2023-2024學(xué)年河南省項(xiàng)城市第三高級(jí)中學(xué)高一（下）期末考試物理試卷（含解析）

這是一份2023-2024學(xué)年河南省項(xiàng)城市第三高級(jí)中學(xué)高一（下）期末考試物理試卷（含解析），共11頁(yè)。試卷主要包含了單選題，多選題，綜合題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.香蕉球是一項(xiàng)令人驚嘆的足球技術(shù)，球能在空中繞過(guò)防守人員進(jìn)入球門(mén)，圖中所示時(shí)刻空氣對(duì)香蕉球的作用力可能是
A. a方向B. b方向C. c方向D. d方向
2.一條河寬300m，船在靜水中的速度大小為4m/s，水流速度大小為3m/s，則船過(guò)河的最短時(shí)間為( )
A. 100sB. 75sC. 60sD. 43s
3.“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見(jiàn)的技巧。如圖，當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的( )
A. 半徑相等B. 線速度大小相等
C. 向心加速度大小相等D. 角速度大小相等
4.真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，相距為r時(shí)庫(kù)侖力大小為F，若保持r不變，使電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則庫(kù)侖力大小變?yōu)?br>A. F16B. F4C. 4FD. 16F
5.2023年8月10日，我國(guó)成功發(fā)射首顆人工智能衛(wèi)星—地衛(wèi)智能應(yīng)急一號(hào)，標(biāo)志著我國(guó)在人工智能與航天領(lǐng)域的重大突破。假設(shè)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，該衛(wèi)星的周期是地球同步衛(wèi)星周期的1k，則它與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑之比為( )
A. (1k)2B. (1k)23C. (1k)12D. (1k)32
6.一個(gè)小球在空中由靜止自由下落，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于小球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度v、加速度a、重力做功瞬時(shí)功率P、機(jī)械能E隨時(shí)間t變化關(guān)系中，錯(cuò)誤的是( )
A. B. C. D.
7.如圖所示，射水魚(yú)發(fā)現(xiàn)前方有一昆蟲(chóng)，就將嘴露出水面對(duì)昆蟲(chóng)噴水，斜向上射出的水柱恰好水平擊中昆蟲(chóng)。已知魚(yú)嘴距離昆蟲(chóng)d=0.75m，兩者連線與水平方向夾角為θ=37°(sin37°=0.6,cs37°=0.8)，忽略空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 水滴在空中運(yùn)動(dòng)0.5s后擊中昆蟲(chóng)
B. 擊中昆蟲(chóng)時(shí)，水滴速度大小為2m/s
C. 斜向上射出的水柱，初速度大小為3m/s
D. 斜向上射出的水柱，初速度與水平方向夾角為53°
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，將細(xì)線拉到水平位置OP，然后無(wú)初速釋放，不計(jì)空氣阻力。小球擺動(dòng)到達(dá)的最低點(diǎn)為Q。下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 小球從P到Q過(guò)程中，重力做的功是mgL
B. 小球從P到Q過(guò)程中，細(xì)線拉力的功率不斷變大
C. 小球從P到Q過(guò)程中，其重力勢(shì)能的增加量為mgL
D. 小球從P到Q過(guò)程中，重力的功率先增大后減小
9.如圖所示是一對(duì)不等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布圖，圖中兩點(diǎn)電荷連線長(zhǎng)度為2r，左側(cè)點(diǎn)電荷帶電荷量為+2q，右側(cè)點(diǎn)電荷帶電荷量為?q，P、Q兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱。由圖可知( )
A. P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
C. 若將一試探正電荷由M點(diǎn)靜止釋放，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)
D. 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為3kqr2
10.在平直公路上，汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止，v?t圖像如圖所示，設(shè)汽車(chē)的牽引力為F，受到的阻力為f，全程牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則( )
A. F:f=1:3B. W1:W2=1:3C. F:f=4:1D. W1:W2=1:1
三、綜合題：本大題共5小題，共54分。
11.（4分）在“研究小球做平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：
如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)中，觀察到兩球同時(shí)落地，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做_____；如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)光滑斜軌道固定在同一豎直面內(nèi)，滑道末端水平，把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的相同高度由靜止同時(shí)釋放，觀察到球1落到水平板上并擊中球2，這說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做_____
12.（6分）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)”。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)_______。(選填“A”、“B”或“C”)
A.先讓重錘下落，后接通電源 B.先接通電源，后讓重錘下落
C.讓重錘下落的同時(shí)接通電源
