2023-2024学年新疆乌鲁木齐市101中学高一（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年新疆乌鲁木齐市101中学高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共9小题，共36分。1.关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是(

)A.三种起电方式相同B.这三种方式都产生了电荷

C.这三种起电方式的实质是一样的，都是电荷的转移D.这三种方式不符合电荷守恒定律2.下列关于物理学史和物理思想方法，叙述错误的是(

)A.卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”

B.“牛顿第一定律”是牛顿通过大量实验得出的

C.从物理思想方法上讲，平均速度体现了“等效替代”的物理思想

D.功率是采用“比值法”定义的物理量3.如图所示，带电粒子从电场中a点以速度v0进入电场，仅在电场力作用下，沿虚线所示的轨迹运动到b点，下列判断正确的是(

)A.Ea>Eb

B.Ea<4.如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径近似等于地球半径)，c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是(

)A.a、b、c的角速度大小关系为ωa=ωb>ωc

B.a、b、c的向心加速度大小关系为ab>ac>aa

C.a、5.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(

)

A.如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态

B.如图b，悬挂在同一点的两个小球在同一水平面内做圆锥摆运动，则绳长的角速度大

C.如图c，同一小球在内壁光滑且固定的圆锥筒内的A、B位置先后沿水平面分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处所受筒壁的支持力

D.如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨会有挤压作用6.一电动摩托车在平直的公路上由静止启动，其运动的速度v与时间t的关系如图甲所示，图乙表示电动摩托车牵引力的功率P与时间t的关系。设电动摩托车在运动过程中所受阻力为车(包括驾驶员)总重力的k倍，在18s末电动摩托车的速度恰好达到最大。已知电动摩托车(包括驾驶员)总质量m=200kg，重力加速度g取10m/s2。则下列说法正确的是(

)A.0到18s内电动摩托车一直匀加速运动

B.0到8s内，电动摩托车的牵引力为800N

C.8s到18s过程中，电动摩托车位移为95.5m

D.k=0.27.如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与竖直放置的轻弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短。若不计空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中(

)A.小球的重力势能随时间均匀减少

B.小球在b点时速度最大

C.小球的弹性势能，在bc段先减小后增大

D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量8.如图甲所示，一质量为2kg的物体静止在水平地面上，水平推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，则下列说法正确的是(

)A.物体运动的最大速度为3m/s

B.在运动中由于摩擦产生的热量为20J

C.物体在水平地面上运动的最大位移是5.25m

D.物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动9.举重运动是我国多次在世界级大赛中摘金夺银的传统强项.在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一段时间才能被视为成功，如图.下列说法中正确的是(

)A.向上举起的过程中，运动员对杠铃做负功

B.向上举起的过程中，运动员对杠铃不做功

C.举起后保持平衡的一段时间内，运动员对杠铃做功

D.举起后保持平衡的一段时间内，运动员对杠铃没有做功二、多选题：本大题共3小题，共12分。10.如图所示，某人将质量为m、静止在水平地面上A点的足球以速度v0斜向上踢起，当足球到达离地面高度为ℎ的B点时，取B处为零势能参考面，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(

)A.足球在A点的机械能为12mB.足球在A点的机械能为12mv02

C.D.足球在B点的机械能为111.如图所示为科学家模拟水星探测器进入水星表面绕行轨道的过程示意图，假设水星的半径为R，探测器在距离水星表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行的周期为T，在到达轨道的P点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的“近水星点”Q时，再次变轨进入近水星轨道Ⅲ绕水星做匀速圆周运动，从而实施对水星探测的任务，则下列说法正确的是(

)A.水星探测器在P、Q两点变轨的过程中速度均减小

B.水星探测器在轨道Ⅱ上运行的周期小于T

C.水星探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上稳定运行经过P时加速度大小不相等

D.若水星探测器在轨道Ⅱ上经过P点时的速度大小为vp，在轨道Ⅲ上做圆周运动的速度大小为v312.如图，天花板上固定一个光滑小环O，一绝缘细绳穿过光滑小环，两端分别与带电小球A、B连接，A、B的质量分别为m1和m2，带电荷量分别为q1、q2，系统静止时，小球A、B和光滑小环O的距离分别为l1、l2，细绳OA段与竖直方向的夹角为α，细绳OB段与竖直方向的夹角为A.α=β B.m1m2=l2三、实验题：本大题共2小题，共16分。13.某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图所示

