河南省开封市五校2022-2023学年高一下学期期末联考物理试题（含答案）

开封市五校2022-2023学年高一下学期期末联考
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
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收回．
4．本卷主要考查内容：必修第二册、必修第三册第九章至第十章第3节．
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．关于物体做平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．在匀速圆周运动中，物体的加速度保持不变
B．在圆周运动中，物体所受的合外力做功为零
C．在平抛运动中，物体在任意相同时间内动能的变化量相同
D．在平抛运动中，物体在任意相同时间内速度的变化量相同
2．已知在电场中的某点引入试探电荷，测得所受电场力为，关于该点的电场强度，下列说法正确的是（ ）
A若移走试探电荷，该点的电场强度仍为
B．若移走试探电荷，该点的电场强度变为0
C．若将试探电荷换成，该点的电场强度变为
D．若将试探电荷换成，该点的电场强度变为
3．如图所示是北京冬奥会钢架雪车赛道的示意图．比赛时，运动员从起点沿赛道快速向终点滑去，先后经过五点．图中经过四点时的速度和合外力的方向与经过点时的速度和合外力的方向最接近的是（ ）
A．点 B．点 C．点 D．点
4．如图所示，实线为某点电荷在真空中形成的电场线，一电子在该电场中从点运动到点，运动轨迹为虚线所示，则下列判断中正确的是（ ）
A．形成电场的是正点电荷
B．电子在点电势能大于点电势能
C．电子运动的加速度一直在增大
D．调整电子初速度的大小和方向，电子可以在电场中做匀速圆周运动
5．如图甲所示，质量为（包含滑雪装备）的运动员为了顺利通过水平面上半径为的旗门弯道，利用身体倾斜将雪板插入雪中，可简化为如图乙所示的模型，雪板底面与竖直方向的夹角为、回转半径远大于运动员的身高，已知重力加速度大小为，不计雪板侧面受力，不计摩擦与空气阻力，则运动员能安全通过旗门弯道的速度为（ ）
A． B． C． D．
6．某实验小组的同学在实验室用模型研究了小船渡河的问题，如图所示，已知模型船由岸边的点开始渡河，点为正对岸的点，模型船在静水中的速度为，水流速度与河岸平行、且大小为．则下列说法正确的是（ ）
A．时模型船有可能到达点 B．模型船到达对岸时的速度一定小于
C．模型船渡河所用的最短时间为 D．如果模型船到达点，则所用时间为
7．如图所示是一辆做直线运动的小车从点运动到点的牵引力与速度的关系图像，该图像是双曲线的一支（其函数表达式形如为常数），为间一点．已知整个过程小车所受的阻力大小恒为，小车运动到点时恰好开始做匀速直线运动．则（ ）
A．小车从点到点，牵引力的功率增大 B．图中两阴影都分的面积
C．小车在点的牵引力功率为 D．图中
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．随着“天问一号”火星探测器的发射，人类终将揭开火星的神秘面纱．“天问一号”接近火星附近时首先进入轨道1、然后经过两次变轨，最终“天问一号”在火星表面附近的轨道3上环绕火星做匀速圆周运动，其简易图如图所示，已知万有引力常量为．则下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在轨道1的运行周期大于轨道3的运行周期
B．“天问一号”在轨道1的点朝运动的反方向喷气进入轨道2
C．如果已知火星的半径和轨道3的周期，可求火星表面的重力加速度
D．如果已知“天问一号”在轨道3的角速度，可求火星的平均密度
9．2022年北京冬奥会，跳台滑雪项目的比赛场地别具一格，形似“如意”，该场地被称为“雪如意”，如图甲所示，其赛道的简易图如图乙所示．赛道由曲轨道和倾斜轨道组成，总质量为的运动员由赛道上一定高度处滑下，由点沿水平方向飞出，经过时间落在倾角为的倾斜轨道上的点．假设运动员可视为质点，间视为直道，空气阻力可不计，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员在点时的速度与水平方向的夹角为
B．如果离开点的速度减半，则运动员在倾斜轨道的落点到点的距离为间距的
C．运动员落在点时的速度为
D．运动员落在点时重力的功率为
