辽宁省辽南协作校2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12022—2023学年度下学期期末考试高一试题物理命题人：辽阳一高中薛雨涵考试时间：90分钟张超审题人：瓦房店高中满分：100分第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.关于电场下列说法正确的是（）A.电场线是真实存在的物质B.试探电荷在电场中受到的电场力总是与场强方向是相同的C.在电势为2V的等势面上，电荷量为1C电荷的电势能要比电荷量为-2C电荷的电势能小D.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0〖答案〗D〖解析〗A．电场是真实存在的物质，电场线是为了形象描述电场，人为假想的，不是真实存在的物质，故A错误；B．正的试探电荷在电场中受到的电场力与场强方向相同，负的试探电荷在电场中受到的电场力与场强方向相反，故B错误；C．根据电势能表达式在电势为2V的等势面上，则电荷量为1C电荷的电势能要比电荷量为-2C电荷的电势能大，故C错误；D．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，故D正确。故选D。2.2023年4月，世界泳联跳水世界杯于西安顺利收官，本届比赛中国跳水队包揽了全部九枚金牌。在西安站10米台决赛中我国陈芋汐获得金牌。假设在跳水过程中，将陈芋汐视为质点，其质量m=50kg，入水后2s减速到零，若不计空气阻力，则水对陈芋汐的冲量大小最接近（）A.1700N·S B.2700N·S C.700N·S D.1000N·S〖答案〗A〖解析〗陈芋汐刚要入水时的速度大小为陈芋汐入水到速度减为0过程，以向上为正方向，根据动量定理可得解得水对陈芋汐的冲量大小为故选A。3.2023年5月30日9时31分，神舟16号载人飞船进入太空并成功对接于天和核心舱径向端口，在此期间神舟16号经历了5次自主变轨，成功与天和核心舱径向对接，标志着我国已经成为了航天大国。天和核心舱的轨道参数为：远地点距地面高度约394.9千米；近地点距地面高度约384千米；可把天和核心舱的轨道近似的看成圆周轨道。已知同步卫星距地球表面高度约为36000km。结合材料信息下列说法正确的是（）A.飞船运载火箭发射过程中，宇航员处于失重状态B.天和核心舱在轨道上运行时，与太阳的连线在相同时间内扫过的面积是相等的C.天和核心舱里的宇航员绕地球公转的线速度要比在赤道上随地球自转的物体线速度大D.神舟16号飞船在变轨到更高轨道过程中，需要点火减速〖答案〗C〖解析〗A．飞船运载火箭发射过程中，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，故A错误；B．天和核心舱在轨道上绕地球运行时，根据开普勒第二定律可知，天和核心舱与地球的连线在相同时间内扫过的面积是相等的，但与太阳的连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，故B错误；C．根据万有引力提供向心力可得解得由于天和核心舱的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则天和核心舱的线速度大于同步卫星的线速度；根据可知同步卫星的线速度大于赤道上随地球自转的物体线速度；则天和核心舱里的宇航员绕地球公转的线速度要比在赤道上随地球自转的物体线速度大，故C正确；D．神州16号飞船在变轨到更高轨道过程中，需要点火加速做离心运动，故D错误。故选C。4.如图，一水平放置的上表面光滑的金属板的正上方有一固定的正点电荷Q，一绝缘的带正电的小球（可视为质点，且不影响Q的电场），从左端以初速度滑上金属板上表面，在从左端滑到右端过程中，下列说法正确的是（）A.小球的加速度先增大后减小 B.小球的电势能先增大后减小C.小球的动能先增大后减小 D.小球在运动过程中受到的支持力先增大后减小〖答案〗D〖解析〗ABC．金属板在正电荷的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受的电场力与金属板表面垂直，小球在上表面光滑的金属板上做匀速直线运动，小球的加速度一直为零，电场力对小球不做功，小球的电势能和动能均不变，故ABC错误；D．在金属板上从左向右运动的过程中，受到竖直向下的电场力先增大后减小，竖直方向根据受力平衡可知，小球受到的支持力先增大后减小，故D正确。