云南省玉溪市第二中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

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玉溪市第二中学2022-2023学年高一下学期期末考试
物理 试卷
试卷满分:100分 考试时间：90分钟
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共10小题，每题3分，共30分）
1. 如图所示，三个点电荷Q1、Q2、Q3在一条直线上，Q2和Q3间的距离为Q1和Q2间距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合力为0，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比Q1∶Q2∶Q3为(　　)
(－9)∶4∶(－36)
B. 9∶4∶36
C. (－3)∶2∶(－6)
D. 3∶2∶6
2. 如图所示，这是生活中常见的杆秤，其用途是用来测量物体的质量．杆秤由三条提绳、托盘、秤杆和秤砣构成，提绳等长且质量不计，托盘质量为0.1 kg，称重时杆秤处于静止状态，提绳与竖直方向均成37°角．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取重力加速度大小g＝10 m/s2.当用此杆秤称量质量为0.5 kg的物体时，每根提绳中的拉力大小为(　　)
N
2 N
C. N
D. 2.5 N
3. 原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷，丙物体带电荷量的大小为。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是（　　）
A. 乙物体一定带有正电荷 B. 乙物体可能带有负电荷
C. 丙物体一定带有正电荷 D. 丙物体一定带有负电荷
4. 库仑定律是电磁学的基本定律。1766年英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用，而且空腔内部也不带电。他受到万有引力定律的启发，猜想两个点电荷(电荷量保持不变)之间的静电力与它们的距离的平方成反比。1785年法国的库仑通过实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比。下列说法不正确的是(　　)
A. 普里斯特利认为两带电体相距越远，带电体之间的静电力越小
B. 普里斯特利的猜想运用了“类比”的思维方法
C. 为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑精确测定了两个点电荷的电荷量
D. 为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比，库仑制作了库仑扭秤装置
5. 如图所示，从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，g取10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　)
300 W
400 W
500 W
D. 700 W
6. (2021·广东卷)由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸。道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(　　)
P点的线速度大小不变
B. P点的加速度方向不变
C. Q点在竖直方向做匀速运动
D. Q点在水平方向做匀速运动
7. 如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连，在M上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是(　　)
A. 地面光滑时，绳子拉力的大小为
B. 地面不光滑时，绳子拉力的大小为
C. 地面不光滑时，绳子拉力大于
D. 地面光滑时，绳子拉力小于
8. 如图所示是真空中A、B两板间的匀强电场，一电子由A板无初速度释放运动到B板，设电子由A板无初速度释放运动到B板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为s1和s2，在前一半位移和后一半位移所经历的时间分别是t1和t2，下面选项正确的是(　　)
s1∶s2＝1∶4，t1∶t2＝∶1
B. s1∶s2＝1∶3，t1∶t2＝∶1
C. s1∶s2＝1∶4，t1∶t2＝1∶(－1)
D. s1∶s2＝1∶3，t1∶t2＝1∶(－1)
9. 如图所示，两质量均为m的小物块A和B(均可看作质点)放在光滑水平盘上，A、B间的动摩擦因数为μ，物块B用一根长为l的轻绳沿半径方向与转轴相连，绳与盘面平行，A、B绕转轴做匀速圆周运动，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)
A. 当A和B保持相对静止时，A和B转动的最小周期为2π
B. 当A、B以角速度转动时，A受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
C. 当A、B以角速度转动时，B对A的摩擦力为μmg
D. 当A、B以角速度转动时，轻绳的拉力为2μmg
10. 某两岸平直的河中，水流的速度恒为v水＝5.0 m/s，河宽288 m。某次龙舟赛时，龙舟从M处驶出后沿直线MN到达对岸。已知直线MN与河岸成53°角，龙舟在静水中的速度大小也为5.0 m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，龙舟可看作质点。则龙舟在水中的合速度大小v和龙舟从M点沿直线MN到达对岸所经历的时间t分别为(　　)
v＝6.0 m/s，t＝60 s
B. v＝6.0 m/s，t＝72 s
C. v＝5.0 m/s，t＝72 s
D. v＝5.0 m/s，t＝60 s
二、多选题（共4小题,每题4分，共16分）
11. 关于分力和合力，以下说法不正确的是(　　)
A. 合力的大小，小于任何一个分力是可能的
B. 如果一个力的作用效果与其他几个力的作用效果相同，则这个力就是其他几个力的合力
C. 合力的大小一定大于任何一个分力
D. 合力就是几个力的代数和
12. 如图，带有光滑竖直杆的斜面固定在水平地面上，放置于斜面上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜面平行，现给小滑块施加一竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，小球始终未脱离斜面，在此过程中(　　)
A. 轻绳对小球的拉力逐渐增大
B. 斜面对小球的支持力先增大后减小
