湖北省武汉市东西湖区华中师范大学第一附属中学2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（含答案）

华中师大一附中2023-2024学年度下学期期末检测
高一年级物理试题
时间：75分钟 满分：100分
一、选择题(本题包话10小题.其中第1-7题为单选题，第8-10题为多选题.每小题4分，共40分.单选题有宜仅有一个选项正确，选对得4分，选错或不答得0分.多选题至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.)
1.后羿射日是中国古代的传说故事，描述了后羿用弓箭射下了九个太阳中的八个。假设后羿用力拉开弓，将箭矢水平射出，此过程可以简化为搭箭、拉弓、瞄准和松弦等环节。若忽略空气阻力，对弓和箭矢组成的系统，下列说法中正确的是( )
A.在拉弓的过程中，手臂对系统做负功
B.在瞄准的过程中，箭矢受到弓弦的弹力冲量为0
C.松开弓弦后，系统水平方向上的动量不守恒
D.箭矢射出后的飞行过程中，系统的合外力冲量为0
2.某同学利用自制的实验装置来研究反冲现象。在实验中，取一辆玩具小车，在小车的左侧立一电动风扇，并将小车轻放于阻力较小的水平桌面上。如图甲所示，打开风扇后观察到小车向左运动。继续进行了如下实验步骤(每次实验前，小车与空气均静止)：
①如图乙所示，取一适当大小的硬纸盒立于小车的右侧，打开风扇，观察小车的运动情况；
②如图丙所示，将该硬纸盒调转方向，立于小车的右侧，打开风扇，再次观察小车的运动情况。
你认为下列现象中，最有可能出现的是(( )
A.乙中的小车向左运动 B.乙中的小车向右运动
C.丙中的小车向左运动 D.丙中的小车向右运动
3.如图所示，在半径为R的圆上四等分位置放置点电荷。O点为圆心，M、N分别为直径上到O点距离相同的两点。除N点正右方的点电荷为-Q外，其余点电荷均为+Q。已知静电力常量为k，则下列说法中正确的是( )
A.O点场强大小为 B.M、N两点场强相同
C.M点电势低于N点电势 D.将一正点电荷从M点移动到N点，电势能减少
4.如图所示为不带电的空腔球形导体，将一个带负电的小金属球置于腔内，静电平衡时，图甲中A、B、C三点的电势分别为、、；若将导体外表面接地，静电平衡时，图乙中D、E、F三点的电势分别为、、。则下列关系中正确的是( )
A.>> B.<= C.<< D.<=
5.如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，左端轻放一质量为2kg的小物块，可视为质点。小物块放上传送带时开始计时，其动量随时间的变化如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2，则该过程中传送带对小物块的冲量大小为( )
A.10N·s B.30N·s C.40N·s D.N·s
6.如图所示，物块A、B静止于光滑水平面上，中间连接一轻弹簧，弹簧处于原长状态。B上有一物块C，两者可一起运动。三个物块A、B、C的质量相同，且均可视为质点。现给A水平向右的瞬时冲量，当弹簧的弹性势能达到最大值时，其值为Ep；当弹簧第一次恢复原长时，立即取走C，当弹簧的弹性势能再次达到最大值时，其值为E'p。则Ep和E'p的比值为( )
A.12：1 B.4：3 C.12：17 D.24：19
7.如图所示，绝缘水平面上的A、B、O三点在同一直线上，A、B处分别固定了带电量为Q1、Q2的正点电荷，О处固定一带电量未知的负点电荷。现有-带正电的小球静止于P点，小球可视为点电荷。已知AO：OB=m：1，AP：BP=n：l，p忽略一切摩擦，则Q1：Q2为( )
A.n2：m B.n3：m C.mn2：1 D.mn3：1
8.关于电荷和静电场，下列说法中正确的是( )
A.点电荷周围离点电荷距离相等的地方场强相同
B.点电荷仅在电场力作用下由静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动
C.在确定的电场中移动电荷时，电势能的改变量与零电势点的选取无关
D.孤立导体能储存电荷，它与大地构成一个电容器
9.如图所示，有一小车在光滑水平面上匀速行驶，小车的上表面粗糙，有一观察者坐在车上且始终与车保持相对静止。一小球从某一高度自由下落，与小车发生碰撞后反弹上升。观察者观察到的小球反弹后的上升轨迹可能为( )
A. B. C. D.
10.如图所示，一端固定的长为l的绝缘轻绳悬挂一质量为m的绝缘小球，小球带正电q，可视为质点。初始时，小球静止于Р点，现给空间施加一水平向右的恒定匀强电场，小球恰能到达Q点，此时轻绳与竖直方向成60°角。已知重力加速度为g，则下列说法中正确的是( )
A.该电场的电场强度大小为
B.P、О两点的电势差大小为
C.轻绳对小球的拉力最大时，小球的电势能减
D.轻绳对小球的拉力最大时，绳上的拉力大小为
二、实验题(共16分)
11.利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为电流传感器，V为电压传感器。
(1)如图甲所示，开关S接________(填“1”或者“2”)时，电容器处于充电过程中。
(2)开关S接1，同时开始计时，得到的U-t图像为( )
