2022-2023學年云南省玉溪市通海重點中學高一（下）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學年云南省玉溪市通海重點中學高一（下）期末物理試卷一、單選題（本大題共8小題，共24.0分）1.2015年9月科學家探測到宇宙中距離我們13億光年的兩個黑洞合并而產(chǎn)生的引力波，填補了愛因斯坦廣義相對論實驗驗證的最后一塊“拼圖”。關于相對論下列說法正確的是(

)A.經(jīng)典時空觀認為時間和空間是相互關聯(lián)的

B.相對于觀察者運動的時鐘會變慢

C.在運動的參照系中測得的光速與其運動的速度有關

D.同一物體的長度不隨觀察者所處參考系的變換而改變2.等量異種點電荷a、b周圍的電場線如圖所示，c、d是某電場線上左右對稱的兩點，下列說法正確的是(

)A.a是正點電荷、b是負點電荷

B.c、d兩點電場強度大小相同

C.c、d兩點電場方向相同

D.從c點靜止釋放一個正電荷，電荷就會沿著電場線到達d點3.如圖所示，處于同一豎直平面內(nèi)的兩根光滑絕緣細桿與豎直方向的夾角分別為α、β(α<β)，套在兩根桿上的帶電小球A、B(均可視為點電荷)恰好靜止在同一水平面上。下列說法正確的是(

)A.A球所帶電荷量一定小于B球所帶電荷量

B.A球質(zhì)量一定大于B球質(zhì)量

C.若因漏電A球電荷量逐漸減小，重新平衡后，A、B之間的庫侖力可能減小

D.若因漏電A球電荷量逐漸減小，重新平衡后，A、B連線一定水平4.如圖所示，靜止在光滑水平面上的物體A，一端靠著處于自然狀態(tài)的彈簧．現(xiàn)對物體作用一水平恒力，在彈簧被壓縮到最短的過程中，物體的速度和加速度變化的情況是(

)A.速度增大，加速度增大 B.速度增大，加速度減小

C.速度先增大后減小，加速度先增大后減小 D.速度先增大后減小，加速度先減小后增大5.2019年春節(jié)期間，中國科幻電影里程碑的作品《流浪地球》熱播。影片中為了讓地球逃離太陽系，人們在地球上建造特大功率發(fā)動機，使地球完成一系列變軌操作，其逃離過程如圖所示，地球在橢圓軌道I上運行到遠日點B變軌，進入圓形軌道Ⅱ.在圓形軌道Ⅱ上運行到B點時再次加速變軌，從而最終擺脫太陽束縛。對于該過程，下列說法正確的是(

)A.沿軌道I運動至B點時，需向前噴氣減速才能進入軌道Ⅱ

B.沿軌道I運行時，在A點的加速度小于在B點的加速度

C.沿軌道I運行的周期小于沿軌道Ⅱ運行的周期

D.在軌道I上由A點運行到B點的過程，速度逐漸增大6.如圖所示，半球形金屬殼豎直固定放置，開口向上，半徑為R，質(zhì)量為m的物塊，沿著金屬殼內(nèi)壁滑下，滑到最低點時速度大小為v，若物體與球殼之間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點時，下列說法正確的是(

)A.受到向心力為mg+mv2R B.受到的支持力為mg+mv2R

7.如圖所示，圓盤上疊放著兩個物塊A和B，當圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉動時，物塊與圓盤始終保持相對靜止，則(

)A.物塊A不受摩擦力作用

B.物塊B受5個力作用

C.當轉速增大時，A受摩擦力增大，B受摩擦力減小

D.A對B的摩擦力方向沿半徑指向轉軸

8.人用繩子通過動滑輪拉物體A，A穿在光滑的豎直桿上，當以速度v0勻速地拉繩，使物體

A到達如圖所示位置時，繩與豎直桿的夾角為θ，以下說法正確的是(

)A.A物體運動可分解成沿繩子方向的直線運動和沿豎直桿向上的運動

B.A物體實際運動的速度是v0cosθ

C.A物體實際運動的速度是v0cosθ二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）9.如圖所示，x軸在水平地面上，y軸沿豎直方向，圖中畫出了從y軸上沿x軸正方向拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡，其中b和c是從同一點拋出的，不計空氣阻力，則(

)A.a的運動時間比b的長

B.b和c的運動時間相同

C.a的初速度比b的大

D.b的初速度比c的小10.如圖所示，光滑絕緣細桿與水平面成θ角固定，桿上套有一帶正電的小球，質(zhì)量為m，帶電荷量為q。若使小球在桿上保持靜止，可加一勻強電場，則所加電場的方向和電場強度大小可能為(

)

