湖北省恩施州高中教育联盟2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

恩施州高中教育联盟2022-2023学年高一下学期期末考试
物理
★考试顺利★
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．下列四幅书本插图中，关于物理思想方法叙述不正确的是（ ）
A．微元法 B．等效品代法 C．控制变量法 D．实验和逻辑推理
2．2022年2月7日，我国的单板滑雪选手苏翊鸣在北京冬奧会单板滑雪男子坡面障碍技巧赛中勇夺银牌。如图为苏翊鸣在比赛中的某个阶段过程图，在同一水平线上，为最高点。不计空气阻力，将苏翊鸣视为质点，且苏翊鸣在同一竖直面内运动，则苏翊鸣在空中运动过程中（ ）
A．从到与从到的过程中速度的变化量相同 B．选手做的是变加速曲线运动
C．在最高点时选手处于平衡状态 D．从到的过程中，选手先超重后失重
3．ETC是不停车自动收费系统，一般用在高速公路进出口，安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时，可以不停车而低速通过，从而缩短了收费时间，大大提高了汽车的通行效率，沪蓉西高速公路上恩施西收费站ETC收费专用通道是长为的直线通道，且通道前、后都是平直大道。车辆通过此通道限速为。如图所示是一辆汽车减速到达通道口时立即做匀速运动，汽车全部通过通道末端时立即加速前进的图像，则下列说法错误的是（ ）
A．由图像可知，汽车的车身长度为
B．图像中汽车加速过程的加速度大小约为
C．图像中汽车减速过程的位移大小为
D．图像中沙车加速过程的加速度大小小于减速过程的加速度大小
4．如图所示，边长为的正六边形处在电场强度为的匀强电场中，电场方向平行于正六边形所在平面，且a、c、d三点的电势分别为．则下列表述正确的是（ ）
A． B． C． D．将质子由点移到点电场力做功为
5．2023年6月世界女排联赛名古屋站在日本举行，这次世界女排联赛日本站中国队的4连胜和3-0完胜日本队的胜利，让人们感受到了中国女排顽强的精神和卓越的实力。比赛中的团队协作力和气势威武赢得了粉丝的一片赞誉。李盈莹是中国队进攻的主力。比赛中质量为的李盈莹从下蹲状态竖直向上起跳，经时间身体伸直并刚好离开水平地面，李盈莹重心升高，此时李盈莹的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度大小为。则（ ）
A．该过程中，地面对李盈莹的平均作用力大小为
B．该过程中，地面对李盈莹做功为
C．该过程中，李盈莹的动量变化量大小为
D．该过程中，地面对李盈莹的冲量大小为
6．2023年5月30日9时31分，搭载“神舟十六号”载入飞船的“长征二号”遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。北京时间5月30日18时22分，远道而来的“神舟十六号”航天员乘组顺利入驻“天宫”，与翅盼已久的“神舟十五号”航天员乘组胜利会师太空。随后，两个航天员乘组拍下“全家福”，共同向牵挂他们的全国人民报平安。这标志着中国现已从航天大国向航天强国迈进。未来某天宇航员正在太空旅行，来到火星表面登陆后，以速率竖直上抛一物体，物体上升的最大高度为，已知火星半经为，自转周期为，引力常量为，则（ ）
A．火星绕太阳运动的向心加速度
B．若忽略火星自转，火星的质量
C．火星同步卫星的高度
D．若忽略火星自转，火星的第一宇宙速度
7．如图甲所示，两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的两点，点为坐标原点，在轴上点右侧各点的电势随轴坐标的变化规律如图乙所示，图中轴上点的电势为零，点的电势最低。则（ ）
A．图像中图线的斜剠表示电势能 B．点电荷的电荷量比的大
C．在轴上点的电场强度最大 D．点电荷带正电，带负电
8．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．如图（a），当船头垂直于河岸渡河时，渡河时间最短
B．如图（b），实验现象可以说明平抛运动水平方向分运动的特点
C．如图（c），汽车平稳安全地通过拱桥的最高点时对拱桥的压力大小大于其重力大小
D．如图（d），火车转弯小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用
9．如图所示，在正四面体中，是底面边的中点，若在两点分别固定一个带正电、电荷量都为的点电荷。则下列说法中正确的是（ ）
A．点的电场强度与点的电场强度相同
