福建省三明市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1三明市2023—2024学年第二学期普通高中期末质量检测高一物理试题（满分：100分；考试时间：90分钟）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将答题卡交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.万有引力定律表达式，式中G为引力常量。若用国际单位制基本单位表示，G的单位应为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗根据可得则G的单位应为故选C。2.2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆。当打开主降落伞后，返回舱匀速下落的过程中（）A.所受的合外力做正功B.所受的合外力做负功C.机械能减小D.机械能不变〖答案〗C〖解析〗AB．返回舱匀速下落的过程中，所受的合外力等于零，合外力不做功，AB错误；CD．返回舱匀速下落的过程中，空气阻力的方向与运动方向相反，空气阻力做负功，机械能减小，C正确，D错误。故选C。3.如图，国道G534线三明市三元区中村乡石马岬隧道至富兴堡街道路段，急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为v时，车轮与路面间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力为零。则在该弯道处（）A.路面外侧低内侧高B.路面结冰时，v变小C.车速小于v，汽车向内侧滑动D.车速大于v，小于最高限速，汽车不向外侧滑动〖答案〗D〖解析〗A．路面外侧高内侧低，支持力不竖直向上，偏向内侧，支持力的水平分量才能充当向心力，A错误；BCD．设路面倾斜角度为θ，圆弧半径为r，根据牛顿第二定律得解得当汽车以v速度行驶时，汽车与路面没有摩擦力，路面结冰时，v不变；车速小于v，汽车有向内侧滑动的趋势，产生向外侧的静摩擦力，在该摩擦力的作用下，汽车不向内滑动；车速大于v，小于最高限速，产生向内的静摩擦力，在该摩擦力的作用下，汽车不向外侧滑动，BC错误，D正确。故选D。4.下表是三颗绕木星运行的卫星数据（每颗卫星可视为仅受木星的作用做圆周运动），则（）卫星轨道半径r/km周期T/d卫星质量m/kg木卫一4.217×1051.778.93×1022木卫二6.710×1053.554.80×1022木卫三1.070×1067.151.48×1023A.木卫三离木星最近 B.木卫一的向心加速度最大C.木卫三的密度最大 D.木卫三的表面重力加速度最大〖答案〗B〖解析〗A．轨道半径越小离木星越近，所以木卫一离木星最近，A错误；B．根据牛顿第二定律得解得木卫一的轨道半径最小，向心加速度最大，B正确；C．卫星的半径未知，无法比较密度大小，C错误；D．卫星的半径未知，无法比较表面重力加速度大小，D错误。故选B。5.一同学投掷铅球，投出后铅球在空中的运动轨迹如图所示。铅球经P位置时速度为v，所受合力为F，下列图示正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗铅球做曲线运动，下降过程中，铅球做加速运动，合力的方向一定与速度方向成锐角，A正确，BCD错误。故选A。6.如图，真空中xOy平面直角坐标系上E、F、G三点构成等边三角形，边长为L。若将两个等量异种点电荷－q和＋q分别固定在E、F点，则（）A.O点电场强度的方向沿x轴正方向B.G点电场强度的方向沿y轴正方向C.O点电场强度的大小为零D.G点电场强度的大小为〖答案〗D〖解析〗A．＋q在O点产生的电场强度方向沿x轴负方向，－q在产生的电场强度方向沿x轴负方向，故O点合电场强度的方向沿x轴负方向，故A错误；C．O点电场强度的大小故C错误；BD．如图所示，设＋q和－q在G点产生的电场强度分别为、，G点的合场强为则有由几何关系可知，、的夹角为G点的合场强为方向沿x轴负方向。故B错误，D正确。故选D。7.如图，两瓷罐P、Q（可视为质点）放在水平圆桌转盘上，质量分别为m、2m，离转轴OO′的距离分别为R、2R，与转盘间的动摩擦因数均为μ。若转盘从静止开始缓慢地加速转动，P、Q与转盘均保持相对静止，用ω表示转盘的角速度，则（）A.当ω增大时，P比Q先开始滑动B.P、Q未滑动前所受的摩擦力大小相等C.P开始滑动时，临界角速度为D.Q开始滑动时，临界角速度为〖答案〗C〖解析〗B．P、Q未滑动前所受的摩擦力分别为P、Q未滑动前所受的摩擦力大小不相等，B错误；ACD．根据牛顿第二定律得解得P、Q开始滑动时的角速度分别为当ω增大到时，Q先开始滑动，C正确，AD错误。故选C。8.如图，圆形管道用轻杆固定在竖直平面内，管道内壁光滑。一质量为m的小球（直径略小于管道内径）从管道最高点由静止开始下滑，重力加速度为g。当小球滑至管道的最低点时，管道对轻杆作用力（）A.增加5mg B.减小5mgC.减小4mg D.增加4mg〖答案〗D〖解析〗根据机械能守恒定律得根据牛顿第二定律得解得根据牛顿第三定律方向竖直向下。