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（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024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)洞實驗室可以模擬運動員比賽時所受風(fēng)阻情況，幫助運動員提高成績。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，在某次實驗中獲得煙塵顆粒做曲線運動的軌跡，如圖乙所示，則由該軌跡可推斷出（）A.煙塵顆?？赡茏鰟蜃兯偾€運動B.煙塵顆粒做的不可能是勻變速曲線運動C.P、Q兩點處的速度方向可能相反D.P、Q兩點處的速度方向可能垂直〖答案〗B〖解析〗AB．做曲線運動的物體，所受合力總是指向軌跡凹側(cè)，由乙圖可知，煙塵顆粒所外力的合發(fā)生了變化，不可能做勻變速曲線運動，故A錯誤，B正確；CD．曲線運動速度方向沿軌跡切線方向，故CD錯誤。故選B。2.對于萬有引力定律的表達式，下列說法正確的是（）A.引力常量G的單位為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，則兩物體之間所受萬有引力比的大D.該表達式只能用來計算質(zhì)點與質(zhì)點間的萬有引力大小〖答案〗A〖解析〗A．根據(jù)有根據(jù)單位運算可知，引力常量G的單位為，故A正確；B．當(dāng)物體間的距離趨近于0時，物體不能再視為質(zhì)點，萬有引力表達式已經(jīng)不再適用，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.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兩點的電勢相同C.a、c兩點的電場強度相同D.同一正點電荷在b點的電勢能比在d點大〖答案〗B〖解析〗A．圓弧線adc在a、c處與電場線不垂直，所以圓弧線不是等勢線，A錯誤；B．a(chǎn)、c兩點關(guān)于bd直線對稱，所以這兩點的電勢相同，B正確；C．電場強度是矢量，其方向沿電場線的切線方向，結(jié)合圖可知，a、c兩點的電場強度方向不相同，所以a、c兩點的電場強度不相同，C錯誤；D．將正電荷從b點移動到d點，電場力做負(fù)功，電勢能增加，所以同一正點電荷在b點的電勢能比在d點小，D錯誤。故選B。4.羽毛球運動是一項深受大眾喜愛的體育運動。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，P為該軌跡的最高點，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點時速度等于經(jīng)過B點時速度B.經(jīng)過A點時速度小于經(jīng)過B點時速度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〖答案〗D〖解析〗AB．由于空氣阻力做功，則Ｂ點的機械能小于Ａ點的機械能，由能量守恒可知，羽毛球在A、B兩點重力勢能相等，A點動能大于B點動能，經(jīng)過A點時速度大于經(jīng)過B點時速度，故AB錯誤；CD．將運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動，落地前瞬間水平方向速度有可能減小到0，故C錯誤，D正確；故選D。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點處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在該空間加一水平向右的勻強電場，并將電場強度E從0開始緩慢增大到，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、計算正確的是（）A.=2mg B.=3mgC.=mg D.=2mg〖答案〗B〖解析〗AB．對AB整體受力分析，水平方向，受到合電場力為0，豎直方向=3mg故A錯誤，B正確；CD．對B隔離受力分析故CD錯誤。故選B。6.如圖甲所示，質(zhì)量的小物體放在長直的水平地面上，用水平細(xì)線繞在半徑的薄圓筒上。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)，重力加速度g取，則（）A.4s末細(xì)線拉力對物體做功的功率為B.內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為C.4s末滑動摩擦力對物體做功功率為4WD.內(nèi)，滑動摩擦力對小物體做的功為〖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速度大小相同解得可知物體做勻加速直線運動，加速度根據(jù)牛頓第二定律有解得細(xì)線拉力的瞬時功率物體在4s內(nèi)運動的位移細(xì)線拉力做的功為故A錯誤，B正確；CD．結(jié)合上述滑動摩擦力的瞬時功率滑動摩擦力做的功為故CD錯誤。故選B。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，豎直站立的運動員到籃筐中心的水平距離，籃球（視為質(zhì)點）出手點距地面的高度，籃球投出后恰好“空心”入筐。已知運行軌跡的最高點距地面的高度，籃筐距水平地面的高度，取重力加速度大小，不計空氣阻力。則下列說法中正確的是（）A.籃球從出手到進筐所用的時間為B.籃球從出手到進筐所用的時間為C.籃球出手時的速度大小為D.籃球出手時的速度大小為〖答案〗C〖解析〗AB．