2023-2024学年湖南师大附中高一（下）期末物理试卷（物选班）（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年湖南师大附中高一（下）期末物理试卷（物选班）一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.下列说法正确的是(

)A.半导体材料导电性能与外界条件无关

B.将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都变为原来的二分之一

C.由R=UI可知，R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成反比

2.如图甲、乙所示，两个电荷量均为q的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的34圆环和半圆环的圆心，环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F，则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为(

)A.2F B.C.22F3.我国新能源汽车领先全球，2024年3月，小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶，汽车的质量为m=2.0×103kg，发动机的额定功率为P0=200kW，设汽车在行驶过程中受到的阻力大小恒为A.汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动

B.汽车在行驶过程中所能达到的最大速度vm=50m/s

C.若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同

D.若汽车到达最大速度的时间为t，则这段时间内的位移4.某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大(两电极始终不接触)。若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下列说法正确的是(

)A.风力越大，电容器电容越小

B.风力越大，极板间电场强度仍保持不变

C.风力越大，P点的电势仍保持不变

D.风力越大，静电计指针张角越大5.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确有(

)A.q1和q2带有同种电荷

B.x1处的电场强度为零

C.负电荷从x1移到x2，受到的电场力减小

D.负电荷从6.如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏。2块相同木板a、b紧挨放在水平地面上。某顾客使小滑块(可视为质点)以某一水平初速度从a的左端滑上木板，若滑块分别停在a、b则分别获得二、一等奖，若滑离木板则不得奖。已知每块木板的长度为L、质量为m，木板下表面与地面间的动摩擦因数均为μ，滑块质量为M=2m，滑块与木板a、b上表面间的动摩擦因数分别为4μ、2μ，重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，则下列说法正确的是(

)A.若木板全部固定，顾客要想获奖，滑块初速度的最大值为26μgL

B.若木板全部固定，顾客获一等奖的最小速度为2μgL

C.若只有木板a固定，顾客获一等奖，滑块初速度的最大值二、多选题：本大题共4小题，共20分。7.两根长度相同、半径之比rA：rB=2：1的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路，下列说法正确的是(

)A.A、B的电阻之比为1：4

B.流过A、B的电流之比为2：1

C.通过A、B的电子定向移动速率之比为1：4

D.单位时间通过A、B的电量之比为4：18.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(均可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅受它们相互之间的静电力，三球均处于静止状态，AB和BC小球间的距离分别是r1、r2，则以下判断正确的是(

)A.A、C两个小球可能带异种电荷

B.三个小球的电荷量大小为QC>QA>QB

C.摆放这三个小球时，可以先固定C球，摆放A、9.如图所示，由两根不可伸长的细绳a和b悬挂在天花板上的水平木板上放置一个由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m，离地面的高度为H，初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳a、b同时断裂，木板触地前，两物块未发生碰撞，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)A.木板与两物块组成的系统机械能守恒

B.物块可能先做变加速曲线运动，再做匀变速曲线运动

C.物块到地面时的速度可能小于2gH

D.10.如图甲所示，在空间坐标系xOy中，α射线管放置在第Ⅱ象限，由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，细管C到两金属板距离相等，右侧的开口在y轴上，金属板和细管C均平行于x轴。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，α粒子刚好能以速度v0从细管C水平射出，进入位于第I象限的静电分析器中。静电分析器中存在着辐向电场，分布在整个第I象限的区域内，电场线沿半径方向，指向与坐标系原点重合的圆心O。粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，α粒子运动轨迹处的场强大小为E0。t=0时刻α粒子垂直x轴进入第IV象限的交变电场中，交变电场的场强大小为E0，方向随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知α粒子的电荷量为2e(e为元电荷)、质量为m，重力不计。以下说法中正确的是(

)

A.α粒子从放射源P运动到C的过程中动能减少了md2v02L2

B.α粒子从放射源P发射时的速度大小为v01+d2L三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设计电路如图甲所示。开关K闭合，将开关S与端点2连接时电源短时间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带负电；然后把开关S连接端点1，电容器通过电阻放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时间变化的I−t图像；

(1)根据I−t图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为______(结果保留两位有效数字)；