(1)该实验中必须保证的条件和进行的实验操作是______；

A.测定平抛小球的质量m

B.保证斜槽光滑

C.保证斜槽末端水平

D.测定斜槽顶端到桌面的高度ℎ

(2)如图所示是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L=5cm，A、B、C是拍下小球的三个位置，如果重力加速度取g=10m/s2，那么：

①照相机拍摄时每______s曝光一次；

②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s；

③上图照片中三个位置中的A点______(选填：是或不是)小球做平抛运动的抛出位置。14.如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

(1)已准备的器材有：打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是______(只有一个选项符合要求，填选项前的符号)。

A.直流电源、天平及砝码

B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平及砝码

D.交流电源、刻度尺

(2)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的______。

A.动能变化量与势能变化量

B.速度变化量与势能变化量

C.速度变化量与高度变化量

(3)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出：D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vB=______m/s(结果保留三位有效数字)。

(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。

A.利用公式v=gt计算重物速度

B.利用公式v=2gℎ计算重物速度

C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D.四、计算题：本大题共4小题，共36分。15.在500m的高空有一热气球以10m/s的速度水平飞行，某时刻有一物体从热气球上掉落，不计空气阻力，g取10m/s2，求：

(1)该物体经多长时间落地；

(2)掉下6s时物体的速度大小．16.在一个半径为R的星球表面，离地ℎ处无初速释放一小球，不计阻力，小球落地时速度为v。这颗星球的同步卫星离地高度为H。已知引力常量G，求：

(1)这颗星球的质量；

(2)这颗星球的自转周期。17.如图所示，质量都是m的物体A和B，通过轻绳子跨过滑轮相连.斜面光滑且足够长，不计绳子和滑轮之间的摩擦.开始时A物体离地的高度为ℎ，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，A、B两物均静止，撤去手后，此后B物体一直未离开斜面，求：

(1)A物体将要落地时的速度多大？

(2)A物落地后，B物由于惯性将继续沿斜面上升，则B物在斜面上的最远点离地的高度多大？18.如图所示，一质量为2千克的物体从半径为5米的光滑的14圆弧滑轨的上端从静止开始下滑到底端，然后继续沿着AB水平面滑动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，求：

(1)物体滑至A点时的速度；

(2)物体在A点对轨道的正压力的大小；

(3)物体在水平面上能够滑行的最大距离。答案解析1.C

【解析】解：A：摩擦起电是通过摩擦的方式，使两个物体稳定后分别带等量的异种电荷；接触起电是利用接触的方式，使两个导体分别带同种电荷；感应起电是利用带电体靠近导体的方式，使导体两端分别带上等量异种电荷，故A错误；

B：这三种方式都是本质都是发生了电荷的转移，并没有创造新电荷，故B错误；

C：这三种起电方式的实质，都是通过使电荷发生转移的方式，而使物体带电，故C正确；

D：这三种起电方式，都没有改变电荷量的代数和，故没有违反电荷守恒定律，故D错误。

故选：C。

根据对三种起电方式的过程和结果，分析带电现象的产生原因，可以了解三种起电方式的异同点；根据电荷守恒定律的理解，判断电荷量的代数和守恒情况，即可得到三种起电方式是否符合电荷守恒定律的结论。

本题考查三种起电方式的本质、电荷守恒定律的理解，要重点理解到互相之间的区别和共同点。2.B

【解析】解：A、卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，利用平面镜将微小形变放大，运用了放大法成功测出引力常量的数值，故A正确。

B、牛顿第一定律是牛顿在前人研究的基础上总结出来的，而不是牛顿通过大量的实验探究直接总结出来的，故B错误。

C、效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，故平均速度为等效替代法，故C正确；

D、功率：P=Wt，用来描述做功的快慢，是采用“比值法”定义的物理量。故D正确

本题选择错误的，

故选：B。

卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，用了放大法成功测出引力常量；伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法；

