湖南省邵陽(yáng)市新邵縣2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024年上期高一期末質(zhì)量檢測(cè)物理試題卷溫馨〖提示〗：1．本試卷分試題卷和答題卷兩部分，本試卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2．試卷的全部〖答案〗必須用黑色簽字筆書寫在答題卷上指定的位置；在試題卷上作答的視為無(wú)效。3．答題前，必須將自己的姓名、考號(hào)、學(xué)校等項(xiàng)目填寫清楚。第一部分選擇題（共44分）一、單選題（本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求）1.如圖所示為一輛自行車的大齒輪、小齒輪和后輪結(jié)構(gòu)示意圖，它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)a、b、c，半徑從大到小依次為a、c和b，下列判斷正確的是（）A.b和c的角速度相等 B.a比b的向心加速度大C.a比b的角速度大 D.a比c的線速度小〖答案〗B〖解析〗A.b和c被不可伸長(zhǎng)的鏈條相連，所以b和c線速度大小相同，A錯(cuò)誤；C.a和b屬于同軸傳動(dòng)，所以a與b的角速度相等，故C錯(cuò)誤；B.根據(jù)向心加速度公式所以故B正確；D.根據(jù)所以且可得故D錯(cuò)誤。故選B。2.如圖所示，將不帶電枕形導(dǎo)體AB放在一個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，點(diǎn)電荷的電荷量為，與導(dǎo)體AB的中心O的距離為R。當(dāng)導(dǎo)體AB達(dá)到靜電平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.導(dǎo)體A端帶正電B.感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右C.感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零D.感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為〖答案〗D〖解析〗A．由于點(diǎn)電荷帶負(fù)電，產(chǎn)生靜電感應(yīng)，根據(jù)“近異遠(yuǎn)同”可知導(dǎo)體A端帶負(fù)電，B端帶正電，故A錯(cuò)誤；BCD．處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則導(dǎo)體中心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，大小為，方向向左，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.一名船夫駕船過(guò)河，小船在靜水中的速度大小為v1，水流速度大小為v2，v2>v1，河寬為d，下列說(shuō)法正確的是（）A.小船過(guò)河的最短時(shí)間為 B.小船過(guò)河的最小位移為dC.小船過(guò)河的實(shí)際速度大小大于v1 D.小船過(guò)河的實(shí)際速度大小等于〖答案〗A〖解析〗A．若船頭正對(duì)河岸，則小船過(guò)河的時(shí)間最短，且最短時(shí)間為，故A正確；B．由于v2>v1，則小船合速度方向不可能垂直于河岸，即不可能垂直渡河，則小船過(guò)河的最小位移大于d，故B錯(cuò)誤；CD．由于不知道小船在靜水中的速度v1與水流速度v2間的夾角，則無(wú)法知道小船過(guò)河的實(shí)際速度情況，故CD錯(cuò)誤。故選A。4.天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言了哈雷彗星的回歸，海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的“按時(shí)回歸”確立了萬(wàn)有引力定律的地位，也成為科學(xué)史上的美談。海王星的質(zhì)量是地球的17倍，半徑是地球的4倍，則衛(wèi)星繞海王星表面做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小約為（）A.64km/s B.16km/s C.4km/s D.2km/s〖答案〗B〖解析〗衛(wèi)星繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有解得線速度大小約為所以衛(wèi)星繞海王星表面做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小約為故選B。5.如圖所示，質(zhì)量分別為、的兩個(gè)帶同種電荷的小球、，分別用長(zhǎng)為的絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)，兩細(xì)線與豎直方向各成一定的角度、，兩小球用一絕緣輕質(zhì)彈簧相接，A、B球連線與過(guò)點(diǎn)豎直線交于點(diǎn)，初始時(shí)刻彈簧處在壓縮狀態(tài)，現(xiàn)增加球的電荷量，下列說(shuō)法中正確的是（）A.兩細(xì)線的拉力之比變大 B.兩細(xì)線的夾角不變C.