A.垂直于桿斜向上，電場強度大小為mgcosθq

B.豎直向上，電場強度大小為mgq

C.垂直于桿斜向上，電場強度大小為mgsinθq

11.質(zhì)量為m的物體置于傾角為α的斜面上，物體和斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，在外力作用下斜面以加速度a向左做勻加速直線運動，如圖所示，運動過程中物體與斜面之間保持相對靜止，則下列說法正確的是(

)A.斜面對物體的支持力一定做正功 B.斜面對物體的摩擦力一定做正功

C.斜面對物體的摩擦力可能不做功 D.斜面對物體的摩擦力可能做負功12.一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v?t圖像如圖所示，已知汽車的質(zhì)量m=2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，(g=10m/s2A.汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103N

B.汽車的額定功率為120kW

C.汽車的最大速度為vm=30m/s

D.三、實驗題（本大題共2小題，共15.0分）13.某探究學習小組的同學們要探究加速度與力、質(zhì)量的關系，他們在實驗室組裝一套如圖所示的裝置，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤，實驗時，調(diào)整軌道的傾角，平衡小車所受的摩擦力(圖中未畫出)。

(1)該實驗中小車所受的合力______(填“等于”或“不等于”)力傳感器的示數(shù)，該實驗______(填“需要”或“不需要”)滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。

(2)實驗獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，擋光板的寬度l，光電門1的中心到光電門2的中心的距離x.某次實驗過程中，力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后，砝碼盤才落地)，已知重力加速度為g，則該實驗要驗證的關系式是F=______。14.用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒。圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，計數(shù)點間的距離如圖乙所示，已知電源頻率為50Hz，m1=50g、m2=150g，g取9.8m/s2，則：

(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=

m/s。

(2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增加量ΔEk=

J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp=

J。(保留三位有效數(shù)字)四、計算題（本大題共4小題，共40.0分）15.用30cm的細線將質(zhì)量為4×10?3kg的帶電小球P懸掛在O點下，當空中有方向為水平向右，大小為1×104N/C的勻強電場時，小球偏轉37°后處在靜止狀態(tài)。(sim37°=0.6

cos37°=0.8)g=10m/s2。

(1)分析小球的帶電性質(zhì)

16.由于地球自轉的影響，地球表面的重力加速度會隨緯度的變化而有所不同：若地球表面兩極處的重力加速度大小為g0，在赤道處的重力加速度大小為g，地球自轉的周期為T，引力常量為G，地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體．求：

(1)地球半徑R；

(2)地球的平均密度；

(3)若地球自轉速度加快，當赤道上的物體恰好能“飄”起來時，求地球自轉周期T′。17.如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置的光滑絕緣軌道，處于水平向右的勻強電場中，帶負電荷的小球從高為?的A處由靜止開始下滑，沿軌道ABC運動并進入圓環(huán)內(nèi)做圓周運動。已知小球所受電場力是其重力的34，圓環(huán)半徑為R，斜面傾角為θ=60°，?xBC=2R.若使小球在圓環(huán)內(nèi)能做完整的圓周運動，?至少為多少？(sin37°=0.6,cos37°=0.8)18.如圖甲所示，半徑R=0.9m的光滑半圓形軌道BC固定于豎直平面內(nèi)，最低點B與水平面相切，水平面上有一質(zhì)量為m=2kg的物塊從A點以某一初速度向右運動，并恰能通過圓弧軌道的最高點C，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ隨離A點的距離L按圖乙所示規(guī)律變化，A、B兩點間距離L=1.9m，g取10m/s2求：

(1)物塊經(jīng)過最高點C時速度大??；

(2)物塊經(jīng)過圓弧軌道最低點B時對軌道壓力的大小；

(3)物塊在A點時的初速度。

答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A、經(jīng)典時空觀認為時間和空間是獨立于物體及其運動而存在的，故A錯誤。

B、根據(jù)鐘慢效應，知相對論時空觀認為運動的時鐘會變慢，故B正確。

C、光速在任何參考系中都是不變的，故C錯誤；

D、根據(jù)狹義相對論的基本結論可知，長度的測量結果都隨物體與觀察者的相對狀態(tài)而改變，故D錯誤。

故選：B。

1、狹義相對論的兩個基本假設：①物理規(guī)律在所有慣性系中都具有相同的形式。這叫做相對性原理。②在所有的慣性系中，光在真空中的傳播速率具有相同的值C.這叫光速不變原理。它告訴我們光(在真空中)的速度c是恒定的，它不依賴于發(fā)光物體的運動速度。

