福建省莆田市名校2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

福建省莆田市名校2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试卷
必修二、必修三第一章
本试卷分试卷和答题卷两部分，满分为100分，考试时间为75分钟
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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．关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是( )
A. 摩擦起电现象使本来没有电子或质子的物体产生了电子或质子
B. 两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷
C. 摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的
D. 用丝绸摩擦玻璃棒时，电子从丝绸转移到玻璃棒上，玻璃棒因质子数少于电子数而带负电
2．如图为真空中两点电荷，形成的电场中的电场线，该电场线关于虚线对称，点为，点电荷连线的中点，、为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是 ( )
A. 、可能带等量异种电荷
B. 、可能带不等量的正电荷
C. 、两点处无电场线，故其电场强度为零
D. 同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反
3．某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是(　　)
A. 粒子必定带正电荷
B. 该静电场一定是孤立正电荷所产生的
C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D. 粒子在M点的速度大于它在N点
4．已知地球自转的角速度为，月球到地球中心的距离为。在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为，第二宇宙速度为，第三宇宙速度为，假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将（　　）
A. 飞向茫茫宇宙 B. 成为地球的同步“苹果卫星”
C. 成为地球的“苹果月亮” D. 落向地面
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图所示，一质量为的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于点处将小球拉至处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到点正下方点速度为，间的竖直高度差为，重力加速度为，不计空气阻力，则 （　　）
A. 由到重力对小球做的功等于
B. 由到小球的重力势能减少
C. 由到小球克服弹力做功为
D. 小球到达位置时弹簧的弹性势能为
6. 如图所示，从地面上点发射一枚远程弹道导弹，导弹在引力作用下，沿着 椭圆轨道飞行击中地面目标，为轨道的远地点，距离地面高度为。已知地球半径为，地球质量为，引力常量为。设距离地面高度为的圆轨道上卫星运动周期为，下列说法正确的是 （　　）
A. 导弹在点的加速度小于
B. 导弹在点的速度大于
C. 地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点
D. 导弹从点到点的时间一定小于
7．2022年6月17日，我国完全自主设计建造的航空母舰“福建舰”顺利下水。根据设计，“福建舰”发动机最大输出功率为P，最大航行速度为vm，其航行时所受的阻力随速度增大而增大。对“福建舰”下列说法中正确的是（　　）
A．若匀加速启动，则在匀加速阶段，牵引力逐渐增大
B．若恒定功率启动，则做匀加速直线运动
C．若以vm匀速航行时，所受的阻力为
D．若以匀速航行时，输出功率为
8. 如图所示，一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，第一次在水平力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由点运动到点，第二次在水平恒力作用下，从点静止开始运动并恰好能到达点，关于这两个过程，下列说法正确的是不计空气阻力，重力加速度为 （　　）
A. 第一个过程中，小球处于平衡状态
B. 第一个过程中，力的瞬时功率逐渐变大
C. 第二个过程到达时，绳子拉力为
D. 第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、非选择题：共60分，其中9、10为填空题，11、12为实验题，13 ~ 15为计算题，考生根据要求作答。
9．(2分) 按照狭义相对论的观点，在太空中“迎着”光飞行的宇宙飞船上，观察者测得的光速______选填“大于”、“等于”、“小于”，其中为真空中的光速。
10.（4分）如图为我国奥运会冠军刘诗颖某次投掷过程的标枪重心轨迹示意图。质量为m的标枪从A处由静止开始加速至B处时速度为vB，随后标枪被举高至C处，并以速度vC掷出；标枪离手后向斜上方向运动至离地面的最高点D处，已知A、B、C、D离地面高度分别为hA、hB、hC、hD，重力加速度为g，忽略空气阻力。则从A到C过程中，运动员对标枪所做的功为 ；从C到D过程中，运动员对标枪所做的功为 。
11．（8分）《研究平抛运动》的实验装置如图（甲）所示。
（1）为减少空气阻力对小球的影响，应选择的小球是______。
A．实心小铁球 B．实心小木球
C．空心小铁球 D．以上三种球都可以
（2）用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出；B同时球被松开，做自由落体运动。把这个装置放在不同高度进行实验，结果两小球总是同时落地：这个实验说明了A球______。
A．水平方向的分运动是匀速直线运动 B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动 D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