(2)若已知本實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量m=1 kg，所用交流電源的頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)得到的紙帶(部分)如圖乙所示，測(cè)量點(diǎn)間距所用單位為cm，g取9.8m/s2則從計(jì)數(shù)點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重錘的重力勢(shì)能減少量為_(kāi)______J。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)因紙帶與限位孔間的摩擦和空氣阻力影響重錘的動(dòng)能增加量一定會(huì)_______(選填“大于”“小于”或“等于”)重錘的重力勢(shì)能減少量。
13.（12分）某人用手將1kg物體由靜止豎直向上提起1m，這時(shí)物體的速度為2m/s，其中當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2，求：
(1)物體在1m處的動(dòng)能；
(2)若取出發(fā)點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，求物體在1m處的重力勢(shì)能。
14.（14分）如圖所示，“好奇號(hào)”火星探測(cè)器于2012年成功登陸火星表面。在登陸火星前，“好奇號(hào)”在距火星表面高度為?的軌道上繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)。已知火星的半徑為R，引力常量為G，忽略其他天體對(duì)探測(cè)器的引力作用，求：
(1)探測(cè)器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大?。?br>(2)火星的質(zhì)量。
15.（18分）如圖所示，一滑板愛(ài)好者總質(zhì)量(包括裝備)為50kg，從以O(shè)為圓心，半徑為R=16m光滑圓弧軌道的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，到達(dá)軌道最低點(diǎn)B后(OB在同一豎直線上)，滑板愛(ài)好者沿水平切線飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，并恰好從C點(diǎn)以平行斜面方向的速度進(jìn)入斜面，若到達(dá)軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力為950N，B和C之間的豎直高度為?=2.4m，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)滑板愛(ài)好者到達(dá)軌道最低點(diǎn)B時(shí)的速度；
(2)滑板愛(ài)好者從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間。
答案解析
1.A
【解析】解：在曲線運(yùn)動(dòng)中，合力的方向總是指向軌跡的凹側(cè)，故A正確、BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
2.B
【解析】當(dāng)船頭垂直河岸運(yùn)動(dòng)時(shí)，渡河時(shí)間最短，則有
d=v船t
解得船過(guò)河的最短時(shí)間為
t=dv船=3004s=75s
故選B。
3.D
【解析】解：A.如圖所示：
P、Q兩點(diǎn)在水平方向做圓周運(yùn)動(dòng)，半徑垂直于轉(zhuǎn)軸，根據(jù)幾何知識(shí)rQ>rP，故A錯(cuò)誤；
D.籃球上的P、Q繞軸做同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等，故D正確；
B.根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系v=rω，因此vQ>vP，故B錯(cuò)誤；
C.根據(jù)向心加速度公式a=rω2，因此aQ>aP，故C錯(cuò)誤。
故選：D。
A.P、Q兩點(diǎn)在水平方向做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何知識(shí)分析P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑的大小；
D.籃球上的P、Q繞軸做同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，據(jù)此分析作答；
B.根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系v=rω分析作答；
C.根據(jù)向心加速度公式a=rω2分析作答。
本題主要考查了圓周運(yùn)動(dòng)半徑的確定、線速度與角速度的關(guān)系、向心加速度公式，理解圓周運(yùn)動(dòng)的兩種傳動(dòng)方式是解題的關(guān)鍵；要區(qū)別求半徑與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。
4.C
【解析】根據(jù)庫(kù)侖定律：F=kq1q2r2，開(kāi)始時(shí)：F=kq?qr2，后來(lái)：F′=k2q?2qr2=4F，故C 正確，ABD 錯(cuò)誤。
5.B
【解析】設(shè)該衛(wèi)星的周期為 T1 ，軌道半徑為 r1 ，地球同步衛(wèi)星周期為 T2 ，軌道半徑為 r2 ，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可得r13T12=r23T22
又題意可得T1T2=1k
聯(lián)立可得該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑之比為r1r2=1k23。
故選B。
6.D
【解析】AB.一個(gè)小球在空中由靜止自由下落，不計(jì)空氣阻力，只受重力作用，加速度等于重力加速度，不隨時(shí)間改變，速度跟時(shí)間關(guān)系為
v=gt
可見(jiàn) v?t 成正比例函數(shù)，故AB正確；
C.重力功率為
P=Wt=mg?t
而
?=12gt2
所以
P=12mg2t
可見(jiàn) P?t ，成正比例函數(shù)，故C正確；
D.小球自由下落后由于忽略空氣阻力，所以小球機(jī)械能守恒，不隨時(shí)間變化而變化，故D錯(cuò)誤。
本題選錯(cuò)誤的，故選D
7.B
【解析】A.由水滴豎直方向的運(yùn)動(dòng)可得dsin37°=12gt2
解得水滴從發(fā)射到擊中昆蟲(chóng)的時(shí)間t=0.3s，故A錯(cuò)誤；
B. 由水滴水平方向的運(yùn)動(dòng)可得dcs37°=v0xt
解得初速度的水平分速度v0x=2m/s，故B正確；
C.由水滴豎直方向的運(yùn)動(dòng)可得初速度的豎直分速度v0y=gt=3m/s
斜向上射出的水柱，初速度大小v0= v0x2+v0y2= 13m/s，故C錯(cuò)誤；
D.斜向上射出的水柱，初速度與水平方向夾角 α ，則tanα=v0yv0x=32
又tan53°=43