2、狹義相對論的幾個基本結論：①鐘慢效應：運動的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運動速度越快，鐘走的越慢，接近光速時，鐘就幾乎停止了；②尺縮效應：在尺子長度方向上運動的尺子比靜止的尺子短，當速度接近光速時，尺子縮成一個點。③質(zhì)量變大：質(zhì)量(或能量)并不是獨立的，而是與運動狀態(tài)相關的，速度越大，質(zhì)量越大。

此題考查狹義相對論的兩個原理和三個效應，熟記并理解這幾條，可以解決狹義相對論的一切問題。2.【答案】B

【解析】解：A、電場線從正電荷(無窮遠)出發(fā)，到負電荷(無窮遠)終止，所以a是負電荷，b是正電荷，故A錯誤；

BC、在電場中用電場線的疏密程度表示場強的大小，電場線的切線方向表示場強的方向。根據(jù)等量異種電荷的電場線特點可以知道c、d兩點的場強大小相等，方向不同，故B正確，C錯誤；

D、當電場線是直線，且電荷僅受電場力作用，電荷的初速度為零或初速度方向與電場線共線時，電荷的運動軌跡才和電場線重合，由圖可知，c、d間的電場線是曲線，所以電荷不可能沿著電場線運動，故D錯誤。

故選：B。

根據(jù)電場線的特點可以判斷A；根據(jù)等量異種電荷的電場線特點可以判斷BC；根據(jù)電荷的運動軌跡與電場線重合的條件可以判斷D。

只要熟練掌握等量異種電荷的電場線特點不難對本題做出正確解答。3.【答案】D

【解析】解：

A、AB間的庫侖力大小相等設為Fc，根據(jù)庫侖定律

Fc=kqAqBr2

不能判斷電荷量的大小關系；故A錯誤；

B、對B受力分析如圖：

根據(jù)平衡條件：

Fc=mbgtanβ

同樣對A有：

Fc=mAgtanα

已知α<β，可知mA<mB，故B錯誤；

CD4.【答案】D

【解析】解：對物體進行受力分析：

豎直方向物體受力平衡，水平方向受向左的推力F和向右的彈簧的彈力，

剛開始F大于彈力，加速度方向向左，根據(jù)牛頓第二定律得：a=F?kxm，而由于物體向左運動，x逐漸增大，加速度a逐漸減小，但加速度方向與速度方向相同，故物體速度逐漸增大，當F等于彈力時，加速度為0，速度達到最大值，繼續(xù)向左運動時，彈力繼續(xù)增大，加速度方向改變且逐漸增大，而速度逐漸減小，最后速度減為0，所以速度先增大后減小，加速度先減小后增大，故D正確．

故選D．

對物體進行受力分析，根據(jù)合力的變化確定加速度的變化．

根據(jù)加速度的方向和速度方向的關系判斷速度的變化．5.【答案】C

【解析】解：A、從低軌道I進入高軌道Ⅱ，離心運動，需要在交點B處點火加速，故A錯誤

B、從A到B的過程，根據(jù)萬有引力提供加速度：GMmr2=ma，得：B點距太陽更遠，加速度更小，故B錯誤

C、根據(jù)開普勒第三定律得：軌道半長軸越大，周期越長，所以軌道Ⅱ上運行周期長，故C正確

D、從A到B的過程，引力做負功，動能減小，所以B點速度小于A點速度，故D錯誤

故選：C。6.【答案】B

【解析】解：A、向心力的大小為Fn=mv2R.故A錯誤。

BC、物體在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律得：N?mg=mv2R

則有：N=mg+mv2R

所以滑動摩擦力為：f=μN=μ(mg+mv2R).故B正確，7.【答案】B

【解析】解：A、A物塊做圓周運動，受重力和支持力、靜摩擦力，靠靜摩擦力提供向心力。故A錯誤。

B、B對A的靜摩擦力指向圓心，則A對B的摩擦力背離圓心，可知B受到圓盤的靜摩擦力，指向圓心，還受到重力、壓力以及圓盤的支持力，總共5個力。故B正確。

C、A、B的角速度相等，根據(jù)Fn=mrω2知，A、B的向心力都增大。故C錯誤。

D、因為B對A的摩擦力指向圓心，則A對B的摩擦力方向背離圓心。故D錯誤。

故選：B。

物塊和圓盤始終保持相對靜止，一起做圓周運動，A靠B對A的靜摩擦力提供向心力，B靠A對B的靜摩擦力和圓盤對B的靜摩擦力的合力提供向心力．

解決本題的關鍵知道8.【答案】C

【解析】解：ABC、將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，如圖所示，拉繩子的速度等于A沿繩子方向的分速度，