B．两点的电势差为零
C．将带负电的试探电荷从点沿着移动到点，电荷的电势能先减少后增加
D．将带正电的试探电荷从点沿着移动到点，电荷的电势能逐渐增加
10．2022年8月4日中国人民解放军东部战区按计划在台岛周边进行实战化综合演练。演练中出现了一款多旋翼察打一体无人机，总质量为，该无人机是中国最先进的警用12旋翼无人机，装备有攻击性武器，旋翼启动后恰能悬停在离水平地面高为的空中，升力大小不变，向前方以水平速度发射一枚质量为的微型导弹，始终保持水平，不计空气阻力（ ）
A．发射微型导弹后，无人机将做匀变速直线运动
B．发射出微型导弹间，无人机后退速度大小为
C．微型导弹落地时，无人机离地高度为
D．微型导弹落地时，无人机与导弹落地点的水平距离为
二、实验题（共18分）
11．（8分）某物理兴趣小组在研学过程中改进了“探究小车加速度与力关系”的实验装置，如图所示，长木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过动滑轮与固定的“力传感器”相连，“力传感器”可显示绳中拉力的大小，改变桶中砂的质量进行了多次实验。完成下列问题：
（1）实验时，下列操作或说法正确的是_______；
A．本实验不需要平衡摩擦力
B．调节定滑轮高度，确保细绳与桌面平行
C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
D．选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小
（2）研学中得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知相邻两个计数点间的距离为，且，，打点计时器的电源频率为。计算此纸带的加速度大小______（结果保留三位有效数字）。
（3）实验中若未平衡摩擦力，以拉力传感器的示数为横坐标，以加速度为纵坐标，画出的图像可能正确的是________；
A． B． C． D．
（4）现以拉力传感器的示数为横坐标、加速度为纵坐标，画出图像，求出其“斜率”为，则小车的质量等于________（用字母表示）。
12．（10分）如图甲所示，某物理兴趣小组同学用两个小球碰撞探究“碰撞中的不变量”。实验时先让质量为的球从斜槽上某一固定位畳由静止释放，球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹的平均落点，再把质量为的球放在水平轨道末端，将球仍从位疊由静止两个落点的平均位军，点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。
（1）要保证实验成功，入射小球的质量应_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）被碰小球的质量，入射小球的直径_______（选填“必须等于”或“可以不等于”）被碰小球的直径。
（2）下列说法中正确的是______。
A．安装的斜槽轨道必须光滑，末端必须水平
B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C．除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺
（3）实殓中，测量出两个小球的质量分別为，测量出三个落点的平均位置与点的距离的长度分別为，在实验误差允许范围内，若满足关系式_______（用所测物理最的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。若满足关系式_______（用所测物理量的字母表示），则可认为该碰撞为弹性碰撞。
（4）另一实验小组改进了实验装置用来探究碰撞前后动能的变化，如图丙所示，方案如下：让从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的钢珠和塑料球进行实验，测量出两球的质量分別为、，其他操作重复前面操究“碰撞中的不变量”的步骤。如果为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，用刻度尺测量到的距离分别为。在实验误差允许范围内，若满足关系式_______（用所测物理量的字母表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。
三、计算题（共42分）
