湖南省懷化市2023-2024學年高一下學期期末考試物理試題

懷化市中小學課程改革教育質量檢測試卷2024年上期期考試題高一物理注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結束后，將本試題卷和答題卡一并交回．一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示，起初用絕緣柱支持的導體A和B彼此接觸，且均不帶電。手握絕緣棒把帶正電荷的物體C移近導體A，但不接觸，把A、B分開后，A帶上1.0×108C的電荷，則下列說法正確的是（）A.B得到1.0×108個電子 B.B失去1.0×108個電子C.B帶1.0×108C電荷 D.B帶+1.0×108C電荷【答案】D【解析】【詳解】AB．由靜電感應，導體A聚集負電荷，導體B聚集正電荷，導體A得到電子，導體B失去電子，電子數(shù)為AB錯誤；CD．根據電荷守恒定律可得，A帶上1.0×108C的電荷，則B帶+1.0×108C電荷，C錯誤D正確。故選D。2.“殲20”是我國自行研制的第五代隱身戰(zhàn)斗機，其性能在世界上遙遙領先。如圖所示，在2023珠海航展上表演中，“殲20”先水平向右，再沿曲線ab向上，最后沿陡斜線直入云霄。設飛行路徑在同一豎直面內，飛行速率不變。則沿ab段曲線飛行時，戰(zhàn)機（）A.加速度大小為零 B.所受合外力方向豎直向上C.水平方向的分速度逐漸變大 D.豎直方向的分速度逐漸增大【答案】D【解析】【詳解】A．ab段為曲線運動，速度方向不斷改變，所以加速度不為零，故A錯誤；B．ab段曲線運動中所受合力與速度方向垂直，速度沿曲線的切向方向，可知合力的方向并不一直豎直向上，故B錯誤；CD．ab段曲線運動中速度與豎直方向的夾角變小，水平方向的分速度逐漸變小，豎直方向的分速度逐漸增大，故C錯誤，D正確。故選D。3.按壓式圓珠筆內裝有一根小彈簧，尾部有一個小帽，壓一下小帽，筆尖就伸出來。如圖所示，使筆的尾部朝下，將筆在桌面上豎直向下按到最低點，使小帽縮進，然后放手，筆將豎直向上彈起至一定的高度。忽略摩擦和空氣阻力，則筆從最低點運動至最高點的過程中（）A.筆的動能一直增大B.筆的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和一直減小C.彈簧的彈性勢能減少量等于筆的動能增加量D.筆、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒【答案】D【解析】【詳解】A．筆向上先做加速運動，到加速度變?yōu)榱阍僮鰷p速運動，則動能先增加后減小，A錯誤；B．筆的重力勢能，動能，彈簧的彈性勢能總和一定，動能先增加后減小，則筆的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和先減小后增加，B錯誤；C．筆的重力勢能，動能，彈簧的彈性勢能總和一定，則彈簧的彈性勢能減少量等于筆的動能與重力勢能之和的增加量，而最后動能為0，則彈簧的彈性勢能減少量等于筆的重力勢能增加量，C錯誤；D．對筆、彈簧和地球組成的系統(tǒng)，整個過程能量只在動能和勢能之間相互轉化，總的機械能守恒，D正確。故選D。4.如圖所示，兩個相同的小球AB用等長的絕緣細線懸掛在豎直絕緣的墻壁上的O點，將兩小球分別帶上同種電荷，其中小球A的電荷量為q1，由于庫侖力，細線OA恰好水平．緩慢釋放小球A的電荷量，當細線OA與豎直方向夾角為60°時，小球A的電荷量為q2．若小球B的電荷量始終保持不變，則q1：q2的值為A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】受力分析如圖所示，利用相似三角形可知，由庫侖定律可知，可得q=，即，故D正確；ABC錯誤；5.如圖所示，ab兩個小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度同時水平向左、向右拋出，已知半圓軌道的半徑R與斜面的豎直高度相等，斜面傾角為，重力加速度為g，要使兩球同時落到半圓軌道上和斜面上，小球拋出的初速度大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】將半圓軌道和斜面重合放置，會發(fā)現(xiàn)兩軌道交于A點，也就是說當拋出小球速度恰好為某一值時，兩小球會在同時落到半圓軌道上和斜面上，如圖中的x和y分別為小球做平拋運動的水平位移和豎直位移，，，得故選B。6.地球和木星繞太陽運行的軌道可以看作是圓形的，它們各自的衛(wèi)星軌道也可看作是圓形的。已知木星的公轉軌道半徑約為地球公轉軌道半徑的5倍，木星半徑約為地球半徑的11倍，木星質量大于地球質量。如圖所示是地球和木星的不同衛(wèi)星做圓周運動的半徑r的立方與周期T的平方的關系圖象，已知萬有引力常量為G，地球的半徑為R，下列說法正確的是（）A.木星與地球的質量之比為 B.木星與地球的線速度之比為1：5C.地球密度為 D.木星密度為【答案】D【解析】【詳解】衛(wèi)星繞行星做圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得r3﹣T2圖象的斜率A．