安徽省智學(xué)大聯(lián)考皖中聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末考試物理試卷

2023-2024學(xué)年安徽省智學(xué)大聯(lián)考皖中聯(lián)盟高一（下）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可以模擬運(yùn)動員比賽時所受風(fēng)阻情況，幫助運(yùn)動員提高成績。為了更加直觀的研究風(fēng)洞里的流場環(huán)境，可以借助煙塵輔助觀察，如圖甲所示，在某次實(shí)驗(yàn)中獲得煙塵顆粒做曲線運(yùn)動的軌跡，如圖乙所示，則由該軌跡可推斷出(

)

A.煙塵顆粒可能做勻變速曲線運(yùn)動 B.煙塵顆粒做的不可能是勻變速曲線運(yùn)動

C.P、Q兩點(diǎn)處的速度方向可能相反 D.P、Q兩點(diǎn)處的速度方向可能垂直2.對于萬有引力定律的表達(dá)式F=Gm1A.引力常量G的單位為N?m2/kg2

B.當(dāng)物體間的距離趨近于0時，物體間的萬有引力無窮大

C.若m1>m3.高樓都裝有避雷針。某次雷雨天氣閃電擊中避雷針，避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。若避雷針放電時的電場線分布如圖所示，在空間取一條水平線abc和一條圓弧線adc，bd連線為ac連線的中垂線，電場線關(guān)于直線bd對稱，以下說法正確的是(

)

A.圓弧adc是一條等勢線 B.a、c兩點(diǎn)的電勢相同

C.a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 D.同一正點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的電勢能比在d點(diǎn)大4.羽毛球運(yùn)動是一項(xiàng)深受大眾喜愛的體育運(yùn)動。某同學(xué)為研究羽毛球飛行規(guī)律，記錄下了如圖所示的羽毛球飛行軌跡圖，圖中A、B為同一軌跡上等高的兩點(diǎn)，P為該軌跡的最高點(diǎn)，若空氣阻力方向始終與速度方向相反，則羽毛球在該次飛行中(

)

A.經(jīng)過A點(diǎn)時速度等于經(jīng)過B點(diǎn)時速度 B.經(jīng)過A點(diǎn)時速度小于經(jīng)過B點(diǎn)時速度

C.落地前瞬間的速度方向不可能豎直向下 D.落地前瞬間的速度方向有可能豎直向下5.如圖所示，兩帶電小球A、B質(zhì)量分別為2m、m，所帶電荷量分別為+q、-q，用等長絕緣細(xì)線a、b連接后懸掛于O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在該空間加一水平向右的勻強(qiáng)電場，并將電場強(qiáng)度E從0開始緩慢增大到E=mgq，若不考慮兩小球間的庫侖力，重力加速度為g，則當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，關(guān)于兩細(xì)線a、b拉力的大小TaA.Ta=2mg B.Ta=3mg6.如圖甲所示，質(zhì)量m=1kg的小物體放在長直的水平地面上，用水平細(xì)線繞在半徑R=0.1m的薄圓筒上。t=0時刻，圓筒由靜止開始繞豎直的中心軸轉(zhuǎn)動，其角速度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，不考慮繞制細(xì)線對轉(zhuǎn)動半徑的影響，已知小物體和地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，重力加速度g取10A.4s末細(xì)線拉力對物體做功的功率為4.4W

B.0～4s內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為0.88J

C.4s末滑動摩擦力對物體做功的功率為4W

D.7.2月28日，合肥八中高一年級舉行了一次別開生面的籃球友誼賽。在高一年級全體師生傾情參與下，籃球場內(nèi)一時間充滿了歡聲笑語。如圖所示，在某次罰球時，豎直站立的運(yùn)動員到籃筐中心的水平距離x=4.5m，籃球(視為質(zhì)點(diǎn))出手點(diǎn)距地面的高度h1=2.6m，籃球投出后恰好“空心”入筐。已知運(yùn)行軌跡的最高點(diǎn)距地面的高度h2=3.85m，籃筐距水平地面的高度h=3.05A.籃球從出手到進(jìn)筐所用的時間為0.8s B.籃球從出手到進(jìn)筐所用的時間為0.7s

C.籃球出手時的速度大小為528.如圖所示，水平地面上有一傾角為θ=37°的傳送帶，以v0=16m/s的速度逆時針勻速運(yùn)行。將一煤塊從h=20.4m的高臺由靜止開始運(yùn)送到地面，煤塊可看做質(zhì)點(diǎn)，已知煤塊的質(zhì)量為m=1kg，煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25，重力加速度為A.運(yùn)送煤塊所用的時間為4.125s

