河南省郑州市巩义中牟登封等六县高一（下）期末联考物理试题

20212022学年下学期期末测评试卷高一物理一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第17小题只有一个选项正确，第810小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.下列关于电荷的说法正确的是（）A.元电荷是一个理想化模型，就是电荷量很小的电荷B.在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电C.物体所带的电荷量可以是任意的D.点电荷是指自然界最小的电荷量【答案】B【解析】【详解】A．元电荷是最小的电荷量，不是电荷量很小的电荷B．在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确；C．物体所带的电荷量是元电荷的整数倍，故C错误；D．点电荷是理想化的物理模型，与力学中质点类似，当带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响可忽略不计时，就可以看成点电荷，故D错误。故选B。2.如图所示实线表示某一点电荷产生的电场线，到点电荷距离相等，关于该电场中的三点，下列说法正确的是（）A.若场源电荷为正电荷，则A点的场强小于点的场强B.若场源电荷为负电荷，则A点的场强小于点的场强C.无论场源电荷是正是负，总有点场强与点场强相同D.无论场源电荷是正是负，总有A点场强大于点场强【答案】D【解析】【详解】无论场源电荷是正是负，电场线越密集则场强越大，因A点的电场线较B、C两点密集，则A点的场强大于B点的场强；B、C两点到场源电荷的距离相等，则场强大小相等，但是方向不同，则选项ABC错误，D正确。故选D3.有一条两岸平直且平行的河流，河水流速恒定，大小为。一条小船在河上横渡，已知船在静水中的速度大小为，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。若均不变，试求去程与回程所用时间的比值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，设河宽为，去程时船头指向始终与河岸垂直，则渡河时间为回程时行驶路线与河岸垂直，此时船的合速度为则渡河时间为则去程与回程所用时间的比值为故ABD错误C正确。故选C。4.长为的细绳上端固定，下端拴一个质量为的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，小球角速度大小为，此时绳子与竖直方向的夹角为，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A.若只增加绳长，则减小B.若只增加小球质量，则减小C.保持不变，增大时，小球的向心力不一定增大D.保持不变，增大时，线速度一定增大【答案】D【解析】【详解】设小球受到的绳子拉力大小为，竖直方向根据受力平衡可得水平方向根据牛顿第二定律可得联立可得解得A．若只增加绳长，由于角速度不变，可知减小，即增大，A错误；B．若只增加小球质量，由于角速度不变，绳长不变，可知不变，即不变，B错误；C．保持不变，增大时，可知减小，即增大，小球的向心力为由于、都增大，可知小球的向心力一定增大，C错误；D．保持不变，增大时，可知减小，即增大，小球线速度为由于、都增大，可知小球的线速度一定增大，D正确。故选D。5.如图所示为自行车的传动装置，其中为轮盘边缘上一点，为飞轮边缘上一点，为车轮边缘上一点，若轮盘、飞轮和车轮的半径之比为，在人用力蹬车前进时，下列说法正确的是（）A.两点的角速度大小之比为B.两点的线速度大小之比为C.轮盘转一圈时，车轮转12圈D.两点的向心加速度大小之比为【答案】D【解析】【详解】根据题意，由图可知，和为皮带传动，线速度相等，和为同轴转动，角速度相等AB．由公式可得，则有，则轮盘转一圈时，车轮转3圈故ABC错误；D．由公式可得故D正确。故选D。6.2022年4月16日，神舟十三号飞船成功在东风着陆场着陆，三位航天员翟志刚、王亚平和叶光富终于平安返回地球了。神舟十三号任务圆满成功，将会拉开中国空间站全面建造的大幕。若神舟十三号90分钟可绕地球转一圈，地球半径约为，可认为神舟十三号绕地球做匀速圆周运动，重力加速度，请估算神舟十三号在轨运行时离地面的高度最接近（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设神舟十三号的轨道半径为，地球质量为，根据万有引力提供向心力可得物体在地球表面处受到的万有引力等于重力，则有联立可得神舟十三号在轨运行时离地面的高度为可知神舟十三号在轨运行时离地面的高度最接近，B正确，ACD错误。故选B。7.