湖北省咸宁市2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷（含答案）

咸宁市2023-2024学年高一下学期期末联考
物理试卷
本试卷共8页，时长75分钟，满分100分。
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．将一三角形（楔形）木块置于粗糙水平地面，再将一方形物体置于三角形木块斜面上，如图所示。试判断下列三种假设情况下三角形木块受到地面的摩擦力是否为零。情况甲：物体静止于斜面；情况乙：物体沿斜面匀速下滑；情况丙：物体沿斜面匀加速下滑。（三种情况三角形木块均静止）
A．三种情况均为零 B．三种情况均不为零
C．甲乙为零，丙不为零 D．甲为零，乙丙不为零
2．某同学打篮球时在罚球线上立定向斜上方抛投，投入一个空心球。球从离手到进入篮筐为止的过程中，下列其动能随距离地面高度h的变化图最接近的是（图中虚线的箭头方向表示过程的先后顺序）
A． B． C． D．
3．某静电场的电场线与x轴平行，电势随x坐标变化的关系图像如图所示。若将一带电的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，则下列说法正确的是
A．该带电粒子一定带负电荷
B．该电场可能是点电荷形成的电场
C．在x轴上M点，电场强度大小为零
D．该粒子沿x轴从O点到N点的过程中，电势能一直减小
4．两木块以细绳连接，置于光滑面上，如图所示。当质量为m的木块沿着斜面下滑L时，绳子的拉力对木块m作功为
A．mgL B． C． D．
5．《天体物理学杂志快报》曾报道天文学家发现了2例来自黑洞—中子星并合的引力波事件。质量较大的天体为黑洞，质量较小的天体是中子星，在一段较长时间，这两颗相距较近的天体，在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点做匀速圆周运动。对于黑洞—中子星构成的双星，下列说法中正确的是
A．两颗天体中质量大的黑洞动能较小 B．黑洞做匀速圆周运动的角速度较大
C．中子星做匀速圆周运动的向心力较小 D．两颗天体做匀速圆周运动的半径相等
6．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是
A．阻值大于
B．阴影部分的面积和肯定不相等
C．计算机测得，则该电容器的电容约为0.15F
D．图像阴影为图线与对应时间轴所围成的面积，表示电容器的能量
7．已知某车的质量为m，额定功率为P，运动过程中，若保持额定功率P不变，汽车所受的阻力大小恒定，汽车能达到的最大速度为v。若司机以的恒定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为时，汽车的加速度为
A． B． C． D．
8．设地球为正球体，半径为R，自转周期为T，则下列叙述正确的是
A．在中国与在美国的时间不同，所以转动的角速度也不同
B．因为北极与赤道距地心的距离一样，所以视重相同
C．若将一质量为m的物体从北极移到赤道上，则重力变小
D．在维度为的地方，其向心加速度为
9．如图甲，电动势为0.10V的电池，连接一安培计A，两者的内电阻均可忽略。电池的一端连接一长度为1.0m导线的右端，安培计的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段钨丝（电阻率为）和一段铜丝（电阻率为）串联而成，其截面积相同。由安培计测得的电流I，得到电路电阻R和x关系如图乙。则下列说法正确的是
A．铜丝在左，长度为0.3m
B．导线的截面积约为
C．当时，电路的电阻约为
D．当时，电路消耗的功率约为0.36W
10．在真空中，一点电荷在M、N两点产生的电场场强方向如图所示，已知M、N两点连线上中点位置的电场强度大小为72N/C，取，，则
A．该点电荷为负电荷
B．N点电势高于M点电势
C．N点的电场强度大小为
D．N点的场强与M点的电场强度大小之比为
二、非选择题：本题共5小题，总分共60分。
11．（8分）小华同学采用如图甲所示的装置探究平抛运动规律，由于缺少坐标纸，小华采用频闪照片获取小球运动过程中的位置，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片如图乙所示。图中的O点为第1个影像点，点为第5个影像点，点为第9个影像点。根据实验过程，回答以下问题：
（1）该频闪仪的闪光频率为________赫兹。
（2）采用图甲装置获得平抛运动轨迹，关于实验条件的说法，正确的是________。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端必须水平
C．小球每次从斜槽上不同的位置无初速度释放
D．小球每次从斜槽上同一位置无初速度释放
（3）小华测量出第1、第5和第9个影像点间的距离比，重力加速度为，则由此可以计算出小球从O点抛出的初速度为________（取，，计算结果保留2位有效数字）