C. 竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小
D. 对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大
13. 如图，竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P受到的外力个数可能是(　　)
2个
3个
4个
D. 5个
14. 如图所示，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，重力做功1.8×104J，克服阻力做功2 000 J。则该运动员(　　)
重力势能减小了1.8×104 J
B. 动能增加了1.8×104 J
C. 机械能减小了2 000 J
D. 合力做功2×104 J
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题，共15分）
15. 某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
(1)下列做法正确的是________．
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．调节木板倾斜度，平衡小车受到的滑动摩擦力时，应将砝码和砝码盘通过定滑轮拴在小车上
C．实验时，先放开小车再接通计点计时的电源
D．增减小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码盘及盘内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车和小车上砝码的总质量．
(3)某次实验，保持木块所受的合力相同，测量不同质量的小车在相同的力作用下的加速度，根据实验数据描绘出a－m图像如图甲所示，由于这条曲线不容易确定a与m成反比，紧接着该同学作了a－图像如图乙所示．
①根据a－图像是过坐标原点的直线，因此可判断出a与成________比，即a与m成反比；
②根据图像可以得到小车受到的外力为________ N.
16. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图.
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球抛出时______________________________.
(2)图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________ m/s.(g＝9.8 m/s2)
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个小方格的边长L＝5 cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s，小球运动到B点的竖直分速度为________m/s，平抛运动初位置的坐标为________(如图丙所示，以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，g＝10 m/s2).
四、计算题（共4小题）
17. 如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O，半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点．该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变)，经过C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ＝60°，重力加速度为g.
(1)求小球所受的电场力大小；
(2)求小球在A点的速度v0为多大时，小球经过B点时对圆轨道的压力最小．
18. 宇航员在地球表面以一定的初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′；
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地．
19. 如图所示，一个倾角θ＝30°的光滑斜面顶端有定滑轮，质量为m的A物体置于地面并与劲度系数为k的竖直轻弹簧相连，一条轻绳跨过滑轮，一端与斜面上质量为m的B物体相连(绳与斜面平行)，另一端与弹簧上端连接。开始时用手托着B绳子恰伸直，弹簧处于原长状态，现将B由静止释放，B下滑过程中A恰好能离开地面但不继续上升，求：
(1)B下滑到最低点时的加速度；
(2)若将B物体换成质量为4m的C物体，使C物体由上述初始位置静止释放，当A物体刚好要离开地面时，C物体的速度为多大？
20. 如图所示，水平绝缘轨道AB长L＝4 m，离地高h＝1.8 m，A、B间存在竖直向上的匀强电场．一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝－5×10－5C的小滑块(可看成质点)，从轨道上的A点以v0＝6 m/s的初速度向右滑动，从B点离开电场后，落在地面上的C点．已知C、B间的水平距离x＝2.4 m，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2，不计空气阻力．求：
(1)滑块离开B点时速度的大小；
(2)滑块从A点运动到B点所用的时间；
(3)匀强电场的场强E的大小．
1. A 2. D 3. D 4. C 5. A 6. A 7. B 8. D 9. A 10. A
11. CD 12. AD 13. AC 14. AC
15. 【答案】(1)AD(2)远小于　(3)①正　②0.12
【解析】(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，A正确．
调节木板倾斜度，平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂重物，B错误．
实验开始时应先接通打点计时器的电源，待其平稳工作后再释放小车，而当实验结束时应先控制小车停下再断开电源，C错误．
平衡摩擦力后，有mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ，与质量无关，故通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，D错误．
(2)由牛顿第二定律得，对系统a＝，
对小车T＝m0a＝＝，
只有当m0远小于m时，才有T≈m0g，因此实验要使砝码盘及盘内砝码的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量．
②由牛顿第二定律得a＝F，则a－图像的斜率：k＝F＝
N≈0.12 N，即物体受到的外力为0.12 N.
