江西省宜春市三校2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试题（含答案）

宜春市三校2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理试卷
一．选择题(每题 5 分共55分，其中1-8为单选，9-11为多选，多选漏选的得2分．)
1．一代代物理学家们在探究客观世界的过程中，不断发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步。下列关于物理学史和物理学方法的叙述，正确的是（　　）
A．“点电荷”和“电场强度”概念的提出，都应用了比值定义法
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了引力常量G的值
C．开普勒总结了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
D．法国物理学家库仑发现了库仑定律，并通过油滴实验测定了元电荷的电荷量
2．如图，光滑绝缘水平面上的A、B两点分别固定两个带等量同种电荷的点电荷M、N，O为AB连线的中点，CD为AB连线的垂直平分线，a、b分别为AB、CD连线上的点。则（　　）
A．任何带电粒子在a、b、O点都无法静止
B．带电粒子在a、b、O点是否静止，要根据所放电荷的电性才能判断
C．在a点静止释放的带电粒子在AB连线上运动，粒子的速度可能一直不断增大且加速度一直不断减小
D．在b点静止释放的带电粒子在CD连线上运动，粒子速度可能不断增大且加速度不断减小
3．在俄乌战争中，无人机发挥了重要作用。如图是某固定翼无人机在目标上空高度为h的水平面内盘旋，做匀速圆周运动，测得与目标的距离为s，无人机质量为m，巡航速度为v，所在地重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）
A．无人机圆周运动的周期为
B．无人机匀速圆周运动过程中，竖直面内受重力、升力和向心力作用
C．无人机获得的升力大小等于mg
D．机翼与水平面的夹角θ满足关系式：
4．“嫦娥四号”是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知引力常量为，地球半径为，月球的半径为地球半径的倍，地球表面重力加速度为，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的倍，“嫦娥四号”离月球中心的距离为，绕月周期为。根据以上信息判断下列说法正确的是（　　）
A．月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍 B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C．月球的平均密度为 D．“嫦娥四号”只要减速运动就能返回地球
5．如图所示，一塔式起重机正在工作，在某段时间内，吊车将质量为M的重物从静止开始以恒定的加速度a（aA．重物的重力势能减少了Mah B．起重机对重物做功为
C．重物的机械能减少了 D．重物的合外力做功为Mgh+Mah
6．如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点。轻弹簧左端固定于竖直墙面，现用质量为的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上。不计滑块在B点的机械能损失，换用材料相同，质量为的滑块（）压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，下列说法中正确的是（　　）
A．两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量相同
B．两滑块沿斜面上升的最大高度相同
C．两滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量不同
D．两滑块到达B点时速度相同
7．如图所示，倾角为的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量为m的小球从斜面上高为R处静止释放，到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动。小球可视为质点，不计一切摩擦且碰撞前后速率不变。则小球沿挡板运动时对挡板的压力是（　　）
A．0.5mg B．mg C．1.5mg D．2mg
8．如图所示，某一小球以v0＝10 m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计，g＝10 m/s2)．以下判断中正确的是(　　)
A．小球经过A、B两点间的时间t＝ s
B．小球经过A、B两点间的时间t＝1 s
C．A、B两点间的高度差h＝10 m
D．A、B两点间的高度差h＝15 m
9．如图所示，用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的质量为m的物体，由静止开始运动时间t，拉力F斜向上与水平面夹角为。如果要使拉力做的功变为原来的4倍，在其他条件不变的情况下，可以将（　　）
A．拉力变为2F B．时间变为
C．物体质量变为 D．拉力大小不变，但方向改为与水平面平行
10.如图所示，在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起至A点，此时细线与场强平行，然后把小球从A点无初速释放，经最低点B后到达B的另一侧C点时速度为零，则 (　　)
A.小球在B点时速度最大
B.小球从A点到B点再到C点的过程中，机械能一直在减少
C.小球在B点时的绳子拉力最大
D.从Ａ点到Ｂ点的过程中小球的动能先增加再减小
11.如图所示，三根长均为L的轻杆组成支架，支架可绕光滑的中心转轴O在竖直平面内转动，轻杆间夹角均为120°，轻杆末端分别固定质量为m、2m和3m的n、p、q三个小球，n球位于O的正下方，将支架从图示位置由静止开始释放，下列说法中正确的是(　　)
A.从释放到q到达最低点的过程中，q的重力势能减少了mgL
B.q达到最低点时，q的速度大小为
C.q到达最低点时，轻杆对q的作用力为5mg