12．白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源，现在一些场景依然在使用，小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝，为测量该灯丝的电阻率，进行以下实验步骤：
①用游标卡尺测量该灯丝的长度L，用螺旋测微器测量该灯丝的直径d，其示数分别如图甲所示。
②设计出如图乙所示的测量电路，连接好实验器材，待测灯丝为，与定值电阻并联的电压表为，与灯丝并联的电压表为，两电压表均视为理想电压表。
③闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，同时记录电压表、的示数分别为、，测量多组数据并做出关系图像如图丙所示。根据以上实验步骤，回答下列问题：
（1）该灯丝的长度________cm，直径________mm。
（2）根据步骤③所做出的关系图像可得该灯丝的电阻________（用a、b、表示），该灯丝的电阻率________（用a、b、L、d、表示）
（3）小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝，白炽灯使用时，钨丝因受热而升华，灯丝变得越来越细，但长度不变，小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会________（填“变亮”“变暗”或“不变”）
13．（12分）如图所示，光滑水平面上固定两颗铁钉A、B，A上固定一根长为3m的轻绳，轻绳另一端固定一可视为质点的小球，时刻小球位于且轻绳刚好伸直，给小球一个垂直于绳的初速度使小球绕A做顺时针匀速圆周运动，经小球转动半周到达，该过程中细绳拉力大小恒为5N，从起小球绕B继续做匀速圆周运动，再转动半周达到，该过程中细绳拉力大小恒为6N，求：
（1）A、B两颗钉子之间的距离；
（2）小球从运动到所用的时间。
14．（14分）跳绳是中学生的一项重要体育活动，教育部于2022年将跳绳正式纳入全国中考体育考核项目。质量为40kg的小明原地跳绳，其速度大小v随时间t的变化图像如图所示，重力加速度为，不计空气阻力。根据图像求解以下问题：
（1）求该同学跳绳过程中的最大速度和上升的最大高度；
（2）求该同学跳绳过程中克服重力做功的平均功率。
15．（16分）如图所示，竖直平面内存在水平向左的匀强电场，场强大小为，一长为d的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一个可视为质点的带正电小球，小球质量为m，电荷量为q，初始时刻小球静止在P点。现在P点给小球一垂直于OP的初速度使小球沿着圆周运动到圆周最高点M，小球到达M点时细线刚好断开。重力加速度为g，空气阻力不计，求：
（1）小球在P点静止时细线受到的拉力大小；
（2）小球运动到M点时的速度大小；
（3）细线断开后，小球电势能与M点相同的位置离M点的高度差。
咸宁市2023-2024学年高一下学期期末联考
物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A D D A C B CD AD BC
二、非选择题：本题共5小题，总分共60分。
11．（共8分）
（1）20（2分）
（2）BD（2分）
（3）0.90m/s（4分） （）（用分数表示不得分）
12．（共10分）
（1）10.025（2分） 4.487（4.484～4.489均可得分）（2分）
（2）（2分） （2分）
（3）变暗（2分）
13．（12分）
【解析】（1）依题意可知，水平面光滑，给小球一个垂直于绳的速度，小球在绳子的拉力作用下做匀速圆周运动，设绳长为L，速度为v，则有第一个半周：①
设两钉子间的距离为，则有第二个半周：②
联立解得：③
（2）依题意可知，第一个半周经历的时间为3s，则有：④
则第二个半周经历的时间：⑤
评分参考：本题12分，第（1）问6分，①②③式各2分，第（2）问6分，④⑤式各3分。其他正确解法同样给分。
14．（14分）
【解析】（1）由图像可知，该同学向上减速和向下加速过程都是匀变速直线运动，根据对称性，从最高点到最低点用时：①
则最跳绳过程中的最大速度为：②
上升的最大高度为：③
（2）依题意可知，该同学每跳一次克服重力做的功为④
该同学每跳一次用时为：⑤
因此该同学克服重力做功的平均功率为：⑥
评分参考：本题14分，第（1）问6分，①②③式各2分，第（2）问8分，④⑤式各3分，⑥式2分。其他正确解法同样给分。
15．（16分）
【解析】（1）小球在P点静止，受力分析，设绳子与竖直方向夹角为，则由平衡可知：
①
②
联立可得：③
（2）小球从P点到M点由动能定理：④
可得粒子到达M点的速度为：⑤
（3）细线从M点断开，当到达与M点在同一竖直线上时，小球的电势能与M点电势能相等，该过程小球沿着水平方向的加速度为：⑥
该过程中经过的时间：⑦
代入数据可得：此过程中小球下落的竖直高度⑧
评分参考：本题16分，第（1）问6分，①②③式各2分。第（2）问4分，④⑤式各2分，第（3）问6分，⑥⑦⑧式2分。其他正确解法同样给分。