河南省七大名校巅峰计划2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（PDF版无答案）

2023 年河南省七大名校 巅峰计划 高一下期期末试题
物 理
本试卷满分 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，并将自己的姓
名、准考证号、座位号填写在本试卷上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B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。涂写在本试卷
上无效。
3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：共 7小题，每题 4分，共 28分。
1.一根质量均匀的细杆斜靠在墙上，地面光滑。初始时杆与墙面夹角为 60°，在杆滑下的
过程中，墙对杆的作用力
A.先增大后减小至 0
B.先增大后减小，但不会减为 0
C.一直增大
D.一直减小
2.2023 年 7 月 14 日，美国的 LIGO 探测设施接收到一个来自 GW150914 的引力波信号，
此信号是由两个黑洞的合并过程产生的。如果将某个双黑洞系统
简化为如图所示的圆周运动模型，两黑洞绕 O 点做匀速圆周运
动。在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离逐渐减小，在此
过程中，两黑洞做圆周运动的
A.向心力均逐渐减小 B.线速度均逐渐减小
C.周期均不变 D.角速度均逐渐增大
3.某同学在高度 h 处以一定大小的速度 v0抛出一小球，当其速度方向不同时，落地点与
抛出点的水平距离即射程大小也不同，若不计空气阻力，则最大射程为
2v 2 v 20 0 +2gh v 2 20 v0 +2gh
A. B. C. h+ D. v
g g g 0 g
4.如图所示，滑块 A 和足够长的木板 B
叠放在水平地面上，A 和 B 之间的动摩
擦因数是 B 和地面之间的动摩擦因数
的 4 倍，A 和 B 的质量均为 m。现对 A
施加一水平向右逐渐增大的力 F，当 F
增大到 F0时 A 开始运动，之后力 F 按
图乙所示的规律继续增大，图乙中的 x 为 A 运动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动
摩擦力。对两物块的运动过程，以下说法正确的是
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A.当 F＞2F0，木块 A 和木板 B 开始相对滑动
B.当 F＞F0，木块 A 和木板 B 开始相对滑动
F0x0
C.自 x=0 至木板 x=x0木板 B 对 A 做功大小为 4
F0x0
D.x=x0时，木板 B 的速度大小为 2m
5.由 n 个带电量均为 Q 的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半
径为 R 的圆环固定在竖直平面内。一个质量为 m 的金属小球(视为
质点)通过长为 L=2R 的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当金属小球
电荷量也为 Q(未知)时，发现金属小球在垂直圆环平面的对称轴上 P
点处于平衡状态，如图所示，轴线上的两点 P、P'关于圆心 O 对称。
已知静电力常量为 k，重力加速度为 g，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是
A.O 点的场强一定为零
B.由于 P、P 两点关于 O 点对称，两点的场强大小相等，方向相反
8mgR
C.金属带电小球的电量为 Q
nk
D.固定 P 处的小球，然后在圆环上取下一个小球(其余 n－1 个小球位置不变)置于 P'
2 2kmg
处，则圆心 O 的场强大小为
R n
6.如图所示，一辆卡车在水平路面上行驶。初速度为 54km/h。
其车厢长度为 10.0m，在车尾边缘处放有一个货箱，其长
宽高皆为 0.5m。卡车加速时的最大加速度为 2.2m/s2，卡车
刹车时的最大加速度为 3m/s2。已知货箱和车厢之间的动摩
擦因数为 0.24(最大静摩擦因数约等于动摩擦因数，g=10m/s2)，则下列说法正确的是
A.若司机全力加速，货箱有可能掉出车厢
B.若司机全力刹车，货箱不可能碰到车头
C.若司机全力刹车，货箱碰到车头的时间介于刹车后 5s 到 6s 之间
D.若司机全力刹车，货箱碰到车头的时间介于刹车后 6s 到 7s 之间
7.某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方 50m 处停
着一辆乙车，立即刹车，刹车后做匀减速直线运动。已知刹车后第 1 个 2s 内的位移是