設(shè)籃球上升過程所用的時間為，有解得設(shè)籃球下降過程所用的時間為，有解得又解得籃球從出手到進筐所用的時間為故AB錯誤；CD．籃球在水平方向上的速度大小解得籃球出手時在豎直方向上的速度大小解得又解得故C正確D錯誤故選C。8.如圖所示，水平地面上有一傾角為的傳送帶，以的速度逆時針勻速運行。將一煤塊從的高臺由靜止開始運送到地面，煤塊可看做質(zhì)點，已知煤塊的質(zhì)量為，煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為，，，煤塊由高臺運送到地面的過程中，下列說法正確的是（）A.運送煤塊所用的時間為B.煤塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為32JC.摩擦力對煤塊做的功為D.煤塊的機械能減少了36J〖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)牛頓第二定律得解得則煤塊從0加速到與傳送帶共速需要煤塊的位移為由于可知煤塊與傳送帶共速后繼續(xù)做勻加速運動，摩擦力沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律得解得根據(jù)解得共計故A錯誤；B．第一個過程傳送帶的位移為煤塊與傳送帶的相對位移為第二個過程傳送帶的位移相對位移第一個過程摩擦生熱為第二個過程摩擦生熱為故總產(chǎn)熱量為故B錯誤；CD．摩擦力大小為第一個過程摩擦力對煤塊做功第二個過程摩擦力對煤塊做功故全程摩擦力對煤塊做功為，煤塊的機械能減少了4J，故C正確，D錯誤。故選C。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〖答案〗AC〖解析〗AB．、N的轉(zhuǎn)動角速度相同，根據(jù)向心加速度公式N的半徑較大，物體N的加速度大于M的加速度，故A正確，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動，根據(jù)牛頓第二定律列式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。設(shè)太空天梯對天梯上物體的力大小為F，則必有故太空天梯對物體M的力與地球?qū)ξ矬wM的引力方向相反，背離地面；同理，對物體N，軌道半徑，則必有故太空天梯對物體N的力指向地面，故C正確，D錯誤。故選AC。10.如圖所示，在豎直平面xoy內(nèi)存在一未知勻強電場。一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上P點以水平速度v進入第一象限，速度方向沿x軸正向；經(jīng)過x軸上Q點時的速度大小也為v，方向與x軸夾角為。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。小球從P點運動到Q點的過程中（）A.機械能守恒B.速度最小時的速度方向與x軸正方向夾角為C.若電場力大小為，則電場力做功為D.電場力不可能先做負(fù)功再做正功〖答案〗BC〖解析〗A．小球在運動過程中，有重力勢能、動能與電勢能之間的轉(zhuǎn)化，小球由P點運動到Q點過程中，除重力做功之外有電場力做功，則機械能不守恒，故A錯誤；BC．根據(jù)題意可知小球在復(fù)合場中做類斜拋運動，由于小球在P、Q兩點速度大小均為v，根據(jù)類斜拋運動的對稱性可知，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方向做勻速直線運動，在垂直于PQ方向做雙向勻變速直線運動，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，即由動能定理可知，克服電場力做功等于重力做功當(dāng)電場力大小為，豎直方向加速度為g，故綜上克服電場力做功為故BC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，則有則所受電場力不小于即可，且電場力與初速度方向夾角一定為鈍角，與Q點速度夾角有可能是銳角，故D錯誤。故選BC。三、實驗題：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驗，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“變大”“變小”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)提供如下實驗器材：電源電壓為5V（內(nèi)阻不計）、電容器C、電阻箱R、毫安表、單刀雙擲開關(guān)S和導(dǎo)線若干。①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_______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，則此過程的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將_______（選填“減小”“不變”或“增大”）?！即鸢浮剑?）變小（2）①######②不變〖解析〗【小問1詳析】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)則電容增大；根據(jù)則電勢差減少，靜電計指針偏角變小?！拘?詳析】①電容器放電時，根據(jù)公式可知，在圖像中，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30個小格，則電容器開始放電時所帶的電荷量為根據(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②根據(jù)