（3）某同学描出了的小钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。他以抛出点为坐标原点O，取水平向右为x轴，竖直向下为y轴，在轨迹上取两点A(x1，y1)和B(x2，y2)，且使y1：y2=1：4， 若测量发现x1：x2为______，则说明小钢球在水平方向做匀速直线运动。
（4）另一个同学研究物体做平抛运动的规律，他以v0的水平初速度抛出一小球，如图丙所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度0.1m，如果取g=10m/s2，则物体经过a点时的速度大小是______m/s（结果可用根号表示）。
12.（6分）某同学设计出如图所示的实验装置来 “验证机械能守恒定律”，让小球从点自由下落，下落过程中经过点正下方的光电门时，光电计时器记录下小球通过光电门时间，当地的重力加速度为。
为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。
A.小球的质量
B. 之间的距离
C.小球从到的下落时间
D.小球的直径
小球通过光电门时的瞬时速度_________用题中所给的物理量表示。
调整之间距离，多次重复上述过程，作出随的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率__________。
13.（13分）年月日“祝融号”火星车成功着陆火星，若“祝融号”在距火星表面高处由静止释放一小球，经时间落到火星表面，火星的半径为，万有引力常量为，不考虑火星自转的影响。求：
火星的质量
火星的第一宇宙速度。
14．（14分） 如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2 =2E的匀强电场，在虚线PQ处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在PQ屏上，A点到MN的距离为，AO连线与MN垂直，垂足为O，求：
(1)电子到MN的速度大小；
(2)电子从释放到打到屏上所用的时间；
(3)电子刚射出电场E2时的速度方向与水平方向夹角的正切值；
15. （13分）如图所示，绝缘光滑轨道AB部分是倾角为的斜面，AC部分为竖直平面上半径为R的半圆轨道，斜面与圆轨道相切。整个装置处于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的带正电小球，电荷量为，由斜面上O点下滚，可沿圆周轨道运动。求：
小球沿半圆轨道运动中，速度最小点在哪里？作图标示该位置、并说明理由；
要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度应满足什么条件？
福建省莆田市名校2021-2022学年高一下学期期末考试参考答案
必修二、必修三第一章
一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分）
1 2 3 4
B D C A
二、多项选择题（共6小题，每小题4分，共24分）
5 6 7 8
AD CD AC BC
三、非选择题：共60分，其中9、10为填空题，11、12为实验题，13 ~ 15为计算题，考生根据要求作答。
9．(2分) 等于
10.(4分) 0
11.（8分） ① A ② C ③ ④
12.（6分）
13.（13分）解：
（7分）设火星表面的重力加速度为，小球做自由落体运动，有：................(2分)
解得：................(2分)
设星球表面一物体的质量，不考虑星球自转影响，有：................(2分)
解得：................(1分)
（6分）卫星在火星表面附近绕星球飞行，有： ................(4分)
火星的“第一宇宙速度”为： ................(2分)
14.（14分）解：
（1）（4分）从点到的过程中，由动能定理.................(2分)
得 .................(2分)
（2）（5分）电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，由牛顿第二定律和运动学公式得.................(2分)
则时间t1为.................(1分)
从到屏的过程中运动的时间................(1分)
运动的总时间为................(1分)
（3）（5分）设电子射出电场时沿平行电场线方向的速度为，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为 ................(1分)
运动时间为 ................(1分)
则竖直方向速度为 ................(1分)
所以夹角为 ................(1分)
解得 ................(1分)
(1)；(2)；(3)
15.（13分）解：
（6分）小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力、然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道的作用力，如图所示，
类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力，
大小为 ................(1分)
，解得................(1分)
等效重力的方向与斜面垂直指向右下方，小球在斜面上匀速运动................(1分)
过圆心做平行于的平行线，该平行线与圆的交点点为速度最小点................(2分)
因达到点以前减速，过点以后加速................(1分)
因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效最高点点满足等效重力提供向心力，
有：.............(2分)
因，与斜面倾角相等，由几何关系可知.............(1分)
令小球以最小初速度运动，由动能定理知：.............(2分)
解得：，则速度至少为.............(2分)
答：速度最小点在图中的点
要使小球安全通过圆轨道，初速度应至少为