10．如图所示，平行等距的竖直虚线为某一匀强电场的等势面，一个不计重力的电子垂直经过等势面时，动能为，飞经等势面时，电势能为，飞至等势面时速度恰好为0．已知相邻等势面间的距离都为，则（ ）
A．等势面的电势为 B．匀强电场的场强大小为
C．电子再次飞经等势面时，动能为 D．电子的运动为匀变速直线运动
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）如图甲所示为某实验小组“探究平抛运动”的实验装置．
（1）进行该实验时，下列器材需要用到的是________．
A．打点计时器 B．弹簧测力计 C．重垂线
（2）研究平抛运动，下列说法正确的是________．
A．使用密度大、体积小的小球
B．必须测出平抛小球的质量
C．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦
（3）某同学在白纸上记录了小球的运动轨迹，若小球在运动途中的几个位置如图乙中的所示，测出的长度，则小球平抛的初速度大小为________（用和当地重力加速度表示）．
12．（8分）某物理兴趣小组按照图甲所示安装好装置“验证机械能守恒定律”，正确进行相关操作后，打出很多纸带，从中选出符合要求的纸带，如图乙所示（其中一段纸带图中未画出）．已知图中点为打出的起始点，且速度为零．选取在纸带上连续打出的点作为计数点，打点计时器的打点周期为，重力加速度为．
（1）为了验证重物从释放到点过程的机械能是否守恒，________（填“需要”或“不需要”）测量重物的质量，得到关系式________（用题中和图乙中所给物理量的符号表示），即可在误差范围内验证；
（2）由于小组中某同学不慎将图乙纸带的点前面部分丢失，于是利用剩余的纸带进行如下的测量：以为起点，测量各点到的距离，计算出物体下落到各点的速度，并作出图像如图丙所示，图中给出了三条直线，他作出的图像应该是直线________；由图像得出，点到起始点的距离为________（结果保留三位有效数字）．
13．（12分）如图所示，用绝缘细线将两个可视为质点的带电小球连接悬于点下方，两小球质量均为，带电荷量分别为．已知系统均处于平衡状态，距离为，取，．求：
（1）两绳的拉力大小；
（2）现在小球悬挂区域施加一水平向右的电场，使得与竖直方向的夹角为，求电场强度的大小．
14．（12分）如图所示，光滑的硬杆1、2分别水平、竖直固定放置，交点为，质量为的甲物块套在2上，质量为的乙物块套在1上，甲、乙（均视为质点）间用长度为的轻质硬杆3连接，当3与1间的夹角为时，甲由静止开始释放，一段时间后，甲、乙分别到达图中虚线位置，此时3与2间的夹角为．重力加速度，，求：
（1）此过程系统的重力势能的减少量；
（2）此时甲、乙的速度大小；
（3）此过程硬杆3对乙做的功．
15．（16分）如图所示，一轻质弹簧右端固定在水平地面处的挡板上，将一质量的小物块靠在弹簧左端处（小物块与弹簧不拴接），此时弹簧处于原长，段光滑，段粗糙．水平地面处与倾斜传送带下端平滑连接，传送带上端处与一光滑半圆轨道最低点相切，半圆轨道固定在竖直平面内，半径．现将小物块向右压缩弹簧一定距离后由静止释放，小物块在传送带上一直做加速运动进入半圆轨道后并从点飞出，恰好落在点．已知间距，传送带两端间距，与水平地面间的夹角，传送带由电动机带动以的恒定速度逆时针转动，小物块与传送带间的动摩擦因数，与段间的动摩擦因数，重力加速度取，小物块可视为质点，不计空气阻力，，不考虑小物块再次滑上传送带的情况．求：
（1）小物体运动到点时轨道对物体支持力的大小；
（2）小物体在传送带上运动的过程中，因摩擦而产生的热量大小；
（3）小物体释放前，弹簧具有的弹性势能大小以及带动传送带的电动机由于运送小物块多输出的电能．
开封市五校2022-2023学年高一下学期期末联考
物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 匀速圆周运动的合外力始终指向圆心，加速度大小不变，但方向在改变，变速圆周运动合外力做功不为零，则A、B错误；平抛运动只受重力作用，则动能的变化量等于重力做功，由于在相同时间内物体下落高度不同，重力做功不同，故动能的变化量不同，但由于加速度为重力加速度保持不变，由可知，相同时间内速度的变化量相同，则C错误、D正确．
2．A 电场强度是电场本身的性质，无论点有没有电荷，电荷量多大，点的电场强度均为，不会随电荷量的改变而改变．故选A．