B.煤塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為32J

C.摩擦力對煤塊做的功為-4J

D.二、多選題：本大題共2小題，共8分。9.建造一條能通向太空的天梯，是人類長期的夢想。如圖所示，直線狀天梯是由一種高強(qiáng)度、很輕的納米碳管制成，圖中虛線為同步衛(wèi)星軌道，天梯在赤道平面內(nèi)剛好沿衛(wèi)星軌道半徑方向。兩個物體M、N在太空天梯上的位置如圖，整個天梯及兩物體相對于地球靜止不動，忽略大氣層的影響，分析可知(

)

A.物體N的加速度大于M的加速度 B.物體M的加速度大于N的加速度

C.物體N所受天梯的作用力方向指向地球 D.物體M所受天梯的作用力方向指向地球10.如圖所示，在豎直平面xoy內(nèi)存在一未知勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上P點(diǎn)以水平速度v進(jìn)入第一象限，速度方向沿x軸正向；經(jīng)過x軸上Q點(diǎn)時的速度大小也為v，方向與x軸夾角為60°。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。小球從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)的過程中(

)

A.機(jī)械能守恒

B.速度最小時的速度方向與x軸正方向夾角為30°

C.若電場力大小為33mg，則電場力做功為三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.(1)如圖甲所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn)，給電容器充電后與電源斷開，保持電荷量不變。若將B板向右移動少許，靜電計指針偏角__________(選填“變小”“變大”或“不變”)。(2)某同學(xué)用圖乙所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象?，F(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)器材：電源E(電壓為5V，內(nèi)阻不計)、電容器C、電阻箱R、毫安表G、單刀雙擲開關(guān)S①將開關(guān)S撥至位置1，電容器充電完畢后，將開關(guān)S撥至位置2，此過程得到的I-t圖像如圖丙所示，則電容器充電完畢后的電荷量為_____C，電容器的電容C=_____F。(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

②如果不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻箱R接入電路的阻值，則此過程的I-t曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將_____(選填“減小”“不變”或“12.某同學(xué)采用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證小球擺動的過程中滿足機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。細(xì)線上端固定在鐵架臺上的O點(diǎn)，下端懸掛一小球，將小球拉起一定角度，由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時，恰好通過固定在鐵架臺上的光電門，讀出小球的遮光時間t。請回答下列問題。(1)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量有(

)A.小球的直徑dB.O點(diǎn)與小球之間細(xì)線的長LC.小球的質(zhì)量mD.小球釋放初始位置細(xì)線與豎直方向的夾角為θ(2)小球通過光電門的瞬時速度v=_____(用實(shí)驗(yàn)中測得的物理量符號表示)(3)通過改變小球由靜止釋放時細(xì)線與豎直方向的夾角θ，測出對應(yīng)情況下小球通過光電門的時間t，為了直觀地判斷機(jī)械能是否守恒，可作______圖像。(填字母序號)A.1t-θ

