两小车碰撞后粘在一起，打出一系列的小点如图乙所示。

(1)在如图乙所示的纸带中，______(填“x1”或“x2”)对应的点先打出。

(2)若已知打点计时器所接交变电源的频率为f，用天平测出小车A的质量为m1，小车B(包括钩码)的质量为m2，则碰撞前瞬间系统的总动量p1=______，碰撞后瞬间系统的总动量p212.某同学用气垫导轨(图中未画出，滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。主要实验步骤如下：

A.将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；

B.测出挡光条的宽度d和两光电门中心间的距离L；

C.用天平测出滑块和挡光条的总质量m1，再测出托盘和砝码的总质量m2；

D.用手将滑块固定在光电门1左侧某处，将滑块______，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2；

E.测出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间t1和t2；

F.处理实验数据。

(1)请将步骤D补充完整。

(2)滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能，滑块通过光电门1时的速度大小为______。

(3)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，确定系统重力势能的______(填“增加量”或“减少量”)。

(4)若在误差允许的范围内，满足关系式______(用m1、m2、t1、t2、L、d以及重力加速度大小四、简答题：本大题共1小题，共10分。13.如图所示，用长度为L的轻质绝缘细绳系住质量为m的带电小球(视为质点)，并将带电小球悬挂于电场强度为E的匀强电场中，带电小球静止时，细绳向左偏离竖直方向的角度为θ。重力加速度大小为g，不计空气阻力。

(1)判断小球的电性(不用说明理由)；

(2)求小球所带的电荷量q；

(3)若撤去电场，求小球到达最低点时的速度大小v。五、计算题：本大题共2小题，共30分。14.2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，于6月2日成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。假设某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在竖直固定光滑圆轨道内部最低点静置一可视为质点的小球，如图所示，当给小球一瞬时冲量时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动，且通过圆轨道最高点时的速度大小为v。已知小球的质量为m，月球的半径为R，圆轨道的半径为r，求：

(1)月球的重力加速度大小g；

(2)月球的第一宇宙速度v1；

(3)该瞬时冲量的大小I。15.如图所示，足够大的水平平台AB与水平地面OD间的高度差为ℎ，OB⊥OD，C为OD的中点。一物块静止在平台边缘B处，质量为m0的小球从D点以某一初速度沿与水平方向夹角θ=37°的方向斜向上射出，恰好水平击中物块，碰撞后小球反弹落到C点。物块与平台间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，小球与物块的碰撞为弹性碰撞(碰撞时间极短)，物块与小球均视为质点，不计空气阻力。求：

(1)小球击中物块前瞬间小球的速度大小v0；

(2)物块的质量m；

(3)物块在平台上滑行的路程x。

答案解析1.A

【解析】解：由题知，斜面和地面光滑，物体加速下滑，斜面向左加速，将物体和斜面看作整体分析，水平方向不受外力作用，竖直方向只受重力作用

根据机械能守恒定律“在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变”可知，物体和斜面体组成的系统机械能守恒。

根据系统动量守恒定律成立的条件“①系统不受外力或者所受外力之和为零，②或者系统所受外力远小于内力，可以忽略不计，③系统在某一个方向上不受外力或者所受外力之和为零，在该方向上动量守恒”可知，物体和斜面体组成的系统只在水平方向动量守恒，而系统整体动量不守恒。故A正确，BCD错误。

故选：A。

斜面光滑，物体加速下滑，斜面向左加速，将物体和斜面看作整体分析，水平方向不受外力，竖直方向受重力作用，动量不守恒，机械能守恒。

机械能守恒定律和动量守恒定律的适用条件一定要掌握好，避免判断错误。2.B

【解析】解：B.处于静电平衡状态的导体，其感应电荷产生的电场与外电场相互抵消，因此内部场强为零，故B正确；

A.静电力常量应为9.0×109N⋅m2/C2，故A错误；

C.带电物体的电荷量仅能为元电荷e=1.6×10−19C的整数倍，而这个电荷量为2×10−19C的带电粒子不是元电荷的整数倍，所以不存在这样的粒子，故C错误；

3.D

【解析】解：A.如图甲所示，汽车要安全通过拱桥最高点时，汽车在竖直方向上受到重力和支持力，根据牛顿第二定律可知：mg−FN=mv2R，可得桥面对车的支持力小于车受到的重力，根据牛顿第三定律可知，车对桥面的压力小于车受到的重力，故A错误；

B.如图乙所示，在水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、拉力的作用，故B错误；

C.如图丙所示，某同学用一次性杯子做的“水流星”，杯子恰好过最高点，重力提供向心力：mg=mv2R，则杯子恰好过最高点的速度为：v=gR>0，故C错误；

D.火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支持力的合力提供，此时车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确；

故选：D。

A4.C

【解析】解：当高铁匀速运行时，根据功率和速度的关系式P=Fv=fv=kv2⋅v=kv3，当高铁运行速度变为2v时，发动机功率P′=k(2v)2⋅2v=8kv3=8P5.A