故选D。5.在实际情况中，物体做抛体运动时总会受到空气阻力的影响，如图所示，虚线为炮弹在忽略空气阻力时运动的轨迹；实线是炮弹以相同的初速度和抛射角在空气中实际的飞行轨迹，这种曲线叫做弹道曲线。设某次演习中，炮弹受到的空气阻力的大小与速度成正比，在空气阻力的影响下，弹道曲线的上升部分和下降部分不再对称，炮车的高度不可忽略，当地的重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A.炮弹在轨迹的最高点加速度大于B.炮弹上升时间可能大于下降的时间C.炮弹在上升过程和下降落回地面过程，重力做功大小是相等的D.炮弹重力的功率一直在增大〖答案〗A〖解析〗A．炮弹在最高点时受到的阻力水平向左，则水平方向的加速度向左；竖直方向的加速度大小为，根据平行四边形法则可知，炮弹在最高点时的加速度大于重力加速度，故A正确；B．炮弹在上升过程中竖直方向的阻力向下，加速度大小大于；下落过程中，竖直方向的阻力向上，加速度大小小于；根据可知，炮弹上升的时间一定小于下降的时间，故B错误；C．炮车的高度不可忽略，由可知，炮弹在上升阶段克服重力做的功小于下降阶段重力做的功，故C错误；D．重力的功率为炮弹在上升阶段竖直方向上的速度在减小，下降阶段竖直方向上的速度在增大；可知重力的功率先减小后增大，故D错误。故选A。6.如图所示为某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器充电后的电压为4.0kv，电容器电容为15μF，若电容器在一定时间内放电至两极板间电势差为0，在此过程中，共释放了0.06C的电荷，则下列说法正确的是（）A.电容器在充电后的电容为15μF，放电后的电容为0B.电容器在放电过程中产生的电流大小是恒定不变的C.电容器充电后，单个极板所携带的电荷量为0.03CD.电容器两极板之间电势差与电荷量成正比〖答案〗D〖解析〗A．电容器在充电后的电容为15μF，放电后的电容仍为15μF，故A错误；B．电容器在放电过程中，随着两极板间电势差逐渐减小为0，产生的电流大小逐渐减小为0，故B错误；C．电容器在放电过程中，共释放了0.06C的电荷，则电容器充电后，单个极板所携带的电荷量为0.06C，故C错误；D．根据可得可知电容器两极板之间电势差与电荷量成正比，故D正确。故选D。7.一辆质量为M的机车拖着一辆质量为m的拖车在平直水平路面上以速度做匀速直线运动，已知在运动过程中摩擦力的大小与质量成正比。某时刻，拖车脱离机车，若拖车前进位移为x时恰好停下，假设在这段时间内牵引力不变，则在这段时间内机车前进的位移为（）A B. C. D.〖答案〗C〖解析〗设摩擦力的大小与质量的比值为，根据拖车受到的摩擦力为根据匀变速直线运动位移与速度关系和牛顿第二定律，对拖车有，解得拖车停止需要的时间为机车的牵引力为则机车的加速度为在这段时间内机车前进的位移为故选C。8.如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q>0，则三个点电荷的电荷量可能为（）A.Q1=q，，Q3=q B.Q1=－q，，Q3=－4qC.Q1=－q，，Q3=－q D.Q1=q，，Q3=4q〖答案〗D〖解析〗AB．选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误；C．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有解得而Q2产生的场强大小为则P点的场强不可能为零，C错误；D．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有解得而Q2产生的场强大小为则P点的场强可能为零，D正确。故选D。9.中国古代屋脊两头，有一仰起的龙头，龙口吐出伸向天空且曲折的舌头，舌根连接一根直通地下的细铁丝，起到避雷的作用，当雷云放电接近房屋时，屋顶的避雷针顶端由于聚集大量电子而形成局部电场集中的空间。图中虚线为周围等差等势面的分布情况，一个不计重力的带电粒子在该电场中的运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是（）A.该粒子一定带正电，且B.该粒子可能带负电，且C.若该粒子从a运动到c，则该粒子在b点电势能要高于c点电势能D.