由題意可知，木星的質量大于地球的質量，由圖示圖象可知，木星與地球的質量之比故A錯誤；B．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得線速度木星與地球的線速度之比故B錯誤；C．由圖示圖象可知地球的密度故C錯誤；D．由圖示圖象可知木星的密度故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求：全部選對的得5分，選對但不全的得3分。7.在研究曲線運動中，一同學手拿鉛筆在桌面的白紙上朝一個方向劃線。同時另一位同學水平向右加速抽動了白紙，如圖所示。白紙上的劃痕圖樣可能是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【詳解】AB．如果一同學在桌面的白紙上朝一個方向勻速劃線，根據題意可知筆尖相對白紙參與水平向左的勻加速運動和水平向外的勻速運動，合力方向向左，所以軌跡向左彎曲，B正確，A錯誤；CD．如果一同學在桌面的白紙上朝一個方向加速劃線，根據題意可知筆尖相對白紙參與水平向左的勻加速運動和水平向外的勻加速運動，當合力方向與和速度方向一致時，軌跡為直線，C正確，D錯誤。故選BC。8.如圖所示，A、B是質量相等的兩個小球，A球從高度為h的固定光滑斜面頂端靜止下滑，B球從半徑為h的四分之一固定光滑圓弧頂端靜止下滑。關于A、B兩小球的運動，下列說法正確的是（）A.A、B兩球運動到各自底端時速度變化量相同B.A、B兩球運動到各自底端時合外力做的功不同C.B球運動過程中重力的瞬時功率先增大后減小D.A、B兩球下滑過程機械能守恒【答案】CD【解析】詳解】AB．根據動能定理可得可得可知兩球運動到各自底端時合外力做的功相同；兩球運動到各自底端時速度大小相等，但方向不同，則速度變化量大小相等，方向不同，故AB錯誤；C．重力的瞬時功率為B球運動過程中的豎直分速度從零先增大后又減小到零，則B球運動過程中重力的瞬時功率先增大后減小，故C正確；D．A、B兩球下滑過程，支持力不做功，機械能守恒，D正確。故選CD。9.如圖甲，轆轤是古代民間提水設施，由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構成。如題圖乙為提水設施工作原理簡化圖，某次需從井中汲取的水，轆轤繞繩輪軸半徑為，水斗的質量為0.5kg，井足夠深且井繩的質量和粗細忽略不計。時刻，輪軸由靜止開始繞中心軸轉動，其角速度隨時間變化規(guī)律如題圖丙所示，g取，則（）A.水斗速度隨時間變化規(guī)律為B.水斗向上做勻加速運動，加速度大小為C.0～10s內水斗上升的高度為20mD.0～10s內井繩拉力所做的功為520J【答案】ACD【解析】【詳解】A．根據圖像可知，水斗速度A正確；B．水斗勻加速解得：B錯誤；C．根據圖像可知，0~10s內水斗上升的高度為C正確；D．井繩拉力瞬時功率為又由于根據上述P=10.4t0~10s內井繩拉力所做的功為D正確。故選ACD。10.今年端午節(jié)，懷化各地舉行了賽龍舟活動。如圖所示，在某次比賽過程中，龍舟的總質量約1200kg（含人），運動員拉槳對船做正功，加速；回槳對船不做功，減速。若10個劃手一直保持最大輸出功率劃船，觀測發(fā)現(xiàn)從靜止開始的啟動過程中每個劃手劃了8槳，船前進了20m，用時11s，船達到最大速度3.5m/s，之后保持3.5m/s的平均速度直至結束，設船受到的阻力恒定，運動員每次拉槳過程做功相同。則下列說法中正確的是（）A.船受到的阻力約為397N B.船受到的阻力約為3970NC.運動員每次拉槳做功約為191J D.運動員每次拉槳做功約為1910J【答案】AC【解析】【詳解】設每一次拉槳和回槳時人對船平均作用力為F，因龍舟最終保持3.5m/s的平均速度，可知拉槳時的平均作用力等于船受的阻力，則人拉槳時的功率為從開始運動到達到最大速度過程由動能定理其中t=11s，s=20m，v=3.5m/s，聯(lián)立解得f=397N因10名運動員8次拉槳，則運動員每次拉槳做功約為故選AC。三、實驗題：本大題共2小題，共15分。11.用如圖甲所示的裝置“驗證機械能守恒定律”。（1）下列物理量需要測量的是______，通過計算得到的是______（填寫代號）。A．重錘質量B．重錘下落的高度C．與下落高度對應的重錘的速度（2）設重錘質量為m、打點計時器的打點周期為T、重力加速度為g。圖乙是實驗得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為相鄰的連續(xù)點。根據測得的，寫出重錘由B點到D點勢能減少量的表達式______，動能增加量的表達式______。（3）關于“驗證機械能守恒定律”的實驗中，以下說法正確的是______A.紙帶越短越好，因為紙帶越短，克服摩擦力做的功就越小，誤差就越小B.紙帶上第1、2兩點間距若不接近2mm，無論怎樣處理實驗數(shù)據，實驗誤差一定較大C.處理紙帶時，可以直接用打出的實際點跡，而不必采用“計數(shù)點”的方法【答案】（1）①.B②.C（2）①.②.（3）C【解析】【小問1詳解】[1]實驗要驗證的關系是即則不需要測量重錘的質量，需要測量的是重錘下落的高度；故選B。[2]通過計算得到的是與下落高度對應的重錘的速度，故選C?！拘?