河南省新鄉(xiāng)市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末測試物理試題（含解析）

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物理

考生注意：

1.本試卷分選擇題和非選擇題，共100分。考試時(shí)間75分鐘。

2.請將各題答案填寫在答題卡上。

3.本試卷主要考試內(nèi)容：人教版必修第二冊，必修第三冊第九章。

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

1.如圖所示，小聰、小明和小張同學(xué)分別在同一直線上的A、B、C三個(gè)位置投擲籃球，若籃球出手時(shí)高度相同，結(jié)果都垂直擊中豎直籃板，籃球在空中經(jīng)歷的時(shí)間分別為、、，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A.B.C.D.

2.如圖甲所示，小球在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，懸點(diǎn)為，軌跡圓的最低點(diǎn)為；如圖乙所示，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸點(diǎn)為，軌跡圓的圓心為，兩小球均視為質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是（）

甲乙

A.甲圖中小球的向心力由重力來提供

B.乙圖中小球的向心力由重力與懸線拉力的合力來提供

C.甲圖中的向心加速度方向指向

D.乙圖中的向心加速度方向指向

3.如圖所示，物體與豎直放置的輕質(zhì)彈簧相連且處于靜止?fàn)顟B(tài)。若對物體施一豎直向上的拉力F，使其緩慢向上運(yùn)動(dòng)至彈簧恢復(fù)原長，則在該過程中（）

A.物體的重力勢能一直增大B.物體的機(jī)械能守恒

C.彈簧的彈性勢能先減小后增大D.拉力F對物體先做正功，后做負(fù)功

4.如圖所示，在真空中O點(diǎn)固定一帶正電的點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點(diǎn)，aO與ab的夾角為60°，bO與ba的夾角為30°。下列說法正確的是（）

A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)閺腶指向O

B.若在a點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷，則所放的檢驗(yàn)電荷的電荷量越大，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度越大

C.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度

D.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等

5.如圖所示，一顆行星和一顆彗星繞同一恒星運(yùn)行的軌道分別為A和B，其中A是半徑為R的圓軌道，B是長軸為2R（Q點(diǎn)離恒星近）的橢圓軌道。P點(diǎn)為兩軌道的交點(diǎn)，不考慮行星與彗星間的萬有引力，下列說法正確的是（）

A.彗星和行星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度相同B.彗星和行星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度相同

C.彗星和行星繞恒星運(yùn)動(dòng)的周期不相同D.彗星從Q運(yùn)動(dòng)到的過程中，機(jī)械能一直增大

6.一艘小船從河岸A處出發(fā)渡河，若小船保持船頭與河岸垂直，則經(jīng)過40s到達(dá)正對岸下游120m的C處，如圖所示。若小船船頭保持與河岸成角方向行駛，則經(jīng)過50s恰好到達(dá)正對岸的B處。小船在靜水中的速度大小和水流速度均不變，下列說法正確的是（）

A.水流速度大小為4m/sB.船在靜水中的速度大小為3m/s

C.河寬為150mD.

7.如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球（視為質(zhì)點(diǎn)），現(xiàn)讓小球繞定點(diǎn)O在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過最高點(diǎn)的速度大小為v，此時(shí)輕桿對小球的作用力大小為，（設(shè)豎直向上為正）與速度的平方的關(guān)系如圖乙所示。取重力加速度大小，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（）

甲乙

A.小球的質(zhì)量為0.1kg

B.輕桿的長度為0.2m

C.當(dāng)輕桿水平時(shí)，小球的加速度大小為

D.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，輕桿對小球的彈力大小可能小于1N

8.如圖所示，汽車從拱形橋上的A點(diǎn)勻速率運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，B點(diǎn)的位置比A點(diǎn)的位置高，在該過程中（）