B.(4)若另一小組同學(xué)用安裝在O點(diǎn)的力傳感器代替光電門完成實(shí)驗(yàn)。將細(xì)線拉至水平狀態(tài)，把小球由靜止釋放，當(dāng)小球擺到O點(diǎn)正下方時，力傳感器示數(shù)F為_________，則可驗(yàn)證小球在擺動的過程中滿足機(jī)械能守恒。(用重力加速度g和小球質(zhì)量m表示)四、計算題：本大題共3小題，共30分。13.如圖所示，OM是兩固定的等量異種電荷A、B連線的豎直中垂線，其中A帶正電，B帶負(fù)電。用絕緣絲線一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球，穩(wěn)定后小球恰好靜止在AM的中點(diǎn)N處。已知AN=NM=L，且絕緣絲線ON與OM的夾角θ=53°，等量異種電荷A、B及帶電小球的電荷量大小均為Q(Q(1)根據(jù)共點(diǎn)力平衡的知識計算帶電小球所受庫侖力F的大?。?2)小球所帶電荷的電性及電荷量Q的大??；(3)等量異種電荷A、B在N處產(chǎn)生的合場強(qiáng)E。14.某校高一物理興趣小組正在進(jìn)行無人機(jī)飛行表演。如圖所示，質(zhì)量m=1kg的無人機(jī)用長為l=1m的輕繩吊起質(zhì)量也為m=1kg的小物塊，此時無人機(jī)繞著O點(diǎn)在水平面內(nèi)做半徑r=0.3m勻速圓周運(yùn)動，穩(wěn)定后輕繩偏離豎直方向的夾角始終為θ=37°，重力加速度g(1)輕繩的拉力大??；(2)無人機(jī)做勻速圓周運(yùn)動的線速度大?。?3)無人機(jī)受到的空氣的作用力大小。15.如圖所示，豎直固定的四分之一粗糙圓軌道下端B點(diǎn)水平，半徑R1=1m。質(zhì)量M=1kg的長薄板靜置于傾角θ=37°的粗糙斜面CD上，其最上端剛好在斜面頂端C點(diǎn)。一質(zhì)量為m=1.5kg的滑塊(可看成質(zhì)點(diǎn))從圓軌道A點(diǎn)由靜止滑下，運(yùn)動至B點(diǎn)時對軌道的壓力大小為FN=39N，接著從B點(diǎn)水平拋出，恰好以平行于斜面的速度落到薄板最上端，并在薄板上開始向下運(yùn)動；當(dāng)小物體落到薄板最上端時，薄板無初速度釋放并開始沿斜面向下運(yùn)動，其運(yùn)動至斜面底端時與豎直固定的光滑半圓軌道DE底端粘接在一起。已知斜面CD長L2=7.875(1)滑塊由A到B運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功Wf(2)滑塊與薄板共速前二者之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q；(3)如果要使滑塊不會中途脫離豎直半圓軌道DE，其半徑R2需要滿足什么條件？

答案和解析1.【答案】B

【解析】【解答】AB.做曲線運(yùn)動的物體，所受合力總是指向軌跡凹側(cè)，由乙圖可知，煙塵顆粒受力發(fā)生變化，不可能做勻變速曲線運(yùn)動，故A錯誤，BCD.曲線運(yùn)動速度方向沿軌跡切線方向，故CD2.【答案】A

【解析】A.根據(jù)公式有G=Fr2m1mB.當(dāng)物體間的距離趨近于0時，萬有引力表達(dá)式已經(jīng)不再適用，可知，不能夠認(rèn)為當(dāng)物體間的距離趨近于0時，物體間的萬有引力無窮大，故B錯誤；C.兩物體彼此之間的萬有引力是一對相互作用力，大小總是相等，故C錯誤；D.萬有引力定律具有普適性，故D錯誤。故選A。3.【答案】B

【解析】解：A、由圖，a處與c處連線adc與電場線不垂直，所以不是等勢線，故A錯誤；

B、根據(jù)對稱性，由圖可知，a、c兩點(diǎn)的電勢相同，故B正確；

C、電場強(qiáng)度是矢量，其方向沿電場線的切線方向，結(jié)合圖可知，a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不相同，所以a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同，故C正確；

D、由圖可知，沿著電場線方向，電勢逐漸降低，則b點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢，根據(jù)正電荷在電勢高處的電勢能大，則正電荷在b點(diǎn)比在d點(diǎn)的電勢能小，故D錯誤。

故選：B。4.【答案】D

【解析】AB.由能量守恒可知，羽毛球在A、B兩點(diǎn)重力勢能相等，A點(diǎn)動能大于B點(diǎn)動能，故ABCD.將運(yùn)動分解到水平方向和豎直方向，由于存在空氣阻力作用，水平方向一直做減速運(yùn)動，落地前瞬間水平方向速度有可能減小到0，故D故選D。5.【答案】B

【解析】AB.對AB整體受力分析，豎直方向Ta=3mg，CD.對B隔離受力分析，可知Tb=故選B。6.【答案】B

【解析】AB.根據(jù)圖像可知角速度隨時間變化的關(guān)系式為圓筒邊緣線速度與物塊前進(jìn)速度大小相同v聯(lián)立解得v物體做勻加速直線運(yùn)動a根據(jù)牛頓第二定律F解得F細(xì)線拉力的瞬時功率P物體在4s內(nèi)運(yùn)動的位移x細(xì)線拉力做的功為W=Fx=0.88J