如果把地球看做一个质量分布均匀的球体，关于地球同步卫星，下列说法不正确的是（）A.地球同步卫星的在轨运行高度都相同B.地球同步卫星的轨道平面一定与赤道平面重合C.地球同步卫星的运行周期都相同D.地球同步卫星在轨运行的线速度大小不一定相等【答案】D【解析】【详解】AC．地球同步卫星相对于地面静止，其角速度与地球自转角速度相同，则其周期与地球自转周期相同；假定地球质量为M、自转周期为T、地球半径为R；地球同步卫星质量为m，引力常数为G，则有则地球同步卫星的轨道半径为则其在轨运行高度都为可知，地球同步卫星的在轨运行高度都相同，故AC正确，不符合题意；B．地球同步卫星相对于地面静止，其轨道一定在赤道正上方，所以其轨道平面一定与赤道平面重合，故B正确，不符合题意；D．由前面可知，同步卫星的轨道半径均相同，周期相同，则其线速度为可知地球同步卫星在轨运行的线速度大小一定相等，故D错误，符合题意。故选D。8.如图1所示，地面上固定一个倾角为37°的斜面，与斜面平行的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板处，将一个质量为的滑块无初速度地放在弹簧上端（开始时，弹簧处于原长），滑块沿斜面下滑到最低点的过程中，弹簧下端挡板处的力传感器显示出弹簧弹力随位移变化的图像如图2所示。取，试判断下列说法正确的有（）A.根据图像可知，弹簧的劲度系数为B.可以计算出滑块与斜面间的动摩擦因数为C.弹簧弹力大小等于滑块重力沿斜面向下的分力时，滑块动能最大D.在此过程中，滑块的机械能先增大后减小【答案】AB【解析】【详解】A.开始时，弹簧处于原长，所以物块向下运动的位移在数值上等于弹簧的形变量，由胡克定律和牛顿第三定律可知所以图像的斜率大小等于弹簧的劲度系数，则故A正确；B．由动能定理可以计算出滑块与斜面间的动摩擦因数为故B正确；C．滑块向下运动的过程中，当弹簧弹力大小等于滑块重力沿斜面向下的分力时，此时斜面对滑块还有向上的滑动摩擦力，所以此时合外力不为零，滑块正在做减速运动，所以滑块动能不是最大，故C错误；D．滑块下滑的过程中，弹簧的形变量一直在增大，弹性势能一直增大，滑块的机械能转化为弹簧的弹性势能和摩擦生热，所以滑块的机械能一直减小，故D错误。故选AB。9.如图所示，为一斜坡，为的中点，是一与斜坡点等高的平台。小球从平台末端点以初速度水平向左飞出，恰好落在斜坡底端点，另一小球以初速度从平台末端点水平向左飞出，恰好落在斜坡上的点，则下列说法正确的是（）A.两小球在空中运动的时间之比B.两小球在空中运动的时间之比C.两小球的水平位移之比为D.两小球的水平位移之比为【答案】AD【解析】【详解】AB．由几何关系可知，落到C点的a球和落到D点的b球的竖直高度之比为2:1，根据可知，两小球在空中运动的时间之比选项A正确，B错误；CD．根据x=vt因两球的初速度之比为1:2，时间之比为，可知两小球的水平位移之比为选项C错误，D正确。故选AD。10.“低碳环保”是当前社会发展的主基调，电动汽车就是应运而生的产物，某款质量为的电动汽车在一次测试中，沿平直公路以恒定功率从静止启动做直线运动，经达到最大速度，随后撤去动力做匀减速直线运动，其速度时间图像如图所示，假定整个运动过程阻力恒定。关于整个运动过程，下列说法正确的是（）A.加速位移与减速位移之比3：1B.加速位移与减速位移之比为2：1C.牵引力做功与阻力做功之比为1：1D.牵引力做功与阻力做功之比为3：1【答案】AC【解析】【详解】CD．整个运动过程，根据动能定理有得到C正确，D错误；AB．汽车在减速过程中做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有得到汽车恒功率到达最大速度时，牵引力等于阻力，则此时功率为在整个过程中，牵引力做功等于阻力做功，设总位移为，则有代入得到减速过程中的位移为所以加速位移与减速位移之比为A正确，B错误；故选AC。二、实验题（本题共2小题。第11题12分，第12题8分，共20分）11.（1）用如图1所示装置进行“探究平抛运动的特点”实验中，已知A、B两球质量相等，下列说法中正确的是_________________。A.A球比B球在空中运动的时间长B.落地时A的速度大于B球的速度C.落地前瞬时，A球重力的功率比B球的大D.从开始运动到落地，重力对两球做功一样多（2）如图2，某实验小组用频闪照相的方法在坐标纸上记录了A球在不同时刻的四个位置，已知频闪周期一定，轴方向为水平方向，轴方向为竖直方向，坐标纸小方格的边长为，重力加速度为，则A球平抛的初速度大小为___________，抛出点的坐标为______________，___________。（3）如果根据（2）中记录的数据来求当地的重力加速度，还需要知道______________，可以计算出重力加速度的大小为_______________（用上空物理量及已知量表示）。