D.从释放到q到达最低点的过程中，轻杆对q做的功为－3mgL
二.实验填空题(每空2分共12分)
12．验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，现有的器材：带铁夹的铁架台、纸带、打点计时器、交流电源、带夹子的重物。回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______；
A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺
（2）部分实验步骤如下：
A．把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔
B．手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近
C．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带
D．关闭电源，取出纸带
（3）实验中，夹子与重物的质量m=250g，打点计时器在纸带上打出一系列点，如图2所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g=9.8m/s2，选取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量ΔEp=______J，动能增量ΔEk=______J；（以上均要求保留2位有效数字）
13.如图所示，一农用水泵装在离地面一定高度处(高度远大于管口大小)，其出水管是水平的，现仅有一钢卷尺，请你粗略地测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间在空中水柱的质量(已知水的密度为ρ，重力加速度为g)：
(1)除了已测出的水管内径L外，你需要测量的物理量是(写出物理量名称和对应的字母)：________________；
(2)水流出管口的速度表达式为v＝____________；(请用已知量和待测量的符号表示)
(3)空中水的质量的表达式为m＝____________.(请用已知量和待测量的符号表示)
三．计算题(11+10+12共33分)
14．如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面，一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动，其速度—时间图像如图乙所示。已知小物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，该星球半径为R=6×104km，引力常量，求：
（1）该星球的表面重力加速度；
（2）该星球的第一宇宙速度；
（3）该星球的质量。

15．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角为53°。，，重力加速度大小为g。
（1）若，小物块受到的摩擦力恰好为零，求。
（2）若，求小物块受到摩擦力的大小和方向。

16.如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高度差为h1＝0.3 m，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的上端C点与B点的高度差为h2＝0.112 5 m(传送带传动轮的大小可忽略不计)。一质量为m＝1 kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下，然后从B点抛出，恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上，传送带逆时针转动，速度大小为v＝0.5 m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，试求：
(1)滑块运动至C点时的速度vC大小；
(2)滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf；
(3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q。
宜春市三校2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理试卷参考答案
1【答案】B【详解】A．“点电荷”概念提出是应用了理想化模型法，“电场强度”概念的提出应用了比值定义法，故A错误：B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许通过扭秤装置测量出了引力常量G的值，故B正确：C．开普勒总结出了行星运动的规律，但未找出行星按照这些规律运动的原因，故C错误：D．法国物理学家库仑发现了库仑定律，美国物理学家密立根并通过油滴实验测定了元电荷的电荷量，故D错误。
故选B。
2【答案】D【详解】AB．由题意可知，O点的合场强为零，任何带电粒子在O点所受的合力为零，任何带电粒子在O点都可能静止，a、b两点合场强不为零，任何带电粒子在a、b两点所受的合力不为零，任何带电粒子在a、b两点都无法静止，故AB错误；C．在a点静止释放的带电粒子在AB连线上运动，过程粒子的加速度不断减小，速度不断增大，过程粒子的加速度反向且不断增大，速度不断减小，故C错误；D．在CD连线上，从O点向外，电场强度先增大后减小，若b点处于最大值的外侧，在b点静止释放的带电粒子在CD连线上沿DC方向运动，粒子速度可能不断增大且加速度不断减小，故D正确。故选D。
3【答案】D【详解】A．由题意，可得无人机做圆周运动的半径为则周期为故A错误；B．无人机做匀速圆周运动的过程中，竖直面内受重力、升力的作用，二者的合力提供无人机所需的向心力，故B错误；C．无人机做匀速圆周运动，无人机获得的升力在竖直方向上的分力大小等于mg，故C错误；D．机翼与水平面的夹角θ满足关系式，，联立求得故D正确。故选D。
4【答案】C【详解】A．根据第一宇宙速度的定义有：地球表面，月球表面
得选项A错误；B．根据，可以得到“嫦娥四号”绕月运行的速度为 选项B错误；C．根据，可以知道月球的平均密度选项C正确；
