山西省长治市上党区第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

上党区第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题
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。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，必修第三册第九章。
一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.跳伞是一种极限运动，假设某跳伞运动员在由静止开始下落的过程中始终受恒定阻力（不含空气对降落伞的作用力）作用，打开降落伞前下落了一段距离，打开降落伞后开始做匀减速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A.跳伞运动员打开降落伞前的过程中恒定阻力做负功
B.跳伞运动员打开降落伞前的过程中重力做负功
C.跳伞运动员打开降落伞后重力做功的功率逐渐增大
D.跳伞运动员打开降落伞后恒定阻力做正功
2.如图所示，一带正电的点电荷从某点以竖直向上的初速度射入水平向右的匀强电场中，图中实线为匀强电场的电场线，不计点电荷受到的重力，下列图中虚线可能正确描绘了点电荷运动轨迹的是（ ）
A. B. C. D.
3.宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度。下列关于宇宙速度的说法正确的是（ ）
A.第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度
B.若飞行器的发射速度大于第二宇宙速度，则飞行器将绕地球做椭圆运动
C.若飞行器的发射速度大于第三宇宙速度，则飞行器将绕太阳运动
D.卫星绕地球做圆周运动的速率可能大于第一宇宙速度
4.2024年6月4日，携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是嫦娥六号的地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是嫦娥六号绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是嫦娥六号绕月球运行的圆形轨道。、分别为椭圆轨道Ⅱ上的远月点和近月点。不考虑月球的自转。下列说法正确的是（ ）
A.嫦娥六号从轨道Ⅱ上的点变轨至轨道Ⅲ需点火加速
B.在轨道Ⅱ上运行的嫦娥六号经过点时的速率大于经过点时的速率
C.嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅳ上运行时的机械能
D.嫦娥六号在轨道Ⅳ上运行时的速率小于在轨道Ⅱ上运行时经过点的速率
5.静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（ ）
A.静电除尘的原理是静电屏蔽
B.印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
C.避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点
D.干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷
6.如图甲所示，质量为0.1kg的物块初始时静止在倾角为30°的斜面上，施加给物块一沿斜面的恒定拉力，使物块开始沿斜面运动，物块运动了2m时撤去拉力。物块的动能随物块沿斜面上滑距离变化的部分图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A.物块受到的滑动摩擦力大小为1.5N
B.恒定拉力的大小为2.5N
C.物块与斜面间的动摩擦因数为
D.物块运动到最高点后会沿斜面下滑
7.如图所示，质量为的小球穿在半径为的光滑圆环上，圆环可绕竖直方向的轴以角速度匀速转动，相对于圆环静止（未在圆环最低点）的小球和圆心的连线与转轴的夹角为（大小未知），重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.只要圆环转动的角速度足够大，可能为90°
D.当时，小球仍能在圆环上除最低点外的某位置相对于圆环静止
8.为检测某电梯的安全性能，测试人员进行了如下测试：如图所示，某时刻断开连接电梯的缆绳，电梯由静止从一定的高度向下坠落，一段时间后，会压缩电梯井底的缓冲轻质弹簧，逐渐停止运动。电梯下滑过程中，电梯顶部的安全钳给电梯的滑动摩擦力大小恒定，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。对于电梯从接触弹簧到第一次运动至最低点的过程，下列说法正确的是（ ）
A.电梯和弹簧组成的系统机械能守恒
B.电梯的动能先增大后减小
C.弹簧的弹性势能先增大后减小
D.安全钳和电梯间因摩擦产生的热量等于两者间的滑动摩擦力乘以弹簧的压缩量
9.在水平面上某点固定一个点电荷，在此平面内建立直角坐标系，如图所示，测得点处电场强度方向与轴正方向的夹角为30°，大小，点处电场强度方向与轴正方向重合。已知点坐标为，点坐标为。下列说法正确的是（ ）