【答案】①.BD#DB②.③.④.⑤.频闪周期⑥.【解析】【详解】（1）[1]A．A球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体，B球做自由落体运动，所以两球在空中运动的时间一样，故A错误；B．A有水平初速度，B初速度为零，下落高度相同，落地时竖直方向的速度相同，所以落地时A的速度大于B球的速度，故B正确；C．两球竖直方向都做自由落体运动，落地时竖直方向的速度相同，所以落地前瞬时，A、B球重力的功率故C错误；D．从开始运动到落地，重力对两球做功一样多，故D正确。故选BD；（2）[2]由可得由可得[3][4]球到b点的竖直方向的速度为则坐标原点到b点的水平距离则抛出点的水平坐标为则坐标原点到b点的竖直距离则抛出点的竖直坐标为（3）[5]根据（2）中记录的数据来求当地的重力加速度，还需要知道相邻两点之间的时间间隔，既频闪周期；[6]由可得12.某实验小组采用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验的主要步骤如下：A.将导轨调至水平B.测出挡光条的宽度C.用天平测出托盘和砝码的总质量，滑块和挡光条的总质量D.将滑块放在气垫导轨上，通过轻质细绳与托盘连接，测出挡光条到光电门的距离E.将滑块由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间F．对测量数据进行分析，得出实验结论（1）下列关于本实验的分析中，不正确的是___________________。A．调节气垫导轨左端的滑轮，使绳子与导轨平行B．滑块初始位置与光电门间的距离适当大些C．挡光条的宽度越大，测量结果越精确D.应使托盘和砝码质量远小于滑块和挡光条的总质量（2）实验时发现光电门坏了，他们就在气垫导轨右端装上电磁打点计时器来进行实验，如图2所示是他们得到的一条纸带，图中为连续的6个计数点，其中，，，，。相邻的两计数点间还有四个计时点未标出，电源频率为，若，，重力加速度，则打点计时器打下点时滑块的速度为__________，从打下点到打下点的过程中系统动能的增加量为____________J，重力势能的减少量为________________J，多少次实验后发现总是小于，原因是_________________________________________________。（计算结果保留两位有效数字）【答案】①.CD##DC②.③.④.⑤.滑块和挡光条需要克服空气阻力及纸带与打点计时器间的摩擦力做功【解析】【详解】（1）[1]A．实验时，应将气垫导轨调至水平，细线与导轨平行，故A正确，不符合题意；B．为了减少误差，滑块初始位置与光电门间的距离适当大些，故B正确，不符合题意；C．挡光条的宽度越小，测量值越准确，故C错误，符合题意；D．本实验不需要托盘和砝码质量远小于滑块和挡光条的总质量，故D错误，符合题意。故选CD。（2）[2]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，打点计时器打下点时滑块的速度为[3]打点计时器打下点时滑块的速度为则从打下点到打下点的过程中系统动能的增加量为[4]重力势能的减少量为[5]多少次实验后发现总是小于，原因是滑块和挡光条需要克服空气阻力及纸带与打点计时器间的摩擦力做功。三、计算题（本题共4小题，每题10分，共40分）13.如图所示，A、B均为带电正的小球，其中固定放置，挂在绝缘细线下端，静止时，已知球的质量为，两小球带电荷量均为，和在同一条水平线上，整个装置处于真空中（静电力常量为，重力加速度为，，）。（1）求AB间距离；（2）若在该区域加上水平方向的匀强电场，调节点位置及长度，保证水平且间距不变的情况下使小球静止时恰好处于竖直状态。求该匀强电场的大小和方向。（计算结果可以用根式表示）【答案】（1）；（2），方向水平向左【解析】【详解】（1）对球，由平衡条件得受到的库仑力根据库仑定律有联立可得AB间的距离（2）由题意知，再次平衡时，根据平衡条件得联立可得方向水平向左。14.经过长期观测，人们发现银河系中的恒星约四分之一是双星系统。某双星系统由A、B两颗恒星构成，两星绕它们连线上一点O做匀速圆周运动，经观测可知A、B间的距离为s，恒星的运行周期为T。（1）请根据上述数据求出两恒星的质量之和；（2）若观测到AO间距离为L，试求A恒星的质量。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设A恒星质量为，轨道半径为，B恒星质量为，轨道半径为，则对A恒星有对恒星有依题意有联立可得（2）根据引力定律，对恒星有由题意可知联立可得A恒星的质量为15.如图所示，光滑水平面与竖直平面内的光滑半圆形导轨在B点平滑连接，半圆形导轨半径为，间的距离，一个质量为的物块在外力作用下将弹