5【答案】C【详解】A．重物的重力势能减少了A错误；B．根据牛顿第二定律
根据匀加速公式起重机对重物做功为
B错误；C. 重物的机械能减少了C正确；D．重物的合外力做功为
D错误。故选C。
6【答案】A【详解】D．根据题意可知，弹簧将滑块弹开运动到点的过程中，弹簧和滑块组成的机械能守恒，则两滑块运动到点的动能相等，由可知，由于两滑块的质量不相等，则两滑块到达B点时速度不相同，故D错误；B．根据题意，滑块在斜面上，由牛顿第二定律有解得可知，两滑块在斜面上运动时的加速度相等，由于初速度不相等，则两滑块沿斜面上升的最大高度不相同，故B错误；C．根据题意，设滑块上升的最大高度为，则滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量为，滑块从开始弹开到最高点过程中，由能量守恒定律有解得可知，两滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量相同，则两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量为
可知，两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量相同，故C错误，A正确。故选A。
7 【答案】D【详解】设小球滑到底端速度为v，对挡板压力为F，由动能定理和向心力方程可得，解得故D正确。故选D。
8解析：选C.根据平行四边形定则知，vyA＝v0＝10 m/s，vyB＝v0tan 60°＝v0＝10 m/s，则小球由A到B的时间间隔Δt＝＝ s＝(－1) s，故A、B错误．A、B的高度差h＝＝ m＝10 m，故C正确，D错误．
9【答案】AD【详解】由题可知，，解得拉力做的功为当拉力变为2F，拉力做的功变为原来的4倍；当时间变为，拉力做的功变为原来的2倍；物体质量变为，拉力做的功变为原来的2倍；拉力大小不变，但方向改为与水平面平行，拉力做的功变为原来的4倍。故选AD。
10.答案　BD解析　小球受电场力水平向右，则由平衡知识可知，小球的平衡位置在AB之间的某位置，小球在平衡位置时的速度最大，绳子在此位置时绳子的拉力也是最大，则选项A、C错误；小球从A点到B点再到C点的过程中，只有电场力和重力做功，则小球的机械能和电势能之和守恒，因此过程中电场力一直做负功，电势能变大，则机械能一直在减少，选项B正确；从Ａ点到Ｂ点的过程中，小球的动能先增加再减小,选项D正确。
11答案　BD
解析　从释放到q到达最低点的过程中，q的重力势能减少了ΔEP＝3mg(L＋Lsin 30°)＝mgL，故A错误；n、p、q三个小球和轻杆支架组成的系统机械能守恒，n、p、q三个小球的速度大小相等，从释放到q到达最低点的过程中，根据机械能守恒定律有3mg(L＋Lsin 30°)－mg(L＋Lsin 30°)＝(m＋2m＋3m)v2，解得v＝，故B正确；q到达最低点时，根据牛顿第二定律可得FN－3mg＝，解得FN＝6mg，故C错误；从释放到q到达最低点的过程中，根据动能定理可得W＋3mg(L＋Lsin 30°)＝·3mv2，解得轻杆对q做的功为W＝－3mgL，故D正确。
12【答案】 C 0.49 0.48
【详解】（1）[1]若重物下落机械能守恒，则需要满足即
由此可知，需要测量重物下落的高度及重物的速度，测量下落高度可用刻度尺测量纸带上计数点间距离得到，重物做匀变速直线运动，重物的速度可以通过中间时刻的平均速度得到，计数点间距离由刻度尺得到，时间可通过打点计时器打点个数及打点频率得到，故为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有毫米刻度尺。故选C。
（2）[2]进行实验时，应先将把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔，手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近，然后接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带，最后关闭电源，取出纸带，选取点迹清晰部分进行测量，故上述实验步骤的正确顺序是DBAC。
（3）[3]由O到B重力势能减少量
[4]打B点时物体的速度
所以动能增加量为
13答案　(1)水的水平射程s、管口离地的高度h
(2)s
(3)
解析　(1)水流出水管后做平抛运动，需要测出水的水平射程s，管口离地的高度h；
(2)设水管口离地高度h，水柱的水平射程s，水在空中的运动时间为t，
水做平抛运动，在水平方向：s＝vt，在竖直方向：
h＝gt2，
水的运动时间t＝，水的初速度：v＝＝＝s；
(3)水管内径为L，空中水的质量为：m＝ρV＝ρ·πR2·vt＝πρ()2··t＝.
14【答案】（1）g=15m/s2；（2）；（3）
【详解】（1）物块上滑过程中，根据牛顿第二定律在沿斜面方向上有
下滑过程中，在沿斜面方向上有
又知vt图像的斜率表示加速度，则上滑和下滑过程中物块的加速度大小分别为
联立解得
g=15m/s2
（2）该星球的第一宇宙速度为
（3）在星球表面
可得该星球的质量为
15【答案】（1）；（2）；摩擦力沿切线向下；（3）；摩擦力沿切线向上
【详解】（1）若小物块受到的摩擦力恰好为零，对物体分析有
得
（2）若，物块有沿切线上滑的趋势，所以物块受到的摩擦力沿切线向下，对物体分析有
可得

16答案　(1)2.5 m/s　(2)1 J　(3)32 J
解析　(1)在C点，竖直分速度vy＝＝1.5 m/s
由vy＝vCsin 37°，解得vC＝2.5 m/s。
(2)C点的水平分速度与B点的速度相等，则vB＝vx＝vCcos 37°＝2 m/s，从A到B点的过程中，根据动能定理得mgh1－Wf＝mv，解得Wf＝1 J。
(3)滑块在传送带上运动时，根据牛顿第二定律有
μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma，解得a＝0.4 m/s2
达到共同速度所需时间t＝＝5 s
两者间的相对位移Δx＝t－vt＝5 m
由于mgsin 37°＜μmgcos 37°，此后滑块将做匀速运动。故滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量
Q＝μmgcos 37°·Δx＝32 J。