湖南省衡阳耒阳市第二中学教育集团2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

第第页湖南省衡阳耒阳市第二中学教育集团2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。只有一个选项符合题目要求）。1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A．牛顿、开普勒 B．开普勒、伽利略C．开普勒、卡文迪什 D．牛顿、卡文迪什2．如图所示，乒乓球在水平桌面上匀速运动，不计阻力。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒（直径略大于乒乓球的直径），当乒乓球经过筒口的正前方时，沿球与筒口连线方向水平吹球，下列说法正确的是（）A．乒乓球仍沿原方向做直线运动 B．乒乓球能沿吹气方向进入纸筒C．乒乓球将会运动至纸筒左侧 D．乒乓球将会运动至纸筒右侧3．如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，以地面为重力势能零，下列说法是正确的是（）A．物体在A点具有的机械能是1B．物体在A点具有的机械能是mC．物体在A点具有的动能是mD．物体在A点具有的动能是mg（H-h）4．在下图各种电场中，A、B两点电场强度相同的是（）A． B．C． D．5．某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两电极始终不接触）。在风力变大时（）A．电容器电容变大，静电计指针张角变大B．电容器电容变大，静电计指针张角变小C．电容器电容变小，静电计指针张角变大D．电容器电容变小，静电计指针张角变小6．如图所示，竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽，半径为2R，一质量为m的滑块（可视为质点）从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落，经过半圆弧槽后，滑块从半圆弧槽的左端冲出，刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B点。不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法错误的是（）A．滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度为6gRB．滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力为3mgC．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为mgRD．滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度为2gR二、多选题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．某质点做曲线运动的轨迹如图中虚线所示，则下列各图中标出的质点通过位置P时的速度v、加速度a的方向，可能正确的是A． B．C． D．8．如图所示，小球以5m/s的速度水平抛开，经过0.8s落地，取g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的有()A．小球在水平方向的位移大小是3.2mB．小球在竖直方向的位移大小是3.2mC．小球落地时在水平方向的速度大小是5m/sD．小球落地时在竖直方向的速度大小是5m/s9．2018年12月27日，中国北斗三号基本系统完成建设，开始提供全球服务。北斗三号卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。假如静止轨道卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P处点火加速，由椭圆轨道1变成静止圆轨道2，下列说法正确的是（）A．卫星在轨道2上运行时的速度小于7.9km/sB．卫星变轨前后的速度相等C．卫星在轨道2上运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体的向心加速度小D．卫星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点的加速度大小相等10．在x轴上的O点和A点分别固定有点电荷q1和点电荷q2,x轴上O、A点之间各点的电势φ随x变化的图像如图所示，M为OAA．在x轴上O、A点之间，M点的电场强度最小B．点电荷q1C．将电子从M点移动到A点的过程中，电子的电势能减小D．O、A点之间电场强度的方向沿x轴正方向三、实验题（每空2分，共18分）．11．在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：（1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做；（2）该同学用频闪照相机拍㧐到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长L=0.4cm，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔s曝光一次，小球平拋初速度为v0=m12．用自由落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。（1）关于该实验，下列说法正确的是______。A．应选用质量大、密度小的重锤B．需要用天平测量重物的质量C．应先释放纸带再接通电源D．实验时，应调节计时器使它的限位孔与纸带处在同一竖直线上（2）打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，选取一条点迹清晰的纸带（如图乙所示），打点计时器所打的第一点为O点，舍去前面间隔较短的点迹（图中未画出），在适当位置选取打点计时器连续打下的3个点A、B、C。测得OA=25.90cm，OB=30.55cm，OC=35.50cm，已知重锤的质量为200g，当地重力加速度g=9.8m/s（3）重物从O点运动到B点，重力势能减少量ΔEp=J，动能的增加量（4）对比ΔEp和ΔE四、解答题（共34分。）13．“氢气型”电动汽车利用氢气和氧气直接反应生成水，对环境没有污染。其发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m=2t，在水平路面上行驶时受到的阻力是800N，汽车在额定功率下匀速行驶，求：（1）匀速行驶的速度大小。（2）阻力做功的功率大小。14．如图所示，竖直平面内光滑细管弯成的圆弧形轨道半径R=0.5m，质量m=1kg的小球在最高点Q受到轻微扰动，由静止沿管道从右侧滑下。小球经最低点A从管道P点飞出后恰好垂直打在竖直墙面BC上的E点（图中未画出），OP与OA的夹角θ=53∘。已知小球直径远小于R且可视为质点，重力加速度g取10m（1）小球到达P点时，管道对小球弹力的大小和方向；（2）Q、E之间的高度差h。15．一质量为m的带电小球以速度v0沿竖直方向从A点垂直进入匀强电场E中，如图9所示，经过一段时间后到达B点，其速度变为水平方向，大小仍为v0，重力加速度为g，求：(1)小球带电情况；(2)小球由A到B的位移；(3)小球速度的最小值．