管道对轻杆作用力增加4mg。故选D。二、双项选择选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.如图一自行车，前后轮半径相等。当骑着自行车在路面上沿直线行驶时（车轮不打滑），前后轮的轮缘上a、b两点的线速度及角速度的大小关系是（）A. B.C. D.〖答案〗AC〖解析〗AB．以轮轴为参考系，前后轮的轮缘上a、b两点的线速度相等，都等于自行车行驶的速度，A正确，B错误；CD．根据，两点的线速度和半径均相同，所以角速度也相同，C正确，D错误。故选AC。10.如图，从地面上同一位置斜抛出两小球甲、乙，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（）A.甲的初速度比乙的大B.甲的飞行时间比乙的长C.甲在最高点的速度比乙在最高点的小D.甲在落地时的速度比乙在落地时的小〖答案〗CD〖解析〗B．两个小球在竖直方向均做竖直上抛运动，且最大高度相同，则初速度的竖直分量相同，两个小球的飞行时间也相同，B错误；AD．两个小球在水平方向均做匀速运动，且运动时间相同，乙的水平位移大，则乙初速度的水平分量比甲的大，而初速度的竖直分量相等，则乙的初速度比甲大；根据对称性，落地速度的大小等于初速度，所以，乙的落地速度比甲大，A错误，D正确；C．最高点的速度等于初速度的水平分量，所以甲在最高点的速度比乙在最高点的小，C正确。故选CD。11.从地面竖直向上抛出一物体，取地面为零势能参考面，该物体的和随上升高度h的变化如图所示。重力加速度取，由图中数据可得（）A.物体的质量为2.5kgB.h＝2m时，物体的动能C.h＝0时，物体的速度大小为D.物体的速度大小为20m/s时，距地面的高度h=2m〖答案〗AC〖解析〗A．由图可知，上升的最大高度为4m，由重力势能公式可得A正确；BD．由图可知时，物体的动能物体的速度为BD错误；C．h＝0时，物体的速度大小为C正确；故选AC。12.如图，倾角为37°的光滑斜面固定放置，一轻绳跨过两定滑轮，两端分别与质量为M的物块和质量为m的沙袋连接（二者均视为质点）。物块从斜面上由静止下滑至A点时速度大小为，此时细绳恰好与斜面垂直。当物块滑至B点时，轻绳与斜面的夹角为37°。已知M＝40kg，m＝20kg，A、B两点之间的距离为L＝3.3m，重力加速度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，物块下滑过程中始终未离开斜面，与沙袋总在同一竖直面内运动。不计一切摩擦，轻绳一直处于伸直状态，则（）A.从A点运动到B点，物块的机械能增加B.从A点运动到B点，物块重力势能的减少量大于沙袋重力势能的增加量C.从A点运动到B点，物块重力势能的减少量等于沙袋重力势能的增加量D.在B点时，物块的动能为370J〖答案〗BD〖解析〗A．从A点运动到B点，除重力以外其他力做的功等于拉力做的功，拉力与运动方向成钝角，故拉力做负功，物块的机械能减小，故A错误；BC．从A点运动到B点，物块重力势能的减少量沙袋重力势能的增加量因为所以从A点运动到B点，物块重力势能的减少量大于沙袋重力势能的增加量，故B正确，C错误；D．如图所示将物块到达B点速度分解为沿着绳子的分速度和垂直与绳子的分速度，可得此时沙袋的速度大小等于物块沿着绳子的分速度。从A点运动到B点，物块和沙袋组成的系统机械能守恒，可得解得在B点时，物块的动能为故D正确。故选BD。三、非选择题：共60分，其中13、14、15题为填空题，16、17题为实验题，18—20题为计算题。考生根据要求作答。13.如图所示是某电场中的几条电场线，在电场中有A、B两点，同一负电荷在两点所受电场力方向________（选填“相同”或“不同”），这两点的电场强度大小_________（选填“＞”“＜”或“＝”）。〖答案〗不同＞〖解析〗由电场线分布情况可知，该电场为非匀强电场，A、B两点的电场强度方向不同，分别为两点所处的电场线的切线方向，同一负电荷在两点所受电场力方向与两点电场强度的方向相反，同一负电荷在两点所受电场力方向不同。电场线密集的地方，电场强度大，故有14.一辆质量的汽车以v＝36km/h的速度在平直路面上匀速行驶，发动机功率P＝6.0kW，汽车受到的阻力大小为________N。若汽车以恒定功率P＝6.0kW行驶且受到的阻力恒定不变，当车速v＝18km/h时，加速度大小为________。〖答案〗6000.3〖解析〗匀速行驶时的速度匀速行驶时牵引力等于阻力，即由车速由牛顿第二定律得15.双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为。则、做圆周运动的角速度之比__________；向心加速度之比_________。〖答案〗1∶13∶5〖解析〗双星周期相同，由得m1、m2做圆周运动的角速度之比为1：1；双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为，则有解得轨道半径之比等于质量的反比，即根据向心速度与角速度关系可知，、做圆周运动的向心速度之比等于轨道半径之比为16.