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

圖像中，圖線與橫軸圍成面積不變。12.某同學(xué)采用如圖所示的裝置做“驗證小球擺動的過程中滿足機械能守恒定律”的實驗。細(xì)線上端固定在鐵架臺上的O點，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，為了驗證機械能守恒定律，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（2）小球通過光電門的瞬時速度_______（用實驗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，測出對應(yīng)情況下小球通過光電門的時間t，為了直觀地判斷機械能是否守恒，可作______圖像。（填字母序號）A. B. C. D.（4）若另一小組同學(xué)用安裝在O點的力傳感器代替光電門完成實驗。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點正下方時，力傳感器示數(shù)F為_______，則可驗證小球在擺動的過程中滿足機械能守恒。（用重力加速度g和小球質(zhì)量m表示）〖答案〗（1）ABD（2）（3）C（4）〖解析〗為了驗證機械能守恒定律，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，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，故ABD正確，C錯誤。故選ABD。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，即若機械能守恒，則應(yīng)有解得由上式可知，與成線性關(guān)系，所以為了直觀地判斷機械能是否守恒，可作圖像。故選C。若用力傳感器測量小球擺到O點正下方時細(xì)線拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律可得若小球下落過程機械能守恒，則有可得因此當(dāng)小球擺到O點正下方時，力傳感器示數(shù)F為

3mg

，則可驗證小球在擺動的過程中滿足機械能守恒。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，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N處。已知，且絕緣絲線ON與OM的夾角，等量異種電荷A、B及帶電小球的電荷量大小均為（未知），靜電力常量為k，重力加速度為。求：（1）根據(jù)共點力平衡的知識計算帶電小球所受庫侖力F的大?。唬?）小球所帶電荷的電性及電荷量Q的大?。唬?）等量異種電荷A、B在N處產(chǎn)生合場強E?！即鸢浮剑?）；（2）小球帶負(fù)電，；（3），方向水平向右〖解析〗對小球受力分析，根據(jù)平衡條件可知其受力情況如下所示根據(jù)平衡條件有聯(lián)立解得異種電荷連線上的場強方向由正電荷指向負(fù)電荷，小球所受電場力方向與場強方向相反，故小球帶負(fù)電。根據(jù)庫侖定律可知，A對小球的庫侖力B對小球的庫侖力且有聯(lián)立解得根據(jù)電場的定義可知，等量異種電荷A、B在N處產(chǎn)生的總場強方向水平向右。14.某校高一物理興趣小組正在進行無人機飛行表演。如圖所示，質(zhì)量的無人機用長為的輕繩吊起質(zhì)量也為的小物塊，此時無人機繞著O點在水平面內(nèi)做半徑勻速圓周運動，穩(wěn)定后輕繩偏離豎直方向的夾角始終為，重力加速度g取，，不計空氣阻力對物塊的影響，試求出（結(jié)果可保留根號）：（1）輕繩的拉力大??；（2）無人機做勻速圓周運動的線速度大?。唬?）無人機受到的空氣的作用力大小?！即鸢浮剑?）12.5N；（2）；（3）〖解析〗（1）對物塊受力分析，如圖所示由圖可知代入可得（2）根據(jù)物塊的受力分析可知解得無人機的角速度與物塊角速度相等，無人機的線速度大?。?）設(shè)空氣對無人機的作用力為F，與水平方向夾角為

，對無人機受力分析如下水平方向有豎直方向有兩式聯(lián)立可得15.如圖所示，豎直固定的四分之一粗糙圓軌道下端B點水平，半徑。質(zhì)量的長薄板靜置于傾角的粗糙斜面CD上，其最上端剛好在斜面頂端C點。一