2023-2024学年山西省长治市上党联盟高一（下）期末物理试卷（含答案）

2023-2024学年山西省长治市上党联盟高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列关于生活中的一些静电现象的解释及物理学史的说法正确的是( )
A. 燃气灶的电子点火器点火主要应用了摩擦起电的原理
B. 一些导线内部的导体线芯用一层金属编织网包裹着是利用静电屏蔽的原理降低干扰
C. 元电荷的数值为，最早由英国物理学家密立根通过实验测量得出
D. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系
2.在一场公路自行车比赛中，一名运动员正减速向左转通过一转弯处，则下列关于该运动员此刻的运动的加速度与速度的矢量关系图可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.一固定在水平面上的磁吸式车载手机支架，现牢牢吸住一部手机，手机屏幕正对司机，角度如图所示，始终保持相对静止则该车在水平路面上匀速直线运动时( )
A. 手机所受重力做正功
B. 手机所受的支持力不做功
C. 手机所受摩擦力方向一定沿支架平面向上
D. 手机有可能只受三个力作用
4.如图所示为甲、乙两车均可视为质点在平直公路上沿两平行车道同向行驶的图像已知时甲车在乙车前面处，在时两车恰好相遇则图中与之差等于( )
A.
B.
C.
D.
5.如下图所示，真空中固定一正点电荷，在其附近适当位置由静止释放一带正电的试探电荷。将试探电荷到正点电荷间的距离记为，试探电荷所受静电力记为，则下列四幅图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
6.年月日上午时分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面的南极艾特肯盆地鹊桥二号中继星于月日按计划进入周期为小时环月椭圆“使命轨道”，为嫦娥六号在月球背面进行月球样品采集任务提供通讯支持，如图所示，此次任务完成后，鹊桥二号择机在点调整至小时环月椭圆轨道，为后续月球探测任务提供服务则下列说法正确的是( )
A. 图中椭圆轨道Ⅱ为“使命轨道”
B. 鹊桥二号由“使命轨道”调整到小时环月椭圆轨道，需在点加速
C. 鹊桥二号在轨道Ⅰ上经过点的加速度比在轨道Ⅱ上经过点的加速度大
D. 椭圆轨道Ⅰ的半长轴与椭圆轨道Ⅱ的半长轴之比为
7.如图甲所示是公园里常见的一种叫作“椭圆机”的健身器材，深受人们的喜爱。每边由、、三根连杆以及连杆上的踏板组成。锻炼者的脚放到踏板上，双手握住手柄，可通过手脚一起发力驱动装置转动起来，如图乙所示为“椭圆机”某一时刻所处状态，连杆与地面平行且与连杆的夹角为。该时刻连杆沿着竖直方向，正在顺时针转动，已知连杆的长度为，的长度为且其绕转动的角速度为，则此时连杆绕转动的角速度为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，虚线、、为某电场中的三条电场线，实线为一带电粒子射入电场后，仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、是这条轨迹上的两点，则( )
A. 粒子可能带正电
B. 粒子一定带负电
C. 粒子在点的加速度一定比在点的加速度大
D. 若在点由静止释放一带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线重合
9.如图甲所示，铺设铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨现有一列火车以恒定速率通过一弯道视为水平圆周运动，火车的轮缘恰好不对内、外轨道挤压如图乙所示为转弯时一节车厢内，放在桌面上的水杯与火车保持相对静止，且杯内的水面与轨道所在平面平行，已知火车轨道所在平面与水平面间的夹角为，弯道的转弯半径为，水杯与水的总质量为，重力加速度为则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 水杯对桌面的静摩擦力大小为 D. 水杯对车厢侧壁的压力大小为
10.将一木块可视为质点从距地面处由静止释放，其竖直下落过程中动能及机械能随木块下落高度的变化如图所示，已知重力加速度，则下列说法正确的是以地面为重力势能为零的参考平面( )
A. 图线Ⅰ表示木块机械能变化，图线Ⅱ表示木块动能变化
B. 木块的质量为
C. 整个下落过程中，木块所受的合力做的功为
D. 木块落地前瞬间重力的瞬时功率为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验：
实验前，先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，取下白纸用平滑的曲线连接各点，从而得到小球做平抛运动的轨迹。下列给出的操作步骤中，该实验必需的是______填字母序号；
A.斜槽要尽可能光滑
B.每次实验钢球需要从同一位置由静止释放
C.每次实验，挡板需要下降相同的高度
D.背板必须竖直放置
得到平抛运动的轨迹后，以抛出点为坐标原点，建立平面直角坐标系，水平向右为轴，竖直向下为轴，如图乙所示。已知每个小方格的边长为，已经在轨迹上确定了坐标为的点，若想得到小球水平方向运动的规律，需要再选取纵坐标为_____的点，若点的横坐标为_____，则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12.某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒”的实验。半径均为的光滑半圆轨道和光滑四分之一圆弧轨道固定在同一竖直面内，过部分最高点的切线水平，、、在同一水平面上，在点固定一个力传感器，点在水平地面的投影为，从点正上方足够高的点处由静止释放一个小球，小球沿轨道运动到点通过点的力传感器可测得此时对轨道的压力。已知当地重力加速度为，小球可视为质点
为了完成该实验，还需要测量____________填选项前的字母序号；
A.释放点到的高度
B.小球的质量
C.小球从到的运动时间
若满足关系式___________，则验证机械能守恒定律用题中和所选的测量量的字母符号表示；
多次改变到的高度，使小球始终能通过，测得多组和的数据，以为纵轴、为横轴建立坐标系，作出图像，若图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距大小为___________，图像斜率为___________，则验证实验结论成立。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，、、为竖直平面内等边三角形的三个顶点，现在、点、位于同一水平面上分别固定等量异种点电荷。已知三角形边长为，点电荷电荷量大小为，静电力常量为。
求、两点电荷在点处产生的电场强度；
若在点处放一个质量为为重力加速度、电荷量大小也为的带负电小球可视为点电荷并能保持静止状态，可在三角形所在平面内加一匀强电场，求该匀强电场的电场强度。
14.如图所示，轨道由倾角为的斜面和半径为的半圆弧两部分连接组成，连接点处有一轻质定滑轮，圆心在斜面的延长线上，为圆弧最低点且，斜面的底端固定一挡板。物块、间由一轻质弹簧拴接置于斜面上弹簧平行于斜面，其中紧靠在挡板处，用跨过滑轮的不可伸长的轻绳与小球相连，开始时将小球锁定在处，此时轻绳与斜面平行，且恰好伸直但无张力，、处于静止状态。某时刻解锁小球，当小球沿圆弧运动到最低点时物块未到达点，物块对挡板的作用力恰好为。已知小球的质量为，物块、的质量均为，重力加速度为，小球与物块均可视为质点，不计一切摩擦。求：
弹簧的劲度系数；
小球到达点时，物块、的速度大小。
15.如图所示，在竖直墙面的点系一轻质无弹性的细线，它的另一端系一个可视为质点的小球，在点正下方某位置的点图中未画出固定一颗表面光滑、足够细的钉子。现将小球拉至点，细线与水平面间夹角为，且细线恰好绷直，由静止释放小球，使小球平行于竖直墙面向下运动，当细线碰到钉子后，小球以点为圆心在竖直面内做圆周运动。已知细线长为，小球质量为，重力加速度为，不计空气阻力，小球运动过程中未与墙面接触。
求小球运动到点正下方，细线与钉子碰前瞬间，小球的速度的大小；
求小球运动到点正下方，细线与钉子碰前瞬间，细线上的拉力的大小；
若细线能承受的最大拉力为，要使小球能绕点做完整的圆周运动，求点到点的距离范围。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.