與的長(zhǎng)度之比不變 D.長(zhǎng)度一定變大〖答案〗C〖解析〗對(duì)兩小球受力分析如圖、為A、B兩小球之間的庫(kù)侖力，、為兩小球之間的彈簧彈力，滿足對(duì)球受力分析，、、、三力滿足相似三角形，則有同理對(duì)球亦有當(dāng)球的電荷量增大則兩球距離會(huì)增大，夾角、增大，但仍有，繩長(zhǎng)不變，點(diǎn)上移，長(zhǎng)度變小。故選C。6.圖為特種兵訓(xùn)練項(xiàng)目示意圖，一根繩的兩端分別固定在兩座山的A、B處，A、B兩點(diǎn)水平距離為20m，豎直距離為3m，A、B間繩長(zhǎng)為25m。質(zhì)量為60kg的士兵抓住套在繩子上的光滑圓環(huán)從高處A滑到低處B。以A點(diǎn)所在水平面為零重力勢(shì)能參考平面，不計(jì)空氣阻力，m/s2。士兵在滑行過(guò)程中重力勢(shì)能的最小值約為（繩子處于拉直狀態(tài)且形變量很小可忽略）（）A.-4200J B.-3600J C.-5400J D.-1800J〖答案〗C〖解析〗設(shè)平衡時(shí)繩子與豎直方向夾角為，此時(shí)特種兵受的重力與兩個(gè)拉力平衡，設(shè)左右繩長(zhǎng)分別為，有且故A、B兩點(diǎn)豎直距離為3m，故且故故以A點(diǎn)所在水平面為參考平面，特種兵在滑行過(guò)程中重力勢(shì)能最小值約為故選C。二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）7.如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖，電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng)，兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí)，極板上所帶電荷量變少，則（）A.被測(cè)材料豎直方向尺度減小 B.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小 D.電容器電容變大〖答案〗AC〖解析〗兩極板間電壓不變，若材料溫度降低時(shí)，極板上所帶電荷量變少，根據(jù)可知電容器的電容C減小，根據(jù)可知，兩板間距d變大，則被測(cè)材料豎直方向尺度減?。桓鶕?jù)可知，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤，AC正確。故選AC。8.氣墊登陸艇主要用于投送登陸部隊(duì)，為灘頭部隊(duì)提供火力支援，另外也可以執(zhí)行布雷任務(wù)，擁有強(qiáng)悍的運(yùn)力。如圖所示，某重型氣墊船自重達(dá)，最高時(shí)速為108km/h，裝有額定輸出功率為9000kW的燃?xì)廨啓C(jī)。假設(shè)該重型氣墊船在海面直線航行過(guò)程所受的阻力不變，下列說(shuō)法正確的是（）A.該重型氣墊船在海面直線航行過(guò)程加速度一定保持不變B.該重型氣墊船在海面直線航行過(guò)程所受的阻力大小為C.以最高時(shí)速一半的速度勻速航行時(shí)，氣墊船所受的牽引力為D.以最高時(shí)速一半的速度勻速航行時(shí)，氣墊船發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為4500kW〖答案〗BD〖解析〗A．若重型氣墊船保持額定功率不變?cè)诤Ｃ婕铀僦本€航行，根據(jù)可知隨著速度逐漸增大，重型氣墊船的牽引力逐漸減小，加速度逐漸減小，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，加速度減為零，氣墊船速度達(dá)到最大，故A錯(cuò)誤；BC．當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，氣墊船速度達(dá)到最大，則有，解得當(dāng)氣墊船以不同速度做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，即為，故B正確，C錯(cuò)誤；D．以最高時(shí)速一半的速度勻速航行時(shí)，根據(jù)解得故D正確。故選BD。9.如圖所示，輕質(zhì)細(xì)桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端可繞光滑的固定軸O在豎直平面內(nèi)做半徑為L(zhǎng)的圓周運(yùn)動(dòng)，小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)A。B為圓心等高點(diǎn)，C為圓周最低點(diǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)時(shí)機(jī)械能相等B.小球經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)球?qū)U作用力的大小之比為C.小球經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能之比為D.小球經(jīng)過(guò)C時(shí)小球重力的瞬時(shí)功率為〖答案〗AC〖解析〗A．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故A正確；BC．