湖南省雅礼七校2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 含解析

2023-2024学年湖南省雅礼七校高一（下）期末考试物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等。下列关于物理学史和物理学方法的叙述错误的是(

)A.法拉第引入了电场线，以便形象直观地描述场强的大小和方向

B.卡文迪什巧妙地运用放大法，通过扭秤实验验证库仑定律

C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证

D.伽利略在研究自由落体运动过程中，把科学实验和逻辑推理结合起来2.如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量mB=mA，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间(

)A.A球加速度为g，B球加速度为0 B.A球加速度为0，B球加速度为g

C.A球加速度为2g，B球加速度为0 D.A球加速度为0，B球加速度为2g3.下图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上做匀速圆周运动，下列关于这个现象的说法正确的是(

)

A.地面对车的摩擦力提供了向心力

B.支持力和摩擦力的合力提供了向心力

C.地面对汽车的支持力大于汽车的重力

D.汽车受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用4.如图为我国高速铁路使用的“复兴号”动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以120km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以速度240kmA.P B.2P C.4P D.8P5.如图所示，在直角三角形ABC中，∠A=30∘，BC=R。A、B两点各固定有点电荷，带电荷量分别为−4Q、+Q，以C点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为12A.为零 B.大小为kQR2，方向沿BA方向

C.大小为kQR2，方向与CB方向夹角为60∘6.如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期T=2A.在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为2v0

B.粒子的电荷量为mv022U0

C.二、多选题：本大题共4小题，共16分。7.如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O。人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态。若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是(

)

A.OA绳中的拉力逐渐增大 B.OB绳中的拉力逐渐减小

C.人对地面的压力逐渐减小 D.地面给人的摩擦力逐渐增大8.已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出(

)A.“嫦娥四号”绕月运行的速度为r2gR B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为R2gr9.b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点运动(如图)，下列说法正确的是(

)

A.M点处的电场强度大于N点处的电场强度

B.带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大

C.带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大

D.四个等势线的电势关系为φ10.如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=1kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。在x=0及x=5mA.滑块在x=3m处所受合外力小于0.5N B.两场源电荷均带负电，且|Q1|>|三、填空题：本大题共1小题，共4分。11.电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I=qt。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像。利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图甲所示，其中电源两端电压U=8V。S是单刀双掷开关，C为平行板电容器。先使开关S与2相连，电容器充电结束后把开关S掷向1，电容器通过电阻R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I(1)其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知图中所围的面积约为40个方格，每一小格8×(2)若将电容器上板A接正极，下板B接负极，且将上极板接地，如图丙所示。有一带电液滴静止在电容器内部P点，闭合开关S，现将电容器下极板B向下平移一小段距离，则液滴__________(填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”)，电容器中P点电势__________(填“升高”、“降低”、“不变”)四、实验题：本大题共1小题，共9分。12.某同学利用下面方法间接测量物体质量M，并利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示，一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m=200g，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为g=(1)某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，其中s1=4.47cm，s2=5.34cm，s3=6.21cm，(2)忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M=__________kg(保留三位有效数字);

(3)利用纸带还可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为h，求出1点速度为v1，5点的速度为v5，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于__________，系统动能的增加量等于__________，通过数据可得出在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒(表达式用题中M、m、v1五、计算题：本大题共3小题，共30分。13.2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量M，月球半径R，引力常量G，忽略月球自转影响。(1)求月球表面的重力加速度(2)查阅资料知，地表加速度约为月表加速度的6倍，若地面上某位同学以一定初速度竖直起跳，能上升的最大高度是h，这位同学如果在月球表面以同样的初速度竖直起跳，他能跳多高14.如图所示，为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场，两平行金属板板长l，两极板相距d，两板间所加电压为U2)，然后从板间飞出射到距板l1的荧光屏上(不计重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量m，电量e(1)电子进入偏转电场的速度v(2)(3)电子在荧光屏上的偏移量15.如图所示，BCDG是光滑绝缘的34圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为34mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的(2)在(1)(3)为使滑块始终沿轨道滑行，求滑块在水平轨道上距B点距离s的范围。答案和解析1.【答案】B

【解析】A.法拉第引入了电场线，以便形象直观地描述场强的大小和方向，选项A正确；B.卡文迪什巧妙地运用放大法，通过扭秤实验测得了万有引力常数，选项B错误；C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，选项C正确；D.伽利略在研究自由落体运动过程中，把科学实验和逻辑推理结合起来，选项D正确。此题选择错误的，故选B。2.【答案】C