A.点电荷所在坐标为 B.点电荷在坐标原点处
C. D.
10.一倾角为30°的圆盘绕垂直盘面的轴以大小为的角速度匀速转动，盘面上有一个离转轴距离为、质量为的物块（可视为质点）随圆盘一起转动（相对于盘面静止）。如图所示，点是物块运动的轨迹圆上的最高点，点是物块运动的轨迹圆上的最低点，重力加速度大小为，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A.物块经过点时受到的静摩擦力大小为
B.物块经过点时受到的静摩擦力大小为
C.物块与盘面间的动摩擦因数可能为
D.若圆盘的角速度继续缓慢增大，则物块最容易与圆盘发生相对滑动的位置为点
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图中，是一个带正电的带电体，系在绝缘丝线上带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）为探究静电力与电荷间距离的关系，保持带电体的位置和电荷量不变，把电荷量_____________（填“相同”或“不同”）的小球系在丝线上，先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。这里用到的实验方法是_______________（填“控制变量法”“理想实验法”或“微小量放大法”）。
（2）实验时丝线悬挂的小球质量为，重力加速度大小为，可认为带电体与小球在同一水平线上，当小球偏离竖直方向的角度为时保持静止，小球所受静电力大小为__________（用、、表示）。
12.（8分）某实验小组用如图甲所示的装置来完成“验证机械能守恒定律”实验，其中为铁架台，为固定在铁架台上的轻质滑轮，为光电门，为固定在物块上、宽度为的遮光条，物块与物块用跨过滑轮的细绳连接。铁架台上标记一位置，并测得该位置与光电门之间的距离为。让遮光条与位置对齐，让物块由静止开始下降，测得遮光条通过光电门时的遮光时间为。实验时测得物块（含遮光条）、的质量分别为、，重力加速度大小为。
（1）遮光条经过光电门时物块的速度大小__________，从物块开始下落到遮光条经过光电门的过程中，物块、构成的系统增加的动能____________，系统减少的重力势能________。（均用题目中给定的物理量符号表示）
（2）改变距离，重复实验，测得各次遮光条的挡光时间，以为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出图像，如图乙所示，该图像的斜率为，在实验误差允许范围内，若___________（用题目中的字母表示）成立，说明系统机械能守恒。
（3）实验时总是测得系统增加的动能略小于减少的重力势能，造成该误差的原因可能是_____________________（任写一种即可）。
13.（10分）如图所示，把电荷量、质量的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上，带正电的物块放置在倾角的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时，小球与物块均静止，此时两者之间的距离。已知静电力常量，小球及物块均可视为点电荷，重力加速度大小，，。求：
（1）小球与物块间的库仑力大小；
（2）物块的电荷量大小；
（3）物块的质量。
14.（13分）如图所示，可视为质点的小球从盒子（厚度和直径不计）正上方处以初速度水平抛出，与此同时盒子以某一初速度（大小未知）被推出，盒子在摩擦力作用下做匀减速直线运动，小球恰好落入盒子中。已知盒子与水平地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，不计空气阻力，求：
（1）小球从抛出到刚落入盒子中的水平位移大小；
（2）小球刚落入盒子中时的速度大小；
（3）盒子的初速度大小。
15.（17分）如图所示，水平轨道的右端贴近同高度的水平传送带的左端，其中段光滑，段粗糙，传送带与固定于竖直面内的光滑半圆形轨道相切于点，点为半圆形轨道的最高点，已知、段长度均为，半圆形轨道的半径，弹簧左端固定在墙壁上，弹簧处于原长状态时其右端在点。用外力将质量的物块（视为质点）压缩弹簧（未拴接）至点并锁定弹簧，撤去外力后物块静止在点，此时弹簧的弹性势能。已知物块与水平轨道、物块与传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。
（1）若传送带始终不转动，解除弹簧的锁定，求物块第一次运动到点时的速度大小，并通过计算判断物块能否通过半圆形轨道的点；
（2）若传送带以的速度顺时针匀速转动，解除弹簧的锁定，求物块第一次运动到点时对半圆形轨道的压力大小；
（3）在第（2）问条件下，求物块第一次在传送带上运动的过程中，物块与传送带间因摩擦产生的热量。
高一物理试题参考答案
1.A 2.C 3.A 4.D 5.B 6.C 7.B 8.BD 9.AD 10.AD
11.（1）相同 控制变量法 （2）
12.（1）
（2）
（3）物块、受到空气阻力（或细绳与滑轮间存在摩擦，答案合理即可）
13.解：（1）对小球受力分析，竖直方向上有
水平方向上有解得
（2）由库仑定律有解得
（3）对物块受力分析，沿斜面方向上有解得
14.解：（1）小球在空中做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得，
（2）小球竖直方向上的分速度
落入盒子中时的速度大小解得
（3）对盒子受力分析，由牛顿第二定律有
小球恰好落入盒中，有解得
15.解：（1）物块从点运动到点，有解得
设物块能通过点且此时轨道对物块的弹力为，物块从点运动到点，有
，
解得，，即物块恰好能通过点。
（2）若物块在传送带上一直做匀减速直线运动，有
解得，可知物块到达点时的速度大小
对物块受力分析有
根据牛顿第三定律有解得
（3）物块在传送带上减速运动的时间
其中，
物块在传送带上减速运动的位移大小
此时间内传送带的位移大小
两者的相对位移大小
物块与传送带间因摩擦产生的热量解得。