A.汽車受到的合力對汽車不做功

B.汽車的牽引力做的功與汽車克服摩擦力做的功相等

C.汽車的牽引力做的功與汽車克服受到的重力做的功相等

D.汽車所受重力做功的瞬時(shí)功率一直在變化

9.如圖所示，在a、b兩點(diǎn)固定著兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，c、d兩點(diǎn)將a、b兩點(diǎn)的連線三等分，e、f是a、b兩點(diǎn)連線的中垂線上的兩點(diǎn)，且e、f到a、b兩點(diǎn)連線的距離相等，則（）

A.將一帶正電的檢驗(yàn)電荷從c點(diǎn)由靜止釋放，該檢驗(yàn)電荷從c運(yùn)動(dòng)到d的過程中加速度一直增大

B.將一帶正電的檢驗(yàn)電荷從c點(diǎn)由靜止釋放，該檢驗(yàn)電荷從c運(yùn)動(dòng)到d的過程中速度一直增大

C.帶正電的檢驗(yàn)電荷在e點(diǎn)的加速度方向平行于c、d連線向右

D.帶正電的檢驗(yàn)電荷在e點(diǎn)的加速度方向?yàn)橛蒭指向f

10.我國現(xiàn)已從航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)，目前中國已經(jīng)建立了自己的空間站，探月三期工程已經(jīng)結(jié)束，下一步將著手月球基地的建立。若我國航天員在月球上登陸后，以速率豎直上拋一小球，上升的最大高度為h，已知月球的半徑為R，引力常量為G，月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T，忽略月球的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）

A.月球表面的重力加速度大小B.月球的質(zhì)量

C.月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小D.月球的第一宇宙速度大小為

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11.（6分）在某星球上用如圖甲所示的裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。在鐵架臺(tái)的懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)被燒斷，之后小球做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)利用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝，在有坐標(biāo)紙的背景屏前拍下了小球做平拋運(yùn)動(dòng)的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示。a、b、c、d、e為連續(xù)五次拍下的小球位置，已知照相機(jī)拍照的頻率為10Hz，該照片的長度與實(shí)際背景屏的長度之比為。計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。

甲乙

（1）為了得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用________（填“直線”、“折線”或“平滑曲線”）連接各點(diǎn)。

（2）根據(jù)上述信息，可知點(diǎn)________（填“是”或“不是”）小球平拋的起點(diǎn)；該星球表面的重力加速度大小為________。

（3）小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為________m/s。

12.（8分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

甲乙

（1）為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中在任意兩點(diǎn)間的________。

A.速度變化量和高度變化量

B.速度變化量和勢能變化量

C.動(dòng)能變化量和勢能變化量

（2）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為、、。

已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過程中，重物重力勢能的減少量________，動(dòng)能的增加量________

（3）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重物重力勢能的減少量大于其動(dòng)能的增加量，其原因是________。（寫出一條即可）

13.（10分）在A、B兩點(diǎn)分別固定一帶電荷量為（）和的點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)間的距離為r。D為AB延長線上的點(diǎn)，且D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為r，靜電力常量為k。

（1）求D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大??；

（2）一不帶電的點(diǎn)電荷C先與B處的點(diǎn)電荷接觸，再與A處的點(diǎn)電荷接觸，之后把點(diǎn)電荷C移走，求A、B兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小。

14.（13分）如圖所示，半徑的細(xì)光滑圓弧管道豎直固定在水平地面上，B、C為管道的兩端，C點(diǎn)與圓心O的連線CO豎直。一質(zhì)量、直徑略小于管道內(nèi)徑的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)由靜止釋放，小球從C端飛出時(shí)恰好對管道無作用力。取重力加速度大小，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）A點(diǎn)距離地面的高度h；

（2）小球從C點(diǎn)飛出后的落地點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離x。

15.（17分）如圖所示，水平放置的圓盤的半徑，在其邊緣D點(diǎn)固定一個(gè)小桶（視為質(zhì)點(diǎn)），在圓盤直徑CD的左上方放置一條水平的滑道AB，滑道AB與CD平行，滑道的右端B在C點(diǎn)的正上方，其高度差。在滑道左端靜止放置一質(zhì)量的滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)），滑塊與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。當(dāng)用大小的拉力水平向右拉動(dòng)滑塊時(shí)，圓盤從圖示位置開始以轉(zhuǎn)速繞盤心O在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力作用一段時(shí)間后撤掉，滑塊在滑道上繼續(xù)滑行，從B點(diǎn)水平拋出，恰好落入小桶內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度大小，。