16. 【答案】(1)水平　初速度相同　(2)1.2　(3)2.0　2.0　(－0.1 m,0)
【解析】(1)平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，小球下落高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度.
(2)根据平抛运动规律h＝gt2，x＝v0t，
代入数据解得v0＝1.2 m/s.
(3)由题图丙可知，从A到B和从B到C，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同.
由hBC－hAB＝g(Δt)2，
可得Δt＝0.1 s，
所以v0′＝＝2.0 m/s，
vBy＝＝2.0 m/s.
则小球从抛出点运动到B点时所经历的时间tB＝＝0.2 s，故平抛运动初位置的水平坐标x＝6×0.05 m－v0′tB＝－0.1 m，竖直坐标y＝4×0.05 m－gtB2＝0，所以平抛运动初位置的坐标为(－0.1 m,0).
17. 【答案】(1)mg　(2)2
【解析】(1)小球在C点时速度最大，则电场力与重力的合力沿DC方向，所以小球受到的电场力的大小F＝mgtan 60°＝mg.(如图)
(2)要使小球经过B点时对圆轨道的压力最小，则必须使小球经过D点时的速度最小，即在D点小球对圆轨道的压力恰好为零，有＝m，解得v＝.
在小球从圆轨道上的A点运动到D点的过程中，有
－mg(r＋rcos 60°)－Frsin 60°＝mv2－mv，解得v0＝2.
18. 【答案】(1)2 m/s2 (2)1∶80
【解析】(1)根据匀变速直线运动规律得t＝，
从竖直上抛到最高点，上升的时间是＝，上升和下降的时间相等，所以小球从上抛到落回原处所用时间为
t＝，①
由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．
根据匀变速直线运动规律得
5t＝，②
由①②得该星球表面附近的重力加速度g′＝g＝2 m/s2.
(2)根据万有引力可近似等于重力得＝mg，
M＝，
所以＝＝.
19. 【答案】(1)g，沿斜面向上　(2)
【解析】(1)当A物体刚要离开地面时，A与地面间作用力为0
对A物体由平衡条件得F－mg＝0
设B物体的加速度大小为a，对B物体，由牛顿第二定律F－mgsinθ＝ma
解得a＝g
B物体加速度的方向沿斜面向上。
(2)原来弹簧处于原长状态，当A物体刚要离开地面时，A物体处于平衡状态，设C物体沿斜面下滑x，则弹簧伸长即为x，对A物体有kx－mg＝0
解得x＝
A物体刚要离开地面时，弹簧的弹性势能增加ΔE，对B物体下滑的过程，由能量守恒定律有ΔE＝mgxsinθ
对C物体下滑的过程，由能量守恒定律有
ΔE＋×4mv2＝4mgxsinθ
解得v＝。
20. 【答案】(1)4 m/s　(2)0.8 s　(3)5×103N/C
【解析】(1)滑块从B到C过程中，有h＝gt2
x＝vBt
解得vB＝4 m/s
(2)滑块从A到B过程中，有L＝t′
解得t′＝0.8 s
(3)在电场中运动时，小滑块受力如图所示，
由牛顿第二定律得
μ(mg＋E|q|)＝ma
由运动学公式，有
vB2－v02＝－2aL
解得E＝5×103N/C．
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