13．（9分）如图所示，一质量、电荷量绝对值的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，电场足够大，静止时悬线与竖直方向夹角。若小球的电荷量始终保持不变，重力加速度。
（1）求电场强度的大小。
（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过时小球的速度大小及方向。
14．（15分）恩施女儿城是一家免门票的级旅游景区。景区内富有民族特色的表演、琳琅满目的美食及娱乐城内丰富多彩的游乐项目深受全国各地游客喜爱。城内一游戏装置的简化示意图如图所示，在同一竖直平面内的轨道由四分之一光滑圆弧轨道、粗糙的水平轨道、光滑圆弧轨道、粗糙斜轨道组成，圆弧分别与直轨道、相切。斜轨道的倾角，底端处有一轻质短弹簧装置且斜面底端恰在弹簧原长位置。一质量的滑块（比圆管内径稍小，可视作质点）从点正上方的点无初速释放，滑块恰能通过国弧的最高点，滑块能够运动到点（M点为四分之一圆弧轨道的圆心）且被等速反弹。已知滑块与水平轨道和斜轨道间的动摩擦因数均。两圆弧轨道的半径均为，取重力加速度大小。求：
（1）滑块经过点时，圆弧轨道对滑块的弹力大小；
（2）滑块释放点与点间的高度差；
（3）滑块在斜轨道上运动的总路程s。
15．（18分）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的小物块，物块不会脱离弹簧。装置的中间是长度的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带以的速度逆时针转动。装置的右边是一段光滑的水平台面连接的光滑曲面，质量的小物块从曲面上距水平台面处由静止释放，经过传送带后与物块发生对心弹性磁撞，已知碰撞前物块静止且弹簧处于原长状态，物块与传送带之间的动摩擦因数，取，不考虑物块大小对问题的影响，不考虑物块运动对传送带速度的影响。求：
（1）物块与物块第一次碰撞前瞬间，物块的速度大小。
（2）物块第一次碰撞后，物块重新滑上传送带后内摩擦力对物块的冲量大小。
（3）物块第一次碰撞后到第二次碰撞前，传送带与物块因摩擦而产生的热量。
（4）如果物块每次碰撞后，物块再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块从第二次碰撞到第次碰撞前与传送带间因摩擦所产生的总热量。（最后答案只要求写出计算表达式，不要求计算出最终结果）
恩施州高中教育联盟2022-2023学年高一下学期期末考试
物理参考答案
一、选择题：本题共10题，每小题4分，共40分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A C B A D B AD BC BD
二、实验题：本题共2题，共18分。
11．（1）（2）1.92（3）（4）
12．（1）大于 必须等于
（2）C（3） （4）
三、计算题：本题共3题，共42分。
13．（1）；（2），方向与竖直方向成角，斜向左下方
解：（1）如图所示，由平衡条件可知
小球所受的电场力为
由电场强度的定义式有
代入数据解得。
（2）细线突然被剪断后，小球受重力和电场力，其合力为
小球的加速度为
由速度一时间公式可得，经时小球的速度大小为
小球速度的方向与竖直方向成角，斜向左下方。
14．（1）；（2）；（3）
解：（1）由于滑块恰能通过点，则有
滑块在从点运动到点的过程中，由动能定理可得
在点有
解得。
（2）由几何关系可得
滑块在从点到点的过程中，由动能定理可得
解得。
（3）由功能关系可得
解得。
15．（1）；（2）；（3）（4）
解：（1）设滑到曲面底部的速度为，根据机械能守恒定律
解得
由于在传送带上开始做匀减速运动，假设一直减速滑过传送带时的速度为，由动能定理可得
解得
假设成立，即与第一次碰前速度大小为。
（2）设第一次碰后的速度为的速度为，取向左为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
解得
上式表明碰后以的速度向右反弹，滑上传送带后在摩擦力的作用下减速，设向右减速的最大位移为，由动能定理得
，解得
这个过程经历的时间为，有，得
设加速到与传动带共速的时间为，因此有，解得
这段过程产生的位移
所以，在共速后向左匀速时间，则：
由于
所以在重新滑上传送带内，物体末从传动带左端滑出且末正在匀速运动。所以在这内，摩擦力的冲量，解得
（3）在传送带上先向右减速至0后反向向左加速至再匀速。
在第一次碰后到发生第二次碰撞前传送带与因摩擦而产生的热量
而
得：
（4）第二次至第次碰撞前总热量
而
由动量守恒和能量守恒可知，每次碰撞的速度变为撞前的一半。故
故。