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】要熟练掌握物理学发展史上的重大事件，这也是考点要求之一。发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是牛顿、卡文迪什。故选D。

【分析】明确万有引力定律发现的基本历程，根据牛顿和卡文迪什的物理学成就解答。2．【答案】C【解析】【解答】本题关键明确乒乓球参与的两个分运动，然后合成得到合运动。乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动，实际运动是两个运动的合运动，故一定不会进入纸筒，由于吹起前，乒乓球由右向左运动，故乒乓球将会运动至纸筒左侧，C正确，ABD错误。故选C。

【分析】曲线运动的条件是合力与速度不共线；通常用正交分解法研究曲线运动。3．【答案】A【解析】【解答】AB．物体在抛出点的机械能为

E=12CD．根据

EkA+mgh=E故CD错误。故选A。

【分析】物体离开桌面后只有重力做功，机械能守恒，则物体在A点机械能也为该值，根据机械能守恒定律求解动能。4．【答案】C【解析】【解答】矢量大小和方向都相同才相同．对于常见电场的电场线分布要了解，有助于解题．C．场强是矢量，既有大小又有方向，而电场线的疏密反映场强的大小，电场线的切线方向反映场强的方向，电场强度相同必须大小和方向均相同的，故C正确；A．两点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；B．两点电场强度方向相同，但大小不等，故B错误；D．两点电场强度大小不等，方向不同，故D错误。故选C。

【分析】电场强度是矢量，只有大小、方向均相同时，矢量才相同．根据电场线的分布判断。5．【答案】B【解析】【解答】根据电容的决定式有C=在风力变大时，移动距离变大，则电容器两极板间的距离d变小，根据表达式可以得出电容器电容变大，根据电容的定义式有U=由于电容器带电量不变，电容变大可知电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小。故选B。

【分析】利用电容的决定式可以判别电容的变化；结合电容的定义式可以判别电势差的大小变化。6．【答案】D【解析】【解答】解答本题的关键要明确滑块经过半圆弧槽时，对轨道的压力与速度有关，运用动能定理时，要明确研究过程。A．小球从A点到D点，由机械能守恒定律得mg×3R=解得v故A正确不符合题意；B．滑块第一次到达D点时，对半圆弧槽的压力等于圆弧槽对其的弹力N=m故B正确不符合题意；C．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为W故C正确不符合题意；D．如果两次克服阻力做功相同，滑块从B点返回后经C再次到达D点时，速度为mg2R−解得v但第二次速度小于第一次，根据向心力方程可知，在各位置对应压力小于第一次，则阻力小于第一次，克服阻力做功小于第一次，所以速度大于2gR，故D错误符合题意。故选D。

【分析】小球从A点到D点，根据机械能守恒定律求解滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度；滑块第一次到达D点时，由圆弧槽对其的弹力提供向心力，由牛顿第二定律求出轨道对滑块的弹力，从而得到滑块对半圆弧槽的压力；小球从A点到B点的整个过程，利用动能定理求解通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功；滑块从B点返回后经C再次到达D点时，假设两次克服阻力做功相同，根据动能定理求出再次到达D点时的速度。分析克服阻力做功的变化分析速度的变化。7．【答案】A,C【解析】【解答】物体做曲线运动时，物体的速度方向为轨迹的切线方向，加速度方向为轨迹的弯曲方向，所以AC正确BD错误

【分析】物体做曲线运动时，利用切线方向可以判别速度的方向，加速度的方向为轨迹的弯曲方向。8．【答案】B,C【解析】【解答】A．小球做平抛运动，小球在水平方向做匀速运动直线运动，根据位移公式则有x=vt=4m故A错误；B．小球在竖直方向做自由落体运动，根据位移公式则竖直位移h=故B正确；C．由于水平方向做匀速直线运动，则落地时水平方向速度不变还是5m/s，故C正确；D．根据速度公式可以得出竖直方向速度vy=gt=8m/s故D错误。故选BC。

【分析】利用水平方向的位移公式可以求出水平方向位移的大小；水平方向速度保持不变；利用竖直方向的位移公式可以求出竖直方向的位移；利用速度公式可以求出竖直方向速度的大小。9．【答案】A,D【解析】【解答】A.7.9km/s是第一宇宙速度，是近地卫星的环绕速度，根据线速度的表达式有v=GMB．由椭圆轨道1变到圆轨道2做离心运动则要加速，速度增大，B错误。C．轨道2是同步轨道，在轨道2上的角速度与在赤道上相对地球静止的物体的角速度相同，根据向心加速度的表达式有a=r可知半径大的加速度大，C错误。D．在同一点引力相同，根据加速度的表达式a=GM故选AD。