若该粒子从c运动到a，则该粒子在b点电势能要高于c点电势能〖答案〗ACD〖解析〗AB．根据电场方向与等势面垂直和曲线运动的合力位于轨迹的凹侧，可知粒子在b点受到的电场力如图所示由于避雷针聚集大量电子而带负电，可知该粒子带正电；根据可知等差等势面越密集的地方，场强越大，由图可知，c点场强大于b点场强，粒子在c点电场力大于在b点电场力，则有，故A正确，B错误；C．若该粒子从a运动到c，则电场力对该粒子做正功，粒子电势能减小，该粒子在b点电势能要高于c点电势能，故C正确；D．若该粒子从c运动到a，则电场力对该粒子做负功，粒子电势能增大，该粒子在b点电势能要高于c点电势能，故D正确。10.图1、2分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角均为，高度均为h，某同学体重为m，先后站在两扶梯上，随扶梯以大小相同的速度v匀速从一层上到二层，当地重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.两种情况下该同学的重力势能均增加了B.两种情况下，该同学受到的支持力均不做功C.图1中该同学不受摩擦力，所以该同学的机械能守恒D.图2中该同学受到的摩擦力做了的正功，所以该同学的机械能增加了〖答案〗AD〖解析〗A．两种情况下该同学重力做功均为可知该同学的重力势能均增加了，故A正确；B．图1中支持力方向竖直向上，与速度方向夹角小于，支持力对该同学做正功；图2中支持力方向垂直斜面向上，与速度方向垂直，支持力不做功，故B错误；C．图1中该同学不受摩擦力，但支持力对该同学做正功，该同学的机械能增加，故C错误；D．图2中支持力不做功，该同学克服重力做功，由于该同学动能不变，则该同学受到的摩擦力做了的正功，所以该同学的机械能增加了，故D正确。故选AD。11.如图所示，把两个大小相同的金属球A和B用细线连接，中间夹一被压缩的轻弹簧，静止在光滑的水平桌面上。已知A的质量为M，B的质量为m，弹簧的压缩量为x，原长为L。现烧断细线，在弹簧恢复原长的过程中，下列说法正确的是（）A.小球A、B组成的系统动量守恒B.当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的动能之比为C.金属球B发生的位移大小为D.金属球A发生的位移大小为〖答案〗ABD〖解析〗AB．小球A、B组成的系统受到的合外力为零，则小球A、B组成的系统满足动量守恒，当弹簧恢复至原长时，有可得小球A与小球B的动能之比为故AB正确；CD．根据则有可得又联立解得，故C错误，D正确。故选ABD。12.在光滑水平面内有一沿x轴方向的静电场，其电势随坐标x变化的图线如图所示（、、、、、均已知）。现有一质量为m、电荷量为-e的带电粒子（不计重力）从0点以某一未知初速度v，沿x轴正方向射出，则下列说法正确的是（）A.在间的电场强度沿x轴正方向、大小为B.在间与在间电场强度相同C.若以处为电势零点，则该电荷在处电势能为D.若，该带电粒子就能运动到处〖答案〗CD〖解析〗AB．由于沿电场方向，电势降落，可知0~x1电场强度沿x轴负方向。由得故图像的斜率等于电场强度，在x1~x2间与在x3~x4间斜率不相同，电场方向不同，则电场强度不相同，故A错误，B错误；C．若以x1处为电势零点，则该电荷在x3处电势该电荷在x3处电势能为故C正确；D．由可知，x3处电势最低，速度最小，只要能到达x3处就一定能到达x4处。若小球恰好到达x3处，由动能定理得只要带电小球就能运动到x4处，故D正确;故选CD。第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、实验题（本题共两小题，共16分）13.某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻质细杆一端固定一小钢球，另一端可绕光滑的固定轴转动，固定在转轴上的拉力传感器可以测出细杆上的拉力大小；在固定轴正下方放置一光电门（连接光电计时器），使球心到达最低点时可以恰好通过光电门，测得小球的直径为d，已知当地重力加速度为g。（1）在开始实验前，使小球静止在最低点，读出力传感器读数为F，则小球质量为________；（2）在实验中经测量，球心到转轴O的距离为L。