A. B. C. D.
(3)改接开关，电容器放电。此过程中，得到的I-t图像如图乙所示，则通过R的电荷量约为_______C.(结果保留两位有效数字)。
12.如图甲所示，某课外探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A(含遮光条)总质量m1=120g，滑块B(含遮光条和锁扣)总质量m2=150g。实验中弹射装置每次给滑块A相同的初速度，滑块B初始均处于静止状态，碰后两滑块锁定在一起运动。两滑块上遮光条宽度相同，滑块A的遮光条每次通过光电门1的挡光时间记为，滑块B的遮光条通过光电门2的挡光时间记为。每次给滑块B增加50g配重，记录下滑块B的遮光条相应通过光电门的挡光时间。
(1)验证动量守恒的表达式为_________(用m1、m2、、表示)。
(2)实验记录=1.10ms，请根据表格数据在图上描点并拟合图像，图像的斜率为________g/ms(结果保留三位有效数字)。
m2/g 150 200 250 300 350 400 450
/ms 2.50 2.96 3.42 3.88 4.35 4.81 5.28
(3)若在误差允许范围内，满足图线的斜率约等于_______，且纵轴截距约为，则可认为实验中动量守恒定律成立。(用、表示)
(4)由于测量滑块B(含遮光条和锁扣)总质量时漏记了一个10g砝码的质量，如果其他操作无误，这将导致描绘的实验图像与正确图像相比( )。
A.斜率不变整体上移 B.斜率不变整体下移 C.斜率变小整体上移 D.斜率变大整体下移
三、计算题(请写出必要的文字说明、方程式和重要步u。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.共44分)
13.如图甲所示，质量为m，电荷量为-q(q>0)的电子由电子枪连续发出，初速可忽略不计，经U的电压加速后，沿中心线垂直进入偏转电场，两极板长为L，间距为d。足够大的荧光屏中心为O，离极板距离为l。不计电子重力及电子间相互作用，整个装置置于真空中。
(1)若偏转电压U2恒定，电子能射出平行板，求U的最大值Uzmax；
(2)若偏转电压U2随时间变化规律如图乙所示，其最大值为U0(U014.如图所示，匀质斜面体放在光滑水平地面上，其高和底分别为b和2b。质量为m的可视为质点的小滑块，初始时刻从斜面体顶端由静止开始下滑，运动到斜面底端时，斜面体的位移大小为b，滑块与斜面间因摩擦产生的热量为О。整个过程斜面体不翻转，重力加速度为g。求：
(1)斜面体的质量；
(2)滑块运动到斜面底端时，斜面体速度的大小。
15.如图所示，一竖直固定的足够长的圆直管内有一质量为m的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l。一质量为2m的小球从管的上端口由静止下落，撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力为重力大小的k=9倍。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
(1)第1次碰撞后，小球与圆盘的速度大小、；
(2)第n次碰撞前瞬间小球的速度大小；
(3)若k=0.75，小球第Ⅰ次与圆盘碰撞前瞬间，由静止释放圆盘，求第n次碰撞前瞬间小球的速度大小。(本小问不要求写出计算过程，只写出答案即可)
高一物理期末试题参考答案
一、选择题(共40分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
二、实验题(共16分)
11.(6分，每空2分)(1)1；(2)B；(3)5.5×10-3(5.1×10-3~5.9×10-3均算对)
12.(10分，每项2分)
(1)，(2)1095g/ms；(3)；(4)B
13.(12分)
(1)对电子，加速有
….(1分)
偏转有
…......(1分)
......(1分)
....................…(1分)
能出射.................….(1分)
解得.....(1分)
(2)当时，出偏转场后匀速
.........................................(3分)
解得...............................(2分)
位置范围为О点上下方各..........(1分)
14.(14分)
(1)设斜面体质量为M，由水平动量守恒得
…….......................................….(1分)
对时间累加得
..............…...............…..........…..............(2分)
考虑位移关系
.……......................................................(1分)
解得M=m……............................................................(2分)
(2)设滑块运动到斜面底端时水平分速度大小为，竖直分速度大小为，
分析知可知=.......................................(2分)
设M速度为，则
，…….......................................(2分)
.............................(2分)
解得..................(2分)
16.(18分)
(1)设小球第1次碰前速度为，小球第1次碰后速度为，圆盘第1次碰后速度为，
小球第一次下落
............…(2分)
得
第一次碰撞
.….……(2分)
得...................…(1分)
….....................…(1分)
(2)方法1：归纳
设小球第1，2，...，n-1，n次碰前速度为，，…，，，小球第1，2，...，n-1，n次碰后速度为，，…，，，圆盘第1，2，...，n-1，n次碰后速度为，，…，，，
第一次碰撞后
对盘，由牛二得
…...........…...............................…(1分)
得，向上
减速到零用时为t，
得
减速到零位移为x，
得.............................................…(1分)
同时段内小球的位移为
得.............................…(1分)
故盘停下再与小球碰撞。同理可知每次都是小球先停下再与小球碰撞。
第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，有
即.....................................................…(1分)
解得
之后第二次发生弹性碰撞，
，
得
第二次碰撞后到第三次碰撞时，两者位移相等，有
即
解得.........................................(1分)
同理可得
归纳得，n=1，2，3.....…(1分)
方法2：递推
设小球第1，2，...，n-1，n次碰前速度为，，…，，，小球第1，2，...，n-1，n次碰后速度为，，…，，，圆盘第1，2，...，n-1，n次碰后速度为，，…，，，
第一次碰撞后
对盘，由牛二得.…........................................…(1分)
得，向上
减速到零用时为t，
得
减速到零位移为x，
得.............................................…(1分)
同时段内小球的位移为
得.............................…(1分)
故盘停下再与小球碰撞。同理可知每次都是小球先停下再与小球碰撞。
对第(n-1)次碰撞前后，
得
...................(1分)
第n-1次碰后到第n次碰前，有
对球，位移...................(1分)
解得
，n=1，2，3..…...........(1分)
(3)从第一次碰后开始每隔
再碰，作图可得
，n=1，2，3......................(4分)