CD.滑動摩擦力的瞬時功率滑動摩擦力做的功為W=-μmgx=-故選B。7.【答案】C

【解析】解：AB、設(shè)籃球上升過程所用的時間為t1，有h2-h1=12gt12

解得t1=0.5sCD、籃球在水平方向上的速度大小vx=籃球出手時在豎直方向上的速度大小vy=gt1

解得vy=5m/s

8.【答案】C

【解析】A.煤塊剛放上傳動帶時，受到的滑動摩擦力沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律得mg解得a1=8m/s2

則煤塊從0加速到與傳送帶共速需要t1=v0mg解得a2=4m/s2

根據(jù)x2=v0tB.第一個過程傳動帶的位移為x3=vt1=32m

煤塊與傳送帶的相對位移為Δx1=x3-x1=16m

C.摩擦力大小為Ff=μmgcos37°=2N

第一個過程摩擦力對煤塊做功W1=Ffx故選C。9.【答案】AC

【解析】AB.M、N的轉(zhuǎn)動角速度相同，N的半徑較大，故B錯誤，CD.根據(jù)題意知，太空天梯上處于同步衛(wèi)星軌道的物體，只受地球引力，隨同步衛(wèi)星一起做勻速圓周運(yùn)動，

根據(jù)牛頓第二定律列式G而整個天梯及兩物體相對于地球靜止不動，故T相同，

對物體M，軌道半徑r<設(shè)太空天梯對天梯上物體的力大小為F，則必有GMm故太空天梯對物體M的力與地球?qū)ξ矬wM的引力方向相反，背離地面，故D錯誤；同理，對物體N，軌道半徑r>則必有GMm故太空天梯對物體N的力指向地面，故C正確；故選AC。10.【答案】BC

【解析】A.小球在運(yùn)動過程中，只有重力勢能、動能與電勢能之間的轉(zhuǎn)化，小球由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)過程中，除重力做功之外有電場力做功，則機(jī)械能不守恒，故A錯誤；B.根據(jù)題意可知小球在復(fù)合場中做類斜拋運(yùn)動，由于小球在P、Q兩點(diǎn)速度大小均為v，根據(jù)類斜拋運(yùn)動的對稱性可知，小球所受重力與電場力的合力F方向必定垂直于PQ連線指向左下方，由幾何關(guān)系可知∠小球在沿PQ方向做勻速直線運(yùn)動，在垂直于PQ方向做雙向勻變速直線運(yùn)動，可知當(dāng)小球垂直于PQ方向的分速度減小為0時，小球速度最小，即速度最小時，速度方向與PQ平行。vmin=vC.由動能定理可知，克服電場力做功等于重力做功W當(dāng)電場力大小為33mgL=(故C正確。D.根據(jù)上述，電場力與重力合力方向始終垂直于PQ方向，根據(jù)三角形法則可知，當(dāng)電場力與合力方向垂直時，電場力最小，則有F電min=mgcos?θ=1故選BC。11.【答案】(1)變??；(2)①

7.3×10-3或7.5×10【解析】(1)給電容器充電后與電源斷開，即保持電荷量不變。若將B板右移，則極板間距減小，根據(jù)C=εS4πkd，則電容增大；(2)①電容器放電時，根據(jù)公式q=It可知，在I-t圖像中，圖線與橫軸圍成的面積表示通過電荷量的多少，由圖乙可知圖線與橫軸圍成的面積為根據(jù)題意及圖甲可知，電容器充電結(jié)束時，兩極板間電壓為5V，則電容器的電容為C=②根據(jù)

q=CU

可知，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻

R

，極板上的電荷量不變，則

I12.【答案】(1)ABD；(2)dt；(3)【解析】(1)為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量有：細(xì)線的長度L，小球釋放初始位置細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，還要知道小球經(jīng)光電門時的速度，因此需要測量小球的直徑d，以求得小球經(jīng)光電門時的速度，不需要測量小球的質(zhì)量m，因在計算時可以約去質(zhì)量m，ABD正確；C錯誤。故選ABD。(2)由于小球直徑較小，且通過光電門時的時間較短，因此可以用時間t內(nèi)的小球的平均速度來近似表示其通過光電門時的瞬時速度，即v=(3)若機(jī)械能守恒，則應(yīng)有mg(聯(lián)立并整理得1t由上式可知，1t2與cosθ故選C。(4)若用力傳感器測量小球擺到O點(diǎn)正下方時細(xì)線拉力為F，

根據(jù)牛頓第二定律可得F-若小球下落過程機(jī)械能守恒，則有mgL=代入上式可得F=3因此當(dāng)小球擺到O點(diǎn)正下方