根據(jù)平行四邊形定則得，實際速度v=v0cosθ.故C正確，A、B錯誤。

D、A物體加速上升，處于超重狀態(tài)，故D錯誤；

故選：C。

將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，根據(jù)平行四邊形定則求出9.【答案】BC

【解析】解：AB、根據(jù)豎直方向上做自由落體運動得：?=12gt2，可知：t=2?g，b下降的高度大于a，b和c下降的高度相同，則b的運動時間大于a運動的時間，b和c的運動時間相同，故A錯誤，B正確；

C、根據(jù)水平方向上做勻速直線運動，由x=v0t可知，a的水平位移大于b的水平位移，a的初速度比b的大，故C正確；

D、b、c的運動時間相等，b的水平位移大于c，則b的水平初速度大于c，由x=v0t可知，10.【答案】BD

【解析】解：B、若加豎直向上的電場，要保證小球靜止，必有mg=qE，得E=mgq，故B正確；

AC、若電場方向垂直于桿斜向上，無論場強多大，沿桿方向的合力都為mgsinθ，小球不可能保持靜止，故AC錯誤；

D、對小球受力分析，如圖所示。若電場方向水平向右，要保證小球靜止，在沿桿方向上必有mgsinθ=qEcosθ，得E=mgtanθq，故D正確。

故選：BD。

11.【答案】ACD

【解析】解：A、由功的計算公式W=FScosα可知，支持力方向垂直斜面向上，與位移的方向夾角小于90°，支持力一定做正功，故A正確；

B、摩擦力是否存在需要討論：

當加速度較小時，摩擦力Ff沿斜面向上，即a<gtan?θ，摩擦力沿斜面向上，做負功。

當加速度較大時，摩擦力Ff沿斜面向下，即a>gtan?θ，摩擦力沿斜面向下，做正功。

當a=gtanθ時，摩擦力不存在，不做功，故CD正確，B錯誤；

故選：ACD。

使物體A和斜面體B一起向左做加速運動，加速度水平向左，支持力FN垂直斜面向上，而摩擦力Ff方向需要討論，然后結合功的計算公式12.【答案】BD

【解析】解：A：前5s內(nèi)車做勻加速直線運動，據(jù)v?t圖像可知，其加速度為a=v2?v1t2?t1=155m/s2=3m/s2，汽車所受的阻力為f=0.1mg=2×103N，對車，根據(jù)牛頓第二定律：F?f=ma，得：F=8×103N。故A錯誤；

B：0～5s內(nèi)，汽車所受牽引力不變，故5s時牽引力為F=8×103N，速度為15m/s。故牽引力功率為：P=Fv=8×103×15W=1.2×105W，故B正確；

C：當牽引力等于阻力時速度最大，P=Fvm，F(xiàn)=f，故vm=Pf=1.2×1052×1013.【答案】等于

不需要

Ml【解析】解：(1)實驗時，已調(diào)整軌道的傾角平衡掉小車所受的摩擦力，所以實驗中小車所受的合力等于力傳感器的示數(shù)；該實驗中力傳感器可測出細線的拉力大小，而不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車受到的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．

(2)實驗時可用擋光板通過光電門的平均速度代替小車通過光電門的瞬時速度，小車通過光電門1的速度為v1=lt1，小車通過光電門2的速度為v2=lt2，

小車做勻加速直線運動。小車的加速度：a=v22?v122x

對小車，由牛頓第二定律得：F=Ma14.【答案】2.4

0.576

0.588

9.7

【解析】解：(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度為v=x462T=(21.60+26.40)×10?20.2m/s=2.4m/s

(2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增加量為ΔEk=12(m1+m2)v2=12×0.2×2.42J=0.576J

系統(tǒng)重力勢能的減少量為ΔEp=(m2?15.【答案】解：(1)小球受力如圖：

電場力與電場強度同方向，故故帶正電。

(2)小球受力平衡，根據(jù)共點力平衡條件，有：

qE=mgtan37°

解得：q=mgtan37°E=4×10?3×10×0.751×104C=3×10?6C

(3)根據(jù)共點力平衡條件，有：

F=mgcos【解析】對帶電小球受力分析，小球處于靜止狀態(tài)，根據(jù)共點力平衡條件并結合力的合成或分解解決問題。

本題關鍵是明確明確小球的受力情況，然后根據(jù)共點力平衡條件并作圖分析，基礎題。16.【答案】解：(1)在地球表面兩極為：F萬=mg0

在赤道處，由牛頓第二定律可得：F萬?mg=m4π2T2R

可得：R=(g0?g)24π2

(2)在地球表面兩極有：GMmR2=mg0

由密度公式可得：ρ=M43【解析】(1)質(zhì)量為m的物體在兩極所受地球的引力等于其所受的重力．

(2)根據(jù)密度公式求解地球的平均密度。

(3)根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，在赤道的物體