(2)已知直流电源的电压为6V，则电容器的电容约为______F(结果保留两位有效数字)；

(3)如果不改变电路其他参数，断开开关K，重复上述实验，则充电时的I−t图像可能是图丙中的虚线______(选填“a”“b”或“c”中的一个，实线为闭合开关K时的I−t图像)。

12.某实验小组想利用平抛运动实验装置来验证机械能守恒定律，利用身边的器材组装了如图甲所示的装置，具体实验操作如下：

①在水平桌面上利用硬练习本做成斜面，使小球从斜面上某一固定位置由静止滚下，小球离开桌面后做平抛运动；

②利用频闪相机对小球离开桌面后的运动进行拍摄，得到小球下落的图片如图乙所示；

③利用刻度尺测得图中位置1与2的水平距离为x0，位置1与3的竖直高度为ℎ1，位置2与5的竖直高度为ℎ2，位置4与6的竖直高度为ℎ3。

已知频闪相机的工作频率为f，测得小球质量为m，当地重力加速度为g，试回答以下问题：

(1)小球运动到位置2时的动能Ek2=______，小球运动到位置5时的动能Ek5=______，当满足表达式______=8gℎ2时，则可验证小球从位置2到位置5运动的过程机械能守恒。(用题干中给出的物理量字母表示)四、计算题：本大题共3小题，共42分。13.天文观测到某行星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m，万有引力常量为G。求：

(1)该行星的质量M是多大？

(2)如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的110，那么行星表面处的重力加速度是多大？

(3)如果该行星的半径为R，行星与其卫星之间的引力势能表达式为Ep=−GMmr14.如图所示，水平轨道AB的左端有一压缩的弹簧，其储存的弹性势能Ep=4.5J。弹簧左端固定，右端放一个质量为m=1kg的物块(可视为质点)，物块与弹簧不粘连，弹簧恢复原长时，物块仍未到B点。传送带BC的长为L1=0.7m，CD′为水平轨道，DE是竖直放置的两个半径为R=0.3m的半圆轨道，D和D′错开少许，物块从D进入圆弧轨道，从D′出来进入水平轨道D′H。AB、BC、CD、D′H均平滑连接，不影响物块的运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，其余轨道均光滑，重力加速度g=10m/s2。

(1)若传送带静止，物块到达传送带右端C点时的速度大小；

(2)若传送带沿顺时针方向匀速转动，物块沿圆周运动能到达15.如图所示，在竖直平面内有一足够长的绝缘轨道ABCD，AB水平放置，CD竖直放置，轨道AB、CD粗糙，BC是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道，圆弧的圆心为O，半径R=0.5m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=4.0×104N/C。现有质量m=0.2kg，电荷量q=−1.0×10−4C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知AB的距离1m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求：(取g=10m/s2)

(1)带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小；

(2)带电体最终停在何处；

(3)

参考答案1.D

2.A

3.B

4.B

5.C

6.C

7.AC

8.BC

9.BD

10.BD

11.4.5×10−4C

7.5×12.mf22(x0213.解：(1)根据万有引力定律和向心力公式

GMmr2=m(2πT)2r

解得：

M=4π2r3GT2；

(2)在行星表面，万有引力等于重力

GMm′(r10)2=m′g

解得：

g=400rπ2T2；

(3)所发射的卫星要能够刚好运动到距离地球无穷远处，即无穷远处的卫星动能为零。由能量守恒得

EkR14.解：(1)若传送带静止，物块从开始运动到到达C点时，由动能定理有

W弹−μmgL1=12mvC2−0

其中

W弹=Ep

代入题中相关已知数据，求得

vC=2m/s

(2)若物块沿圆周运动恰好能到达E点，则有

Fn=mg=mvEmin2R

得

vEmin=3m/s

从C到E，根据动能定理有

−mg⋅2R=12mvEmin2−12mv15.解：(1)带电体从A点运动到C点，根据动能定理得：

qE(sAB+R)−mgR−μmgsAB=12mvC2

代入数据解得

vC=210m/s

带电体位于C点时，根据牛顿第二定律有：

FN−qE=mvC2R

代入数据解得

FN=20N

根据牛顿第三定律得带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小为20N。

(2)设带电体沿CD向上运动到最高点时速度为0时，上移的位移为x，对全过程运用动能定理得

qE(sAB+R)−μmgsAB−mg(R+x)−μqEx=0

代入数据解得

x=1m

因为μq