24m，第 4 个 2s 内的位移是 1m。则下列说法中正确的是
A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为 2m/s2
23
B.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为 m/s2
12
C.汽车甲刹车后停止前，可能撞上乙车
D.汽车甲刹车前的速度为 13.9m/s
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二、多选题：共 3小题，每小题 6分，共 18分。每小题给出的四个选项中有多个选项正
确，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有错选的得 0分。
8.如图所示，圆柱形管的底端固定一弹射器，弹射器上有一质量
m1=1kg 的小滑块，管和弹射器的总质量 m2=2kg，滑块与管内壁
间的滑动摩擦力大小为 0.4m1g。整个装置竖直静止在水平地面
上。发射时，滑块离开弹射器瞬间距离上管口的距离为 1.0m；
滑块离开弹射器后能上升的最大高度为 1.4m，小滑块可视为质
点且弹射时间极短，每次弹射后滑块获得的初速度相等，忽略
空气阻力，取重力加速度 g=10m/s2。则下列说法正确的是
15+9 2
A.滑块从离开弹射器到第二次通过圆柱形管上端经历的时间为 s
35
30+4 2
B.滑块从离开弹射器到再次回到弹射器处经历的时间为 s
35
C.当滑块离开弹射器瞬间，对圆柱形管施加一个竖直向上的恒力 F，为保证滑块不滑
出管口，F 的最小值为 24N
D.当滑块离开弹射器瞬间，对圆柱形管施加一个竖直向上的恒力 F，为保证滑块不滑
出管口，F 的最小值为 20N
9.如图，真空中 x 轴上关于 O 点对称的 M、N 两点分别固
定两异种点电荷，其电荷量分别为+Q1、-Q2，且 Q1＞Q2。
取无穷远处电势为零，则
A.只有 MN 区间的电场方向向右
B.在 N 点右侧附近存在电场强度为零的点
C.在 ON 之间存在电势为零的点
D.MO 之间的电势差小于 ON 之间的电势差
10.如图甲所示，将质量为 m 的小球以速度 v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为 h。
h
若将质量分别为 2m、3m、4m、5m 的小球，分别以同样大小的速度 v0从半径均为 R=
2
的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道，轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。
小球视为质点，在不计空气阻力的情况下，下列判断正确的是
A.只有质量为 4m 的小球能到达最大高度 h
B.只有质量为 2m、4m 的小球能到达最大高度 h
C.质量为 2m 的小球到达与圆心等高处时，对轨道的压力大小为 4mg
D.质量为 3m 的小球到达与圆心等高处时，处于超重状态
【巅峰计划·高一物理试题 第 3 页(共 6 页)】
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三、实验题：共 2小题，第 11小题 7分，第 12小题 8分，共 15分。
11.某小组利用气垫导轨装置探究“做功与物体动能改变量之间的关系”。如图 1 中，遮光
条宽度为 d，光电门可测出其挡光时间：滑块与力传感器的总质量为 M，砝码盘的质
量为 m0，不计滑轮和导轨摩擦.实验步骤如下：
①调节气垫导轨使其水平，并取 5 个质量均为 m 的砝码放在滑块上：
②用细绳连接砝码盘与力传感器和滑块，让滑块静止放在导轨右侧的某一位置，测出
遮光条到光电门的距离为 S；
③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，释放滑块后，记录此时力传感器的值为 F，
测出遮光条经过光电门的挡光时间 Δt；
④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，重复步骤③，并保证滑块从同一个位置静止
释放；
⑤重复步骤④，直至滑块上的砝码全部放入到砝码盘中。
请完成下面问题：
(1)若用十分度的游标卡尺测得遮光条宽度 d 如图 3，则 d= mm；
(2)滑块经过光电门时的速度可用 v= (用题中所给的字母表示，下同)计算；
(3)在处理步骤③所记录的实验数据时，甲同学理解的合外力做功为 W1=FS，则其对
应动能变化量应当是 ΔEk1= ；
1
(4)乙同学按照甲同学的思路，根据实验数据得到 F－ 的图线如图 4 所示，则其斜率
Δt
k= 。
12.用如图所示的实验装置来验证向心力公式。匀质小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质木