恰好通過(guò)最高點(diǎn)A，則此時(shí)則小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)球?qū)U作用力的大小為mg，由A到B和由A到C過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理聯(lián)立可解得在C點(diǎn)時(shí)解得則小球經(jīng)過(guò)C兩點(diǎn)時(shí)球?qū)U作用力的大小為5mg，則小球經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)球?qū)U作用力的大小之比為，故C正確，B錯(cuò)誤；D．經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，豎直方向速度為零，重力的瞬時(shí)功率為零，故D錯(cuò)誤。故選AC。10.如圖所示，有一勻強(qiáng)電場(chǎng)平行于平面xOy，一個(gè)質(zhì)量為m帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，粒子在O點(diǎn)時(shí)速度沿y軸正方向，經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度沿x軸正方向，且粒子在A點(diǎn)的速度大小是它在O點(diǎn)時(shí)速度大小的2倍。關(guān)于粒子在OA段的運(yùn)動(dòng)情況，下列判斷正確的是（）A.該帶電粒子帶正電B.帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小C.這段時(shí)間粒子的最小動(dòng)能為D.電場(chǎng)力方向與x軸正方向夾角的正切值為2〖答案〗BC〖解析〗A．由于電場(chǎng)線方向未知，則帶電粒子的電性未知，故A錯(cuò)誤；B．帶電粒子從O點(diǎn)到A點(diǎn)動(dòng)能增加，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小，故B正確；D．設(shè)加速度方向與x軸正方向之間的夾角為，如圖所示則在沿著y軸方向上沿著x軸方向上并且粒子在A點(diǎn)的速度是它在O點(diǎn)時(shí)速度的2倍，即聯(lián)立解得故D錯(cuò)誤；C．由三角函數(shù)知識(shí)可知又解得當(dāng)速度最小時(shí)，速度方向與電場(chǎng)力方向垂直，設(shè)最小速度為，將初速v0沿著電場(chǎng)力方向和垂直電場(chǎng)力方向進(jìn)行分解，可得則最小動(dòng)能為故C正確。故選BC。第二部分非選擇題（共56分）三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共16分）11.某同學(xué)用小球的自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)研究機(jī)械能守恒定律。由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示。O為打下的第一個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為f，重力加速度為g。（1）實(shí)驗(yàn)中的小球應(yīng)該選________________。（填選項(xiàng)序號(hào)）A．塑料球B．鐵球C．木球（2）打A、B兩點(diǎn)時(shí)小球的速度大小分別為vA=________、vB=________（用已知量和紙帶上的字母表示），只需驗(yàn)證關(guān)系式________（用vA、vB、g和紙帶上的字母表示）成立，便能驗(yàn)證小球從A到B的過(guò)程中機(jī)械能守恒?！即鸢浮剑?）B（2）〖解析〗（1）用小球的自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)研究機(jī)械能守恒定律，要求小球受到的阻力、浮力影響較小，則應(yīng)該選擇體積小、質(zhì)量大的鐵球。故選B。（2）用平均速度代表中間時(shí)刻瞬時(shí)速度，則，若A點(diǎn)到B點(diǎn)重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為增加的動(dòng)能，則有則只需驗(yàn)證關(guān)系式12.在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，利用一管口直徑略大于小球直徑的直管來(lái)確定平拋小球的落點(diǎn)及速度方向（只有當(dāng)小球速度方向沿直管方向才能飛入管中），重力加速度為g。（1）實(shí)驗(yàn)一：如圖（a）所示，一傾角為θ的斜面AB，A點(diǎn)為斜面最低點(diǎn)，直管保持與斜面垂直，管口與斜面在同一平面內(nèi)，平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)軌道拋出口位于A點(diǎn)正上方某處。為讓小球能夠落入直管，可以根據(jù)需要沿斜面移動(dòng)直管。