12.



13.根据点电荷电场强度的表达式，、两点电荷在点各自产生的电场强度大小相等，均为
根据电场强度叠加原理，则点处产生的电场强度
方向水平向右。
小球受到重力与点电荷对小球水平向左的电场力的合力为
解得
令与水平向左的电场力方向夹角为 ，则有
解得
小球保持相对静止，则有
解得
根据平衡条件可知，匀强电场对小球的作用力方向与方向相反，小球带负电，则匀强电场方向斜向左下方，与水平方向夹角为 。

14.解锁小球之前，对进行分析有
小球到达点时，对进行分析有
根据几何关系有
解得
小球到达点时，令物块、的速度大小分别为 、 ，则有
根据速度分解有
解得
，

15.令小球释放点关于经过点的水平线的对称点为，小球从到过程做自由落体运动，则有
解得
小球在点的瞬间，绳绷紧，沿绳方向的分速度突变为，垂直于绳的分速度为
解得
之后小球运动到点正下方过程有
解得
细线与钉子碰前瞬间，小球绕点做圆周运动，则有
结合上述解得
令点到点的距离为 ，小球绕点圆周运动的轨道半径为
小球能绕点做完整的圆周运动，则小球需要顺利通过该圆周的最高点，当恰好通过最高点时，在最高点的速度最小，根据牛顿第二定律有
由最低点到最高点过程有
其中
在最低点，根据牛顿第二定律有
其中
解得

第1页，共1页