【分析】利用线速度的表达式可以比较线速度的大小；利用离心运动可以判别速度的变化；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小；利用角速度相等时结合半径的大小可以比较加速度的大小。10．【答案】A,C【解析】【解答】本题考查φ-x图像问题，关键是要知道φ-x图像的斜率代表场强，顺着电场线方向电势逐渐降低。A．φ−x图像的斜率大小等于电场强度大小，所以M点的电场强度最小，选项A正确；BD．分析题中图像可知，点电荷q1带的是负电荷，点电荷q2带的是正电荷，O、A点之间电场强度的方向沿C．电子带负电，由于M点到A点电势升高，因此将电子从M点移动到A点的过程中电子的电势能减小，选项C正确。故选AC。

【分析】φ-x图像的斜率大小等于电场强度大小，由斜率大小分析电场强度大小；根据O、A点之间电势变化情况判断电场强度方向，确定点电荷q1、q2的电性；根据Ep=qφ分析电子电势能的变化情况。11．【答案】（1）自由落体运动；匀速直线运动（2）0.02​​​​​​​；0.4【解析】【解答】本题主要考查了平抛运动的相关应用，解题的关键点是理解平抛运动在不同方向上的运动特点，结合运动学公式即可完成求解。

（1）用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。（2）在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得Δ解得T=0.02在水平方向，根据匀速直线运动可得v0=xT12．【答案】（1）D（2）2.4（3）0.60；0.58（4）见解析【解析】【解答】（1）A．重物下落过程中，为了让重物下落接近自由落体运动，为了减小空气阻力的影响，实验中应选用质量大、体积小，即密度大的重锤，故A错误；B．若重锤初速度为0，根据机械能守恒定律有mgh=重锤质量可以消去，可知，实验中不需要用天平测量重物的质量，故B错误；C．为了避免纸带上出现大量空白段落，充分利用纸带，使打第一个点时的速度为0，实验中应先接通电源打点再释放纸带，故C错误；D．实验时，为了减小打点计时器限位孔与纸带之间的阻力，应调节计时器使它的限位孔与纸带处在同一竖直线上，故D正确。故选D。（2）打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，根据打点频率可以得出周期为0.02s，匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，根据平均速度公式则打点计时器打下B点时重锤的速度v（3）重物从O点运动到B点，根据重力势能的表达式可以得出重力势能减少量Δ根据动能的表达式可以得出动能的增加量Δ（4）在误差允许的范围内，当ΔEp和ΔEk的数值接近相等，即可以得出的结论是在误差允许的范围内，重锤下落过程机械能守恒。

【分析】（1）重物下落过程中，为了减小空气阻力的影响，实验中应选用密度大的重锤；根据机械能守恒定律重锤质量可以消去，可知，实验中不需要用天平测量重物的质量；为了充分利用纸带，使打第一个点时的速度为0，实验中应先接通电源打点再释放纸带误；实验时，为了减小打点计时器限位孔与纸带之间的阻力，应调节计时器使它的限位孔与纸带处在同一竖直线上；

（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；

（3）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的减少量；利用动能的表达式可以求出动能的增量；

（4）当（1）A．为了减小空气阻力的影响，实验中应选用质量大、体积小，即密度大的重锤，故A错误；B．若重锤初速度为0，则有mgh=重锤质量可以消去，可知，实验中不需要用天平测量重物的质量，故B错误；C．为了避免纸带上出现大量空白段落，使打第一个点时的速度为0，实验中应先接通电源打点再释放纸带，故C错误；D．为了减小打点计时器限位孔与纸带之间的阻力，实验时，应调节计时器使它的限位孔与纸带处在同一竖直线上，故D正确。故选D。（2）打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，则周期为0.02s，匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打点计时器打下B点时重锤的速度v（3）[1]重物从O点运动到B点，重力势能减少量Δ[2]结合上述，动能的增加量Δ（4）对比上述ΔEp和ΔEk的数值，在误差允许的范围内，可以近似认为13．【答案】（1）汽车匀速行驶时，汽车牵引力等于阻力F=f又P=Fv代入数据得v=30m/s（2）阻力做功的功率大小Pf=fv=800×30W=24000W【解析】【分析】（1）当汽车匀速行驶时，利用平衡方程结合功率的表达式可以求出汽车速度的大小；

（