某次平拋運(yùn)動(dòng)中，直管移動(dòng)至P點(diǎn)時(shí)小球恰好可以落入其中，測(cè)量出P點(diǎn)至A點(diǎn)距離為L(zhǎng)，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出此次平拋運(yùn)動(dòng)在空中飛行時(shí)間______，初速度______。（用L、g、θ表示）（2）實(shí)驗(yàn)二：如圖（b）所示，一半徑為R的四分之一圓弧面AB，圓心為O，OA豎直，直管保持沿圓弧面的半徑方向，管口在圓弧面內(nèi)，直管可以根據(jù)需要沿圓弧面移動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)軌道拋出口位于OA線上可以上下移動(dòng)，拋出口至O點(diǎn)的距離為h。上下移動(dòng)軌道，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄每次實(shí)驗(yàn)拋出口至O點(diǎn)的距離，不斷調(diào)節(jié)直管位置以及小球平拋初速度，讓小球能夠落入直管。為提高小球能夠落入直管的成功率及實(shí)驗(yàn)的可操作性，可以按如下步驟進(jìn)行：首先確定能夠落入直管小球在圓弧面上的落點(diǎn)，當(dāng)h確定時(shí)，理論上小球在圓弧面上的落點(diǎn)位置是______（填“確定”或“不確定”）的，再調(diào)節(jié)小球釋放位置，讓小球獲得合適的平拋初速度平拋至該位置即可落入直管。滿足上述條件的平拋運(yùn)動(dòng)初速度滿足______（用h、R、g表示）。〖答案〗（1）（2）確定〖解析〗小問(wèn)1詳析】由題意可知解得【小問(wèn)2詳析】h一定時(shí)，設(shè)落點(diǎn)與O點(diǎn)連線與水平方向夾角為α，如圖所示：根據(jù)位移規(guī)律由于直管沿半徑方向，因此落點(diǎn)處速度方向的反向延長(zhǎng)線必然經(jīng)過(guò)O點(diǎn)；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)立解得h一定，則用時(shí)一定，則豎直方向下落高度一定，則落點(diǎn)位置是確定的。由以上分析可知，豎直方向下落高度為用時(shí)根據(jù)幾何關(guān)系解得四、計(jì)算題（解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗必須明確寫出數(shù)值和單位）13.體育課上，小明同學(xué)在一次投擲鉛球練習(xí)中，把質(zhì)量kg的鉛球以速度m/s水平拋出。鉛球投擲點(diǎn)距地面的高度為m，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，已知，求：（1）鉛球落地時(shí)速度與水平方向夾角的正切值；（2）鉛球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率P?！即鸢浮剑?）；（2）40W〖解析〗（1）鉛球落地時(shí)豎直分速度為，則解得（2）鉛球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為解得W14.如圖所示，在水平地面上豎直固定一擋板，輕質(zhì)彈簧的左端固定在擋板上。質(zhì)量為、長(zhǎng)度為的長(zhǎng)木板靜止放置在地面上，剛好與處于原長(zhǎng)的水平彈簧的右端接觸，木板右端在點(diǎn)（為底面上一點(diǎn)）?，F(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)水平向左的推力，使木板向左緩緩移動(dòng)一段距離，然后撤去推力，重力加速度g取。（1）若木板與水平底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，彈簧壓縮了，水平推力做功，此時(shí)撤去推力，求木板向右運(yùn)動(dòng)的距離；（2）若點(diǎn)左側(cè)底面光滑，右側(cè)粗糙，木板與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，水平推力做功，求撤去推力后最終木板右端與點(diǎn)的距離?！即鸢浮剑?）0.8m；（2）3.5m〖解析〗（1）對(duì)木板利用動(dòng)能定理得解得撤去推力木板向右運(yùn)動(dòng)的距離（2）P點(diǎn)左側(cè)底面光滑，右側(cè)粗糙，對(duì)木板由動(dòng)能定理得解得摩擦力做功大小為若撤去推力后最終木板右端與點(diǎn)的距離為則解得與假設(shè)矛盾，不符合題意。若撤去推力后最終木板右端與點(diǎn)的距離為則解得所以撤去推力后最終木板右端與點(diǎn)的距離為3.5m。15.如圖所示，光滑水平面和豎直面內(nèi)的光滑圓弧導(dǎo)軌在B點(diǎn)平滑連接，導(dǎo)軌半徑為R。質(zhì)量為m的帶正電小球?qū)⑤p質(zhì)彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，脫離彈簧后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為，之后沿軌道運(yùn)動(dòng)。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，在區(qū)域有方向