詳解】[1]重錘由B點到D點勢能減少量的表達式[2]打B點時的速度打D點時的速度重錘由B點到D點動能增加量的表達式【小問3詳解】A．實驗中摩擦是不可避免的，因此紙帶越短越好，因為紙帶越短，克服摩擦力做的功就越少，但要通過測量長度來求出變化的高度與瞬時速度，因此太短導致誤差就越大，故A錯誤；B．根據h=gt2=×10×（0.02）2=2mm要選用第1、2點間距離接近2mm的紙帶，若紙帶上第1、2兩點間距大于2mm，說明不是靜止釋放的或先釋放重物后接通電源，但可以求得動能與重力勢能變化量的關系，實驗誤差不一定較大，故B錯誤；C．處理打點的紙帶時，可以直接利用打點計時器打出的實際點跡，而不必采用“計數(shù)點”的方法，若采用計數(shù)點，是使測量長度變長，從而減小測量長度的誤差，故C正確；故選C。12.小明同學通過以下兩種方式研究平拋運動的特點。（1）小明首先用如圖甲所示豎落儀裝置探究平拋運動豎直分運動的特點，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運動；同時B球被釋放，自由下落，做自由落體運動。下列說法中正確的兩項是___________A.改變小錘擊打的力度，可以改變兩球在空中的運動時間B.改變小錘擊打的力度，可以改變A球的水平初速度大小C.如果兩球總是同時落地，則A球的豎直分運動是自由落體運動D.通過該實驗裝置也能研究平拋運動的水平分運動特點（2）小明再用如圖乙所示裝置研究平拋運動。將白紙和復寫紙對齊重疊并固定在豎直硬板上，鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上，由于擋板靠近硬板一側較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復，白紙上將留下一系列痕跡點，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標系。①取平拋運動的起始點為坐標原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的___________（選填“最上端”、“最下端”或者“球心”）對應白紙上的位置即為原點；在確定y軸時___________（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重錘線平行；②小明不慎遺漏記錄平拋軌跡的起始點，他按下述方法處理數(shù)據：如圖丙所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是和則___________（選填“大于”、“等于”或者“小于”），可求得鋼球平拋的初速度大小為___________（已知當?shù)刂亓铀俣葹間，結果用上述字母表示）?！敬鸢浮竣?BC②.球心③.需要④.大于⑤.【解析】【詳解】（1）[1]AB．改變小錘擊打力度，不能改變兩球在空中的運動時間，可以改變A球的水平初速度，故A錯誤，B正確；CD．小錘極大彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時B球被釋放，自由下落，A、B兩球同時落地，可知平拋運動在豎直方向做自由落體，不能得出水平方向的運動規(guī)律，故C項正確，D項錯誤。故選BC。（2）[2]因為鋼球所擠壓的痕跡點是球心的投影點，而所有的痕跡點與原點應在同一拋物線上，所以應取鋼球的球心對應白紙上的位置為原點。[3]y軸正方向沿豎直向下，故需要與重錘線平行。[4]因為A、B和B、C間水平距離相等，所以A、B和B、C間對應鋼球運動的時間相同，設為T，設鋼球在A、B點時的豎直分速度大小分別為、，則所以[5]根據運動學規(guī)律有解得鋼球平拋的初速度大小為四、計算題（本題共3個小題，共41分，要求有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只有結果沒有過程的不能得分，有數(shù)值計算的必須寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示，半徑的半球形陶罐可以繞豎直軸勻速轉動，O為陶罐球心，一小物塊靠在陶罐內壁上隨陶罐一起轉動。已知小物塊與罐壁間的動摩擦因數(shù)，它和O點連線與之間的夾角，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度，，。求：（1）陶罐的角速度為多大時，小物塊與罐壁間無摩擦力；（2）要保證小物塊不滑動，陶罐角速度的最大值?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據題意可知，當小物塊與罐壁間無摩擦力，小物塊做圓周運動的向心力由重力與支持力的合力提供，則有由幾何關系可得小物塊做圓周運動的半徑為聯(lián)立解得（2）分析可知，當陶罐角速度最大時，小物塊所受摩擦力將沿著與陶罐的接觸面斜向下方，則由平衡條件有由牛頓第二定律有聯(lián)立解得14.中國探月工程（“嫦娥工程”）分為“繞”“落”“回”3個階段，嫦娥五號月球探測器已經成功實現(xiàn)采樣返回，不久的將來中國宇航員將登上月球。已知引力常量為G。（1）若探測器在靠近月球表面的圓形軌道無動力飛行，測得其環(huán)繞周期為T