3．B 曲线运动的速度方向沿过该点的切线方向，合外力总是指向曲线凹陷的一侧，故可知点与点的速度与合外力方向最接近，故B正确．
4．C 做曲线运动的物体，受力的方向一定指向凹侧，因此电子受电场力向左，所以形成电场的点电荷电性为负，A错误；点电势高于点电势，则电子在点电势能小于点电势能，则B错误；由于电子在两点间运动时距离点电荷越来越近，所受电场力也越来越大，因此其加速度也越来越大，C正确；由于场源与电子带同种电荷，相互排斥，因此电子不可能做匀速圆周运动，D错误．
5．B 支持力的水平分力提供圆周运动的向心力，即，得，B正确．
6．C 欲使模型船到达，则模型船的速度应斜向上指向上游，使得合速度垂直河岸，此时应有，合速度大小为，此时的渡河时间为，AD错误；由速度的合成法则可知，模型船到达对岸时的速度与的大小关系不确定，B错误；欲使模型船的渡河时间最短，则模型船的速度垂直河岸，渡河的时间为，C正确．
7．D 小车牵引力的功率，由条件知小车从点运动到点牵引力与速度成反比例，则可知与的乘积保持不变，即功率不变，则，故A、B错误；小车运动到点时正好匀速，则牵引力等于阻力，则，小车的功率为，则在点时速度，故C错误，D正确．
8．ACD 由题图可知，轨道1的半长轴最大，轨道3的半径最小，则由开普勒第三定律可知“天问一号”在轨道1的运行周期大于轨道3的运行周期，A正确；“天问一号”由轨道1进入轨道2，需在点点火减速，即朝运动方向喷气，B错误；如果已知火星的半径和轨道3的周期，则和可解得，C正确；如果已知“天问一号”在轨道3的角速度，则由，火星的质量为，又火星的休积为，联立解得，D正确．
19．BC 设运动员落在倾斜轨道上的瞬时速度方向与水平方向的夹角为，则，又，整理得，显然，A错误；运动员由到的过程中，由解得，运动员离开点的速度减半，则运动员由到落在倾斜轨道上的时间减半，则由可知运动员的水平位移为原来的，运动员的落地点距离点的距离为距离的，B正确；由得，运动员落在点时的竖直速度大小为，则运动员落在点的速度大小为，C正确；落在点时重力的功率为，则D错误．
10．BD 由得出等势面电势为，电子从等势面到等势面，动能由减小到0，说明越向右电势越低，相邻等势面间电势差为等势面的电势为，选顶A错误；由得勾强电场的场强大小为，选项B正确；电子再次飞经等势面时，电场力做功为0，动能为，选项C错误；电子沿电场线运动，加速度不变，电子的运动为匀变速直线运动，选项D正确．
11．（1）C（2分） （2）AC（2分，少选得1分，错选得0分） （3）（2分）
解析：（1）该实验需要使用重垂线确定竖直方向，选项B正确，弹簧测力计和打点计时器不需要使用．
（2）研究平抛运动，一是尽量减小小球运动中空气阻力的影响，二是准确地描绘出小球的轨迹，故A、C正确．
（3）由平抛运动的规律可知，间与间所用时间相等，设为，则，所以，所以初速度．
12．（1）不需要（2分） （2分） （2）（2分） 10.0（2分）
解析：（1）由机被能守恒有，则质量约去，放重物质量不需要测量；，代入可得；
（2）以为起点，测量各点到的距离为，计算出物体下落到各点的速度，设点的速度为，则有，可得，可知图像的纵轴的截距为，故他作出的图像应该是直线；直线的横轴截距表示点与起始点的距离，由图像可知点到起始点的距离为．
13．解：（1）对的整体受力分析可知（2分）
对受力分析可知（2分）
代入数据得（2分）
（2）对进行整体受力分析可知（2分）
（2分）
代入数据得（2分）
14．解：（1）当3与1的夹角为时，甲与的高度为（1分）
当3与2的夹角为时，甲与的高度为（1分）
系统的重力势能的减小量为（2分）
（2）当3与2的夹角为时，设甲、乙的速度分别为
把分别沿着3和垂直3分解，由关联速度之间的关系则有（1分）
由系统的机械能守恒定律可得（1分）
解得（1分）
（1分）
（3）由动能定理可得3对乙做的功为（2分）
解得（2分）
15．解：（1）小物块从点飞出后，可将重力加速度分解为沿传送带方向（1分）
垂直传送带方向（1分）
则有（1分）
（1分）
在点由牛顿第二定律有（1分）
联立解得（1分）
（2）到的过程由动能定理有（1分）
在传送带上小物体做匀加速运动有（1分）
由牛顿第二定律有（1分）
由
解得（1分）
故小物块在传送带上运动的过程中因摩擦而产生的热量（1分）
解得（1分）
（3）由功能关系有（1分）
解得（1分）
由能量守恒有，电动机多输出的电能为（1分）
解得（1分）