牛顿第一定律是牛顿在前人研究的基础上总结出来的；

功率的大小与做功的多少以及时间的长短无关。3.B

【解析】解：AB、根据电场线疏密表示电场强度大小可知，电场线b点比a点密集，则Ea<Eb，故A错误，B正确；

CD、根据电场力公式F=qE，结合Ea<Eb得Fa<Fb，故4.B

【解析】解：A、a、c的角速度相等。对于b、c，根据万有引力提供向心力得

GMmr2=mω2r

得ω=GMr3，c的轨道半径大于b的轨道半径，则ωb>ωc，即有ωb>ωa=ωc，故A错误；

B、对于a、c，ω相等，根据a=rω2知，ac>aa；对于b、c，根据GMmr2=ma得a=GM r2，则ab>ac，即有ab>ac>aa，故B正确。

C、对于a、c，ω相等，根据v=rω知，vc>va；对于b、c，根据GMm5.C

【解析】解：A.汽车通过拱桥的最高点时由重力与支持力的合力提供向心力，故汽车加速度方向向下，汽车处于失重状态，故A错误；

B.对小球进行分析，根据合外力提供向心力有

mgtanθ=mω2Lsinθ

解得角速度满足

ω=gLcosθ

由于小球在同一水平面内，则Lcosθ相等，均等于轨迹圆心到悬点的高度差，可知，两小球的角速度相等，与绳长无关，故B错误；

C.水平面分别做匀速圆周运动，重力与支持力的合力提供向心力，令圆锥侧面与水平面夹角为θ，对小球进行分析有

N=mgcosθ

可知，小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处所受筒壁的支持力，故C正确；

D.火车转弯时，若超过规定速度行驶时，重力与斜面轨道支持力的合力不足以提供向心力，火车有向外做离心运动的趋势，此时火车轮缘对外轨会有挤压作用，故D错误。

故选：C。

对汽车通过拱桥的最高点时合力提供向心力分析A6.C

【解析】解：A.v−t图像的斜率表示加速度，由图甲可知，0到8s内电动摩托车做匀加速运动，8～18s内摩托车做加速度减小的加速运动，故A错误；

D.电动摩托车的速度恰好达到最大时，有

F=f

由P=Fvm=fvm

解得

f=Pvm=800010N=800N

根据题意有

k=fmg=800200×10=0.4，故D错误；

B.0到8s内，摩托车的加速度为

a=ΔvΔt=88m/s2=1m/s2

由牛顿第二定律，有摩托车的牵引力为

F−f=ma

解得F=1000N，故B错误；

C.8s到18s过程中，根据动能定理，有

Pt−fx=12m7.D

【解析】解：A.重力势能Ep=mgℎ，小球从a到b是匀加速运动，从b到平衡位置小球做变加速运动，从平衡位置到最低点c，小球做减速运动，不是匀速下降，所以重力势能不随时间均匀变化，故A错误；

B.在平衡位置时，小球合力为零，加速度为零，小球有最大速度，这个平衡位置不是b点，而是在b、c之间的某点上，故B错误；

C.在bc段弹簧的形变量不断增大，弹性势能不断增大，故C错误；

D.从a到c重力势能的减少量全部转化为弹簧的弹性势能，故D正确。

故选：D。

a→b段，小球做匀变速运动小球的重力势能随时间均匀减少，在b→c的运动过程中小球先做变加速运动，从平衡位置到最低点c，小球做变减速运动，重力势能不随时间均匀变化；在bc段弹簧的形变量不断增大，弹性势能不断增大；c点小球速度为零，则根据能量守恒可知，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量。8.A

【解析】解：A、物体的摩擦力f=μmg=0.2×2×10N=4N，由图可知F与x的关系式为：F=10−2x

当F=f=4N时，物体的合力为零，速度最大，可得x=3m，物体运动位移为3m时，F=4N，则力F做的功：WF1=F−x=10+42×3J=21J，此过程由动能定理有：WF1−fx=12mvm2，代入数据可得：vm=3m/s，故A正确；