【解析】如图所示：

O点为电荷所处的位置，则Ea=kQOA2；

EB=kQOB2

OB6.A

【解析】解：取甲速度方向为正方向，碰撞前后动量守恒，则

2mv−mv=(2m+m)v′

解得

v′=v3

碰撞过程中系统损失的机械能为

ΔE=12×2mv2+12mv2−12×(2m+m)v′7.B

【解析】解：根据万有引力提供向心力

GMmR2=mv2R

可得天体的第一宇宙速度

v=GMR

根据题意可知

2GMR=c

质量为M的黑洞，最大半径

R=2GMc2

黑洞自转不瓦解，需满足

GMmR2=mR(2πTmin)8.AC

【解析】解：AB、电场是客观存在的一种物质，电场线是为了直观形象的描述电场的分布，而引入的假想的曲线，故A正确，B错误；

CD、电场线的疏密表示电场的强弱，所以在同一电场内，电场线越密的地方电场越强，故C正确，D错误。

故选：AC。

AB、根据电场是客观存在的物质，电场线是假想的曲线分析；

CD、根据电场线的疏密表示电场的强弱分析。

本题考查了电场及其性质、电场线的定义和特点，解题的关键是知道电场虽然看不见，但是是客观存在的物质，知道电场线的疏密表示电场的强弱。9.ABD

【解析】解：A、P、Q两点在水平方向做圆周运动，半径垂直于转轴，根据题图可知：rQ>rP，即Q点的转动半径大于P点的转动半径，故A正确；

C、篮球上的P、Q绕轴做同轴转动，因此P、Q两点做圆周运动的角速度相等，故C错误；

B、根据线速度与角速度的关系可知：v=rω，由于rQ>rP，因此vQ>vP，故B正确；

D、根据向心加速度公式可得：a=rω2，由于rQ>rP，因此aQ>aP，故D正确。

10.BC

【解析】解：设木块和斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾斜角为θ，木块的质量为m，斜面的质量为M

A、对木块进行受力分析，由牛顿第二定律可得：

上滑时，有：mgsinθ+μmgcosθ=ma1

解得：a1=g(sinθ+μcosθ)

下滑时，有：mgsinθ−μmgcosθ=ma2

解得：a2=g(sinθ−μgcosθ)

故上滑时做加速度大小为a1=g(sinθ+μcosθ)的匀减速运动，下滑时做加速度为a2=g(sinθ−μgcosθ)的匀加速运动；

，图象上滑时图象的倾角比下滑时大，故A错误；

B、对木块和斜面整体，根据牛顿第二定律

木块上滑时整体水平方向有：Ff1=ma1cosθ，大小保持不变，方向水平向左，

木块下滑时整体水平方向有：Ff2=ma2cosθ，大小保持不变，方向水平向左，且Ff1>Ff2，故B正确；

C、上滑时v=v0−a1t，动能为：Ek=12m(v0−a1t)11.x2

m1f【解析】解：(1)因小车A碰前的速度大于碰后的速度，可知在如图乙所示的纸带中，x2对应的点先打出。

(2)碰撞前瞬间系统的总动量

p1=m1v1=m1x24×1f=14m112.由静止释放

dt1

减少量

【解析】解：(1)用手将滑块固定在光电门1左侧某处，将滑块由静止释放，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2。

(2)由于挡光条的宽度很小，经过光电门的挡光时间很小，可用挡光过程的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过光电门1时的速度大小为

v1=dt1

(3)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，托盘和砝码向下运动，所以确定系统重力势能的减少量。

(4)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能减少量为

ΔEp=m2gL

滑块通过光电门2时的速度大小为

v2=dt2

系统动能增加量为

ΔEk=12(m1+m2)v213.解：(1)小球处于静止状态，合力为零，受力分析如下图所示：

由图可知，小球所受电场力与场强的方向相反，可知小球带负电。

(2)由力的平衡则有：qEmg=tanθ

可得电荷量：q=mgtanθE

(3)若撤去电场，从释放到小球到达最低点过程，由动能定理有：mgL(1−cosθ)=12mv2−0

可得：v=2gL(1−cosθ)

答：(1)小球带负电；

(2)小球所带的电荷量q【解析】(1)根据小球受力平衡、电场力与场强的方向分析；

(2)根据力的平衡可得电荷量；

(3)小球从释放到最低点过程利用动能定理求解。

本题考查了带电粒子在电场中的运动、动能定理，比较简单，解题的关键是正确对小球受力分析。14.解：(1)小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动，有mg=mv2r

解得g=v2r

(2)设月球的近地面的卫星质量为m′

则GMm′R2=m′v12R=m′g

解得v1=gR=vRr

(3)设小球在圆轨道最低点时的速度大小为v0，对小球从最低点运动到最高点的过程，

根据动能定理有−mg⋅2r