【解析】剪断悬线前绳上的拉力大小为

T

，弹簧拉力大小为F弹

。对A、B分别进行受力分析，有T=mAg+F弹

，

F弹=mBg，剪断细线后的瞬间，拉力T突变为0，弹簧弹力F弹不突变，B球依旧受力平衡。因为A、B球质量相等，即3.【答案】A

【解析】ABC.汽车受到重力、支持力、摩擦力作用，重力与支持力平衡，合力等于摩擦力提供向心力，故AD.汽车受到重力、支持力、摩擦力，向心力是效果力，受力分析时不能分析，故D错误。故选A。4.【答案】D

【解析】【分析】

由于动车运行中所受阻力与其速度的平方成正比，由此可以求得动车在速度为v=120km/h和v′=2v=240km/h时受到的阻力的大小，再由P=Fv=fv可以求得动车的功率的大小。5.【答案】C

【解析】解：由几何关系可知，AC之间的距离为2R，A处点电荷在C点产生的电场强度沿CA方向，大小为E1=k4Q(2R)2=kQR2，

B处点电荷在C点产生的电场强度沿BC方向，大小为E2=kQR2=E1，

A、B两处点电荷分别在C点产生的电场强度方向互成120∘，大小相等，所以合电场强度方向如图

大小为E=kQR2，

方向与BC方向夹角为60∘；

6.【答案】D

【解析】解：A、粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t=0时刻进入电场的粒子在电场中运动时间t=2dv0，此时间正好是交变电场的一个周期；粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，故A错误；

B、粒子在竖直方向，在T2时间内的位移为d2，则12d=12U0qdm(dv0)2，解得q=mv02U0，故7.【答案】AD

【解析】解：A、将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，

OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；故A正确，B错误；

C、人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；故C错误；

D、OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；故D正确。

故选：AD。

将重力进行分解，判断OB拉力的变化，根据平衡条件判断摩擦力的变化．

本题考查了动态平衡问题，用图解法比较直观，还可以用函数法或正交分解法．8.【答案】BD

【解析】AB、月球表面任意一物体重力等于万有引力GMmR2=mg，则有GM=R2g①

“嫦娥四号”绕月运行时，由万有引力提供向心力有：GMmr2=mv2r，解得：v=GMr

②

9.【答案】AC

【解析】【分析】本题主要考查等势线与带电粒子的运动轨迹问题。等差等势线越密集的地方场强越大；结合粒子的运动轨迹和粒子的带电性，可知粒子所受电场力的方向和场强方向，由沿电场线方向电势降低可知四个等势线的电势关系；根据公式Ep=qA.根据U=Ed，可知等差等势线越密集的地方场强越大，则M点处的电场强度大于ND.根据曲线运动的合力方向指向运动轨迹的凹侧，且电场方向与等势线垂直，粒子又带负电，则粒子在电场中的受力和场强方向如图所示：根据沿电场线方向电势降低可知四个等势线的电势关系为φa<φBC.根据Ep=qφ，由于N点的电势小于M点的电势，且粒子带负电，所以带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大；由于粒子只受电场力作用，电势能和动能之和保持不变，则带电粒子在N点的动能比在M点处的动能小，带电粒子在N点的速度比在10.【答案】BD

【解析】【分析】

本题考查电场中的Ep−x图像，关键是明确图像的切线斜率表示电场力。结合点电荷的场强公式、能量守恒定律分析解题。

【解答】

A.Ep−xf故A错误；B.在x=3m处电场力为0k由于

r1>Q滑块在x=3m处电势能最低，因为滑块带负电，所以xC.滑块在x=F所以在

x=1m

D.滑块在x=1m处的电势能与在x1由12mv根据题中数据可知实际情况并满足上式，所以滑块一定可以经过x=4m故选BD。11.【答案】(1)4×10【解析】【分析】本题考查了观察电容器的充、放电现象；要注意图象的含义，要求根据图象能知道如何通过图象求电量，掌握电容器的电容公式，理解其比值定义法的应用。(1)根据电容器充放电的原理判断即可；

(2)由图象面积的含义可知，横轴与纵轴的乘积即为电量，根据电容器的电容C=QU即可求解；

(3)根据场强与极板间的距离有关，分析场强和电势的变化关系，进而判断带电液滴的状态变化情况。

【解答】

(1)根据Q=It，I−t图像与时间轴围成的面积表示电量，由题可知：Q=40×8×10−12.【答案】(1)5.50；2.11；

(2)0.512【解析】【分析】

本题考查测量物体质量M和验证系统机械能守恒的实验。解决问题的关键是清楚实验原理，会处理数据。根据逐差公式求解加速度，根据牛顿第二定律求解物块质量，根据动能公式求解动能的增加量。

【解答】

(1)由题图可知，相邻计数点间的时间间隔为T=2×0.02s=0.04s，根据逐差公式可得，系统运动的加速度为

a=(s