B、由图像面积可得力F运动5m做的功：WF2=10×52J=25J，设物体整个运动过程，克服摩擦力做的功为Wf，由动能定理有：WF2−Wf=0，可得Wf=25J，由功能关系可知在运动中由于摩擦产生的热量为25J，故B错误；

C、设物体在水平地面上运动的最大位移为xm，全过程由动能定理有：WF2−fxm=0，代入数据可得：xm9.D

【解析】解：A、向上举起的过程中，人对杠铃的作用力向上，杠铃的位移也向上，所以人对杠铃做正功，所以AB错误。

C、举起后保持平衡的一段时间内，人对杠铃有力的作用，但是杠铃没有移动，没有位移，所以此时人对杠铃做的功为零，所以C错误。D正确；

故选：D。

对杠铃进行受力分析，根据功的公式分析可以人对杠铃的做功的情况．

本题就是对功的公式的理解，掌握住功的公式就很容易分析得出结论了．10.AD

【解析】解：取B处为零势能参考面

AB、足球在A点的重力势能为

EpA=−mgℎ

动能为

EkA=12mv02

足球在A点的机械能为

EA=EpA+EkA=12mv02−mgℎ

故A正确，B错误；11.ABD

【解析】解：A、探测器在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动中，万有引力充当向心力，在P点变轨进入椭圆轨道Ⅱ时做向心运动，需要的向心力减小，所以需要减小速度；在椭圆轨道Ⅱ的Q点探测器做离心运动，需要的向心力大于万有引力；而变轨进入轨道Ⅲ时需要的向心力也减小，所以速度也减小，故A正确；

B、根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅱ上运行的周期小于T，故B正确；

C、探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上稳定运行经过P时加速度大小都是万有引力提供，所以大小相等，故C错误；

D、根据开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅰ上P点速率大于在轨道Ⅱ上P点的速率vp；根据v=GMR可知，在轨道Ⅲ上的速率v3大于在轨道Ⅰ上的速率，则有v3>vp，故D12.AB

【解析】解：B、对两小球受力分析，A和B均受重力、拉力、库仑力，小球A、B均处干平衡状态，作力的矢量三角形，如图所示。

因为两小球通过穿过小环的绝缘细线连接，则细线上拉力大小处处相等，T=T′，A、B间的库仑力是作用力和反作用力，F=F′，大小相等，方向相反，根据相似三角形知识可知

m1gℎ=Fr1=Tl1，m2gℎ=F′r2=T′l2，可得m1m2=l2l1=r2r1，故B正确；

AD、根据几何关系可得r13.C

0.1

1.5

不是

【解析】解：(1)ABC、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，对于小球的质量，及斜槽是否光滑均无关，故AB错误，C正确；

D、小球平抛的初速度是通过平抛运动规律求解得，并不是通过减小的重力势能转化为增加动能求得，因此不需要测定斜槽顶端到桌面的高度ℎ，故D错误；

故选：C。

(2)①在竖直方向上有：△ℎ=5L−3L=gT2，

解得：T=2Lg=2×5×10−210s=0.1s

②水平方向：3L=v0t，

故v0=3LT

代入数据解得：v0=3×5×10−20.1m/s=1.5 m/s。

③若A点是抛出点，则AB间的竖直距离ℎ=12gT2=12×10×0.1214.D

A

3.04

C

【解析】解：(1)实验中还必需的器材是交流电源、刻度尺。

故ABC错误，D正确。

故选：D。

(2)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量。

故A正确，BC错误。

故选：A。

(3)物体下落到E点时的瞬时速度

vE=ℎDF2T=0.5491−0.42752×0.02m/s=3.04m/s

(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是重物下落时存在空气阻力和摩擦阻力的影响。

故ABD错误，C正确。

故选：C。

故答案为：(1)D；(2)A；(3)3.04；(4)C。

(1)在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测重锤下降的距离和瞬时速度，测量瞬时速度和下降的距离均需要刻度尺，不需要秒表，重锤的质量可以不测；

(2)在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等；

15.解：(1)物体掉落后做平抛运动，则有：

ℎ=12gt2

解得：

t=2ℎg=2×50010s=10s

(2)物体竖直方向的速度为：

vy=gt=60m/s

有：