在科学验证“机械能守恒定律”的实验中：（1）如图甲，安装好装置，先通电再释放重物，得到如图乙所示的纸带。在纸带上打出一系列的点，其中O为纸带打出的第一个点，选取三个连续点A、B、C到O的距离如图所示。已知重物质量m＝1.0kg，重力加速度，打点计时器的打点周期T＝0.02s，O至B的过程中，重物动能的增加量_________J；重力势能的减少量_________J。（结果均保留三位有效数字）（2）实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________________。A.利用公式计算重物速度B.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响C.没有采用多次实验取平均值的方法（3）该同学根据纸带计算出各点对应的瞬时速度v，并测出相应的重物下落高度h，作出图像如图丙所示。图线通过坐标原点，他判定重物下落过程机械能守恒。该同学的分析________。（选填“合理”或“不合理”）。〖答案〗（1）0.6840.690（2）B（3）不合理〖解析〗【小问1详析】打B点时的速度O至B的过程中，重物动能的增加量重力势能的减少量【小问2详析】实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是A．利用公式计算重物速度会造成动能增加量大于重力势能减小量，选项A错误；B．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响，会使得重力势能的减少量大于动能的增加量，选项B正确；C．没有采用多次实验取平均值的方法只能减小偶然误差，不能减小系统误差，选项C错误。故选B。【小问3详析】该同学的分析不合理；根据可得则若图像是过原点且斜率为2g的直线时，机械能才是守恒的。17.在科学探究“平抛运动的特点”实验中，某小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）请根据甲图，指出需要改进的实验操作：________________。（2）甲同学每次将小球从斜槽的同一位置无初速释放，将水平挡板依次向下等间距移动位置，若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是________________。A. B.C. D.无法判断（3）如图乙，乙同学用频闪仪和照相机拍摄做平抛运动的小球，频闪周期为0.05s。实验测出的小球影像高度差如图丙所示，每个方格的边长为5cm。则小球运动到位置A时，其速度的水平分量大小为________m/s；测得当地重力加速度的大小为________m/s2。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）见〖解析〗（2）A（3）1.09.7〖解析〗【小问1详析】1.为了让小球做平抛运动，斜槽末端必须保持水平；2.为了使小球做平抛运动的初速度不变，小球必须从同一位置由静止释放；3.为了建立坐标系，斜槽末端必须悬挂铅锤线。【小问2详析】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，根据得故选A。【小问3详析】小球运动到位置A时，其速度的水平分量大小为当地重力加速度的大小为四、计算题（本题3小题，共39分）18.如图，从平行金属板上板中央的小孔向内喷入小油滴。调节电场强度，使一个很小的带负电油滴静止在电场强度为E的电场中。不计油滴间的相互作用，重力加速度g=10m/s2，则：（1）判断金属板上板所带电荷的电性；（2）若电场强度为E=4.0×105N/C，油滴的质量为m=1.8×10-14kg，求油滴的电荷量q。〖答案〗（1）正电；（2）4.5×10-19C〖解析〗（1）由于油滴处于静止状态，根据平衡条件可知，油滴受到向上的电场力，而油滴带负电，所以场强方向向下，故上板带正电；（2）根据平衡条件可得解得19.如图为一种可测量转动角速度的简易装置。“V”形光滑支架可随水平面上的底座绕中轴线OO′旋转，支架两杆与水平面间夹角均为θ，两侧的杆长均为1.5L。一原长为L的轻弹簧套在AB杆上，下端固定于杆上的B点，另一端与一小球拴接。已知支架静止时弹簧的长度为0.5L，小球的质量为m，重力加速度为g。现让小球随支架以角速度ω匀速转动。求：（1）轻弹簧的劲度系数k；（2）轻弹簧恰为原长时，支架角速度ω1的大小；（3）若已知θ=53°，，，sin53°=0.8，cos53°=0.6，小球在杆末端A匀速转动时，支架角速度ω2的大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）静止时弹簧被压缩了，设弹簧弹力为F1，受力分析如图，由平衡条件可得①解得（2）轻弹簧恰为原长时，小球只受重力和杆的支持力N2，受力分析如图，由几何关系②竖直方向③水平方向④联立②③④得（3）小球在A端随装置做匀速圆周运动时，弹簧伸长量为，受力分析如图，弹簧的弹力⑤圆周运动的半径⑥竖直方向⑦水平方向⑧联立⑤⑥⑦⑧解得20.如图甲所示，平台BC下方水平地面上依次放置光滑圆弧轨道、完全相同的长木板1和2，长木板1的上表面与圆