架上的 A 点和 C 点。当木架绕轴 BC 匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，
绳 a 在竖直方向、绳在水平方向。两绳的 A、C 端分别安装有拉力传感器 1、2，重力
加速度为 g，忽略空气的阻力，实验步骤如下：
A.实验之前，用游标卡尺测得小球的直径为 d，用刻度尺测得 a 绳的长度为 la，b 绳
的长度为 lb；
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B.使木架绕BC轴匀速转动，并带动小球在水平面
内做匀速圆周运动，记录转 n 圈对应的时间 t；
C.读出拉力传感器 1、2 的示数分别为 Fa、Fb；
D.当小球运动到图示位置时，绳 b 被突然烧断，
同时木架也立即停止转动，读出拉力传感器 1
在此瞬间的示数为 F0。
(1)小球的质量 m= ，做匀速圆周运动的周
期 T= ；
(2)绳 b 被烧断之前小球做匀速圆周运动，若等式 成立，则向心力
公式得到验证；(用 Fa、Fb、n、t、g、lb和 d 表示)
(3)绳 b 被烧断之后的瞬间，若等式 成立，则向心力公式得到验证。
(用 F0、Fa、n、t、g、lb和 d 表示)
四、解答题：共 3小题，第 13小题 10分，第 14小题 11分，第 15小题 18分，共 39分。
13.一端弯曲的光滑绝缘轨道 ABN 固定在竖直平面上，如图所示，AB 段水平、BN 段是半
径为 R 的半圆弧，有一个正点电荷固定在圆心 O 处。一质量为 m 带正电小环，在水
2 3
平恒力 F= mg 作用下从 C点由静止开始运动，到 B点时撤去外力，小环继续运动，
3
发现刚好能到达绝缘轨道上与圆心等高的 M 点，已知 CB 间距为 3R。已知小环在圆
轨道上时受到圆心处的点电荷的静电力大小为 2mg。求：
(1)小环从 C 运动到 M 过程中，点电荷 Q 的电场力对它做的功；
(2)若水平恒力大小改为 2F，则小环在能达到的最高点 N 时的速度大小；
2 6
(3)小环在距离 B 点 R 的 D 点以向右的初速度 v0=2 (1- )gR运动，在静电力的2 3
作用下运动到 B 点的速度恰好为 0。若在 D 点施加最小的恒定外力作用由静止开
始运动，则小环在圆轨道上能到达的最大高度值多少？
14.如图所示，足够长的斜面与水平面夹角为 37o，斜面上有一质量 M=3kg 的长木板，斜
面底端挡板高度与木板厚度相同.m=1kg 的小物块从空中某点以 v0=3m/s 水平抛出，抛
出同时木板由静止释放，小物块下降 h=0.8m 掉在木板前端，碰撞时间极短，可忽略
不计，碰后瞬间物块垂直斜面的分速度立即变为零。碰后两者向下运动，小物块恰好
在木板与挡板碰撞时在挡板处离开木板。已知木板与斜面间动摩擦因数 μ=0.5，木板
上表面光滑，木板与挡板每次碰撞均无能量损失，g=10m/s2，求：
【巅峰计划·高一物理试题 第 5 页(共 6 页)】
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(1)碰前瞬间小物块速度大小和方向；
(2)木板至少多长小物块才没有从木板后端离开木板？
(3)木板从开始运动到最后停在斜面底端的整个过程中通过路程多大？
15.牛顿在前人研究的基础上，利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力
联系起来，巧妙推导出太阳和行星之间的引力关系。
(1)行星围绕太阳的运动当做匀速圆周运动，已知行星的质量为 m，太阳的质量为 M，
行星与太阳中心之间的距离为 r，请利用牛顿定律和开普勒定律导出太阳和行星之
Mm
间的引力表达式 F=G
r2
；
(2)牛顿思考月球绕地球运行的原因时，苹果偶然落地引起了他的遐想：拉住月球使
它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力，是否都与太阳吸引行星的力性质相同，
遵循着统一的规律：平方反比规律？因此，牛顿开始了著名的“月—地检验”。
a.已知月球与地球的距离约为地球半径的 60 倍，如果牛顿的猜想正确，请你据此
a
计算月球公转的向心加速度 a 和苹果下落的加速度 g 的比值 ；
g
b.在牛顿的时代，月球与地球的距离 r′、月球绕地球公转的周期 T′等都能比较精确
地测定，请你据此写出计算月球公转的向心加速度 a 的表达式；已知
r′≈3.84×108m，T′≈2.36×106s，地面附近的重力加速度 g=9.80m/s2，请你根据这
些数据估算比值 a；与(1)中的结果相比较，你能得出什么结论？
c.假如有一颗在赤道上的苹果树，长到了月亮的高度。请你根据苹果的运动状态
进行受力分析，在图中的树枝上画出一个长势符合物理规律的苹果，并推断如
果树冠上的苹果被人用剪刀剪离树枝，苹果是否会落回地面？(分析过程中可忽
略其它星球对苹果的作用)。
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