斜向上射出的水柱，初速度與水平方向夾角不等于53°，故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.AD
【解析】AC.小球從P到Q過(guò)程中，小球下落高度為L(zhǎng)，所以重力做的功為
WG=mgL
則重力勢(shì)能的減少量為 mgL ，故A正確，C錯(cuò)誤；
B.小球從P到Q過(guò)程中，細(xì)線拉力方向與速度飛行始終垂直，所以細(xì)線拉力的功率一直為零，故B錯(cuò)誤；
D.根據(jù)
P=mgvy
小球從P到Q過(guò)程中，豎直方向分速度先增大后減小，所以重力的功率先增大后減小，故D正確。
故選AD。
9.BD
【解析】A.電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)弱，電場(chǎng)線的切線方向?yàn)殡妶?chǎng)方向，所以P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，A錯(cuò)誤；
B.電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)線越稀疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越小，M點(diǎn)的電場(chǎng)線比N點(diǎn)的電場(chǎng)線密，所以M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，B正確；
C.電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，根據(jù)公式F=qE，故若將一試探正電荷由M點(diǎn)靜止釋放，試探正電荷不會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；
D.左側(cè)點(diǎn)電荷在中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E1=k2qr2，方向水平向右，右側(cè)點(diǎn)電荷在中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E1=kqr2，方向水平向右，則兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=k3qr2，方向水平向右，D正確。
故選BD。
10.CD
【解析】AC.根據(jù) v?t 圖像中圖線圍成的面積表示位移可知，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之前的位移為
x1=12vm
關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之后的位移為
x2=32vm
關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之前，根據(jù)動(dòng)能定理有
F?fx1=12mvm2
關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之后，根據(jù)動(dòng)能定理有
fx2=12mvm2
聯(lián)立解得
F:f=4:1
故A錯(cuò)誤，C正確；
BD.全程牽引力做功為
W1=Fx1
全程克服摩擦力做功為
W2=fx1+x2
聯(lián)立可得
W1:W2=1:1
故B錯(cuò)誤，D正確。
故選CD。
11. 自由落體運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)
【解析】1]用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時(shí)A球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)；
[2]因?yàn)橛^察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，可知球1在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與球2相同，即平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
12.(1) B (2) 1.9 (3)小于
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中，為了避免紙帶上出現(xiàn)大量的空白段，亦為了使打第一個(gè)點(diǎn)的速度為0，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源打點(diǎn)，后釋放紙帶。
故選B。
(2)重錘的重力勢(shì)能減少量為
ΔEp=mg?OB=1.9J
(3)由于紙帶與限位孔間的摩擦和空氣阻力影響，減小的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則重錘的動(dòng)能增加量一定會(huì)小于重錘的重力勢(shì)能減少量。
故答案為：(1) B (2) 1.9 (3)小于
13.(1)根據(jù)動(dòng)能的定義式，可得物體在1m處的動(dòng)能為
Ek= 12mv2=12×1×22J= 2J
(2)根據(jù)重力勢(shì)能的表達(dá)式，可得若取出發(fā)點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，物體在1m處的重力勢(shì)能為
Ep=mg?=1×10×1J= 10J

14.解：(1)由線速度和周期公式得
v=2π(R+?)T
(2)設(shè)火星的質(zhì)量為M、火星探測(cè)器的質(zhì)量為m，火星探測(cè)器由火星的萬(wàn)有引力提供向心力，則有
GMm(R+?)2=m(2πT)2(R+?)
解得：M=4π2(R+?)3GT2
答：(1)探測(cè)器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為2π(R+?)T；
(2)火星的質(zhì)量為4π2(R+?)3GT2。
【解析】(1)探測(cè)器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小等于圓周長(zhǎng)度與周期的比值。
(2)探測(cè)器由火星的萬(wàn)有引力提供向心力，列出方程可求火星的質(zhì)量。
解答本題要掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期的不同表達(dá)形式，要明確探測(cè)器由火星的萬(wàn)有引力提供向心力，且要注意軌道半徑的計(jì)算。
15.(1)根據(jù)牛頓第三定律得，在B點(diǎn)軌道對(duì)物體支持力
FN=950N
根據(jù)牛頓第二定律有
FN?mg=mvB2R
解得到達(dá)軌道最低點(diǎn)B的速度為
vB=12m/s
(2)從B到C，滑雪者做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向上有
?=12gt2
解得從B到C的時(shí)間為
t=2 35s