黑龙江省哈尔滨师范大学青冈实验中学校2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

哈师大青冈实验中学2023—2024学年度期末考试
高一物理试题
一、单选题（每小题4分共28分)
1.如图所示，两个质量均匀分布可看作质点的球体之间的万有引力为，如果将它们之间距离增加为原来两倍，且将其中一个球体的质量减小为原来一半，则两球体之间的万有引力变为
A. B. C. D.
2.关于下列四幅图说法正确的是
A.如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B.如图乙，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，线速度不变，所受的合外力也不变
C.如图丙，直筒洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到离心力
D.如图丁，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨会对轮缘有挤压作用
3.海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，Р为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星从P经M、到N的运动过程中
A.P处绕太阳公转的速度最小
B.M处时绕太阳公转的速度与N处相同
C.从P处运动到M处的时间等于
D.从P处运动到Q处的时间的时间等于
4.如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是
A.
B.
C.正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
D.电子在A点的受力方向与电场线方向相同
5.如图所示，质量为m的苹果从距地面高度为H的树上的A点由静止开始下落，树下有一深度为h的坑，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A.苹果从A点落到坑底的过程中，重力做负功
B.苹果从A点落到坑底的过程中，重力势能减小
C.若以地面为零势能参考平面，苹果在坑底的重力势能为mgh
D.若以地面为零势能参考平面，苹果在A点的重力势能为
6.如图所示，下列判断正确的是
A.甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友机械能守恒
B.乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒
C.丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒
D.丁图中，不计任何阻力和细绳质量时，A、B组成的系统机械能守恒
7.两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上，其中Q2所在位置为坐标原点。将一电子放在x正半轴上，该电子的电势能Ep随位置x变化的曲线如图所示，其中x=x0是电势能为零的点的横坐标，x=x1是电势能为极值的点的横坐标。由图像可知
A.Q2一定带负电
B.两个点电荷可能为同种电荷
C.两个点电荷在x0处的合场强为零
D.Q1带电荷量的绝对值必小于Q2带电荷量的绝对值
二、多选题（每小题6分共18分)
8.质量为4kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速直线运动，2s后撤去F，其运动的速度图像如图所示，g取10m/s2，则下列说法中正确的是
A.拉力F对物体做功300J B.拉力F对物体做功780J
C.摩擦力对物体做功-350J D.合力对物体做功50J
9.喷墨打印机的简化模型如图所示。墨盒可以喷出质量一定的墨汁微粒，经带电室带负电后，以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。已知墨汁微粒所带电荷量的多少由计算机的输入信号按照文字的排列规律进行控制，微粒偏移量越小打在纸上的字迹越小。则从墨汁微粒进入偏转电场开始到打到纸上的过程中(不计墨汁微粒的重力)，以下说法正确的是
A.墨汁微粒的轨迹是抛物线
B.电量相同的墨汁微粒轨迹相同
C.墨汁微粒的运动轨迹与带电量无关
D.减小偏转极板间的电压，可以缩小字迹
10.月球自转周期T与它绕地球匀速圆周运动的公转周期相同，假如“嫦娥四号”卫星在近月轨道（轨道半径近似为月球半径)做匀速圆周运动的周期为T0，如图所示，PQ为月球直径，某时刻Q点离地心O最近，且P、Q、O共线，月球表面的重力加速度为g0，万有引力常量为G，则下列说法正确的是
A.月球质量
B.月球的第一宇宙速度
C.要使“嫦娥四号”卫星在月球的背面P点着陆，需提前减速
D.再经时，P点离地心O最近
三、实验题（本题12分)
11.为验证机械能守恒定律，班级各学习小组分别采用不同的方案进行实验。
(1)用图1装置中重锤的自由下落进行验证。
①下列选项正确的是 ；
A.实验中，必须用天平称出重锤的质量
B.实验时，应先接通电源，然后松开纸带让重锤下落
C.实验中，打点计时器可以使用直流电源
D.重锤下落的高度h用刻度尺直接测量，速度可以用来计算
②实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，实验选用的重锤质量，纸带上打点计时器打下的计数点A、B、C到打下第一点O的距离如图所示，相邻两计数点间还有一个点没有标出。则从O点至打下B点的过程中，重锤动能的增加量为 J。（计算结果保留3位有效数字)
(2)用图2装置在气垫导轨上验证滑块沿斜面下滑过程中机械能守恒，已知滑块质量为m，滑块上遮光条宽度为d，通过光电门时间为t，则滑块从释放到经过光电门过程，动能的增加量为 （用题中所给物理量的字母表示)
(3)用图3装置进行验证，将气垫导轨调成水平，滑块在砝码盘拉力作用下从静止开始运动，遮光条的宽度为d，滑块静止时遮光条到光电门的距离为l，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块总质量为M，当地重力加速度为g。由静止释放滑块，遮光条通过光电门的时间为t。实验中如果满足关系式 （用题中所给物理量的字母表示)，则系统机械能守恒。
四、解答题（12题10分，13题14分，14题18分)
12.如图甲所示，长的轻杆的一端固定在水平转轴O上，另一端固定一质量的小球，小球随轻杆绕转轴在竖直平面内做线速度的匀速圆周运动，重力加速度g取，不计空气阻力。
1)小球运动到最高点时，求轻杆对小球的作用力；
2)小球运动到水平位置A时，求轻杆对小球的作用力大小。
13.2022北京冬奥会期间，复兴号5G智能列车惊艳海外，在世界上首次实现速度300~350km/h的高速自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。设一列质量为m=400t的动车，由静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动，经一段时间达到该功率下的最大速度vm=324km/h，设动车行驶过程所受到的阻力f始终为车重的0.02倍。（g=10m/s2)求：
1)复兴号列车行驶时的恒定功率P；
2)当行驶车速度为108km/h时，列车的瞬时加速度大小。
14.如图所示，在绝缘水平面上的两物块A、B用劲度系数为k的水平绝缘轻质弹簧连接，物块B、C用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A靠在竖直墙边，C在倾角为的长斜面上，滑轮两侧的轻绳分别与水平面和斜面平行。A、B、C的质量分别是m、、，A所带电荷量为，B所带电荷量为，C不带电，滑轮左侧存在着水平向左的匀强电场，整个系统不计一切摩擦，B与滑轮足够远。匀强电场的电场大小为，开始时系统静止。现让C在沿斜面向下的拉力F作用下做加速度大小为的匀加速直线运动，弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g。
1)求初始状态下弹簧的形变量；
2)求A刚要离开墙壁时C的速度大小；
3)接（2)此过程中拉力F所做的功。
参考答案：
1．D2．D3．D4．C5．B6．D7．A8．AC9．BD10．BC
11．(1) B 1.20
(2)
(3)
12．（1），方向竖直向上；（2）
【详解】（1）小球运动到最高点时，根据牛顿第二定律可得
解得
可知轻杆对小球的作用力大小为，方向竖直向上。
（2）小球运动到水平位置A时，水平方向根据牛顿第二定律可得
竖直方向根据受力平衡可得
可知轻杆对小球的作用力大小为
13．（1）7200kw；（2）0.4m/s2
【详解】（1）当列车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则有
又
，
联立解得
（2）当行驶车速度为108km/h时，有
，
根据牛顿第二定律可得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）初始时，对B分析可知
解得弹簧的压缩量
（2）当A刚要离开墙壁时，对A分析
则此过程中C下滑的距离
此时C的速度大小
（3）从开始运动到A刚要离开墙壁时弹簧的弹性势能不变，此过程中根据动能定理
解得，拉力F所做的功