将小球拉至某一位置，测出细杆与竖直方向夹角；由静止释放小球，读出光电计时器显示的挡光时间为t，小球到达最低点时速度大小为________，下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为________，动能的增加量可表示为________，如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。〖答案〗（1）（2）〖解析〗（1）在开始实验前，使小球静止在最低点，读出力传感器读数为F，根据受力平衡可得解得小球质量为（2）读出光电计时器显示的挡光时间为，小球到达最低点时速度大小为下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为动能的增加量可表示为如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。14.某兴趣小组同学利用身边的实验器材，完成验证动量守恒定律实验．身边的实验器材有：刻度尺、天平、打点计时器（一套）、装有厚厚一层松软细沙的小车（以下简称“小车”）、铁块、一端带有竖直挡板的长木板、木块、纸带．实验步骤如下：第1步：把长木板带有竖直挡板的一端固定在水平桌面上，把木块垫在木板左端下方，制成一个斜面，并将实验器材按如图所示方式安装好；把小车放到木板上，将穿过打点计时器的纸带与小车连接．通过左右调整木块位置，直至给小车一个沿木板向下的初速度，小车所连纸带上打出的点间隔均匀为止。第2步：把小车放到木板上靠近打点计时器的一端，给小车一个沿木板向下的初速度，经过一段时间后把铁块轻轻放到小车里的细沙上。第3步：取下纸带，测量纸带上点迹均匀的两部分连续5个点的距离和，且．第4步：重复第2步和第3步，记录和。请回答下列问题．（1）在步骤1中，左右调整木块的位置是为了__________________；（2）铁块轻轻放到小车里的细沙上发生在相邻的两个点________之间；（填纸带上计数点字母符号）（3）在坐标纸上，以和分别为纵、横轴，把记录的数据在坐标纸上描点连线，得到一条斜率为k的直线．只需满足铁块与小车（含细沙）的质量的比值约为________________，就能验证小车和铁块沿斜面方向的动量守恒；（4）若铁块从一定高度处做自由落体运动落到小车上的细沙里，小车匀速运动时的动量______________（选填“大于”“小于”或“等于”）铁块落到细沙里后铁块和小车的总动量。〖答案〗（1）平衡摩擦力（2）HI（3）（4）小于〖解析〗（1）在步骤1中，左右调整木块的位置是为了平衡摩擦力。（2）铁块轻轻放到小车里前小车做匀速运动，铁块轻轻放后也是匀速运动，但速度会发生变化，对应纸带上的点，可以知道放上铁块的位置在之间。（3）设小车（含细沙）和铁块的质量分别为和，长木板倾角为，小车沿木板做匀速运动时，有把铁块放到小车内，稳定后对铁块和小车有即在小车内放铁块前后沿木板方向的合外力都为0，则沿木板方向动量守恒，根据动量守恒定律有设纸带上打下连续5点的时间为，有可得由上述分析可知，小车和铁块组成的系统沿木板方向动量守恒，由可知，斜率即（4）铁块落到细沙上前有沿斜面向下的分速度，小车做匀速运动时的动量和铁块落入小车前瞬间沿斜面向下的动量之和等于铁块落到细沙上后铁块和小车的总动量，所以小车做匀速运动时的动量小于铁块落到细沙上后铁块和小车的总动量。三、解答题（本题共三小题，共36分）15.如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径R的半圆形轨道BC，将其竖直放置并将B点与一水平轨道相连。置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B至墙壁的距离为弹簧的自然长度。将一个质量m可视为质点的小滑块放在弹簧的右侧，向左推滑块，压缩弹簧使弹簧右端至A处，然后将滑块由静止释放，滑块进入半圆轨道继续滑行（不计滑块与轨道的碰撞）。若小滑块恰好通过半圆形轨道最高点C点，水平轨道AB长度，滑块与轨道的动摩擦因数，取重力加速度g，求：（1）滑块运动到B处时的速度大小；（2）弹簧压缩到A处时的弹性势能；〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由于小滑块恰能运动到c点，则小滑块运动到c点的速度为0，小滑块从B到C过程，由机械能守恒定律可得解得（2）根据动能定理可得16.如图所示，A处有一个质量为m、带电量为q的正粒子，沿图中圆弧虚线匀速率地通过静电分析器（静电分析器虚线处分布有场强大小均等于E，但方向均指向O点的电场