（1）求拉力作用的最短時(shí)間；

（2）滑塊落入桶中后立即隨桶一起運(yùn)動(dòng)，圓盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大，求在圓盤轉(zhuǎn)速從逐漸增大到的過程中，小桶對滑塊做的功。

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物理參考答案

1.D【解析】籃球的末速度垂直于籃板，其逆運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng)，籃球在空中上升的高度相同，由可知，籃球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即，選項(xiàng)D正確。

2.B【解析】題圖甲中的小球的向心力由拉力和重力沿懸線方向的分力的合力來提供，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題圖乙中小球的向心力由重力和懸線拉力的合力來提供，選項(xiàng)B正確；題圖甲中小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為，所以題圖甲中的向心加速度方向指向，題圖乙中小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為，題圖乙中的向心加速度方向指向，選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤。

3.A【解析】物體向上運(yùn)動(dòng)過程中，拉力F和彈簧一直對物體做正功，物體的重力勢能和機(jī)械能都一直增大，選項(xiàng)A正確，B、D錯(cuò)誤；彈簧的彈性勢能一直減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

4.C【解析】因?yàn)辄c(diǎn)電荷帶正電，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)閺腛指向a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由可知，到O點(diǎn)的距離越大，電場強(qiáng)度越小，與所放的檢驗(yàn)電荷無關(guān)，選項(xiàng)B、D均錯(cuò)誤，C正確。

5.B【解析】兩星體經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大小有可能相等，但速度方向肯定是不同的，故速度不可能相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖可知，行星和彗星在P點(diǎn)時(shí)到恒星的距離相同，由，可知行星和彗星在P點(diǎn)時(shí)的加速度相同，選項(xiàng)B正確；因圓形軌道的半徑和橢圓軌道的半長軸相等，則由開普勒第三定律可知，彗星體運(yùn)動(dòng)的周期相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彗星從Q運(yùn)動(dòng)到的過程中，只有萬有引力做功，其機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

6.D【解析】小船保持船頭與河岸垂直，沿河岸方向有，解得，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)幾何關(guān)系可知，小船的合位移垂直河岸時(shí)，小船垂直河岸的分速度大小，，又，解得，，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤；，選項(xiàng)D正確。

7.A【解析】由題圖可知，當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度為零時(shí)，有，解得小球的質(zhì)量，選項(xiàng)A正確；當(dāng)輕桿對小球無作用力時(shí)，，其中，輕桿的長度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)輕桿水平時(shí)，小球受到重力和拉力，小球的加速度大小不為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由，可知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

8.AD【解析】因?yàn)槠嚨乃俾什蛔儯瑒?dòng)能變化為零，汽車受到的合力對汽車不做功，選項(xiàng)A正確；根據(jù)動(dòng)能定理有，即汽車的牽引力做的功等于汽車克服重力做的功與克服摩擦力做的功之和，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤；重力的功率，汽車的速率不變，但是速度方向與豎直方向的夾角時(shí)刻在變，重力的功率在變化，選項(xiàng)D正確。

9.BC【解析】c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向相同，故該檢驗(yàn)電荷從c運(yùn)動(dòng)到d的過程中加速度先增大后減小，速度一直增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；e點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向平行于C、d連線向右，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤。

10.AD【解析】月球表面的重力加速度大小，選項(xiàng)A正確；根據(jù)，解得月球的質(zhì)量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由，解得月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)，解得月球的第一宇宙速度大小，選項(xiàng)D正確。

11.（1）平滑曲線（1分）（2）不是（1分）10（2分）（3）2.0（2分）

【解析】（1）軌跡為平滑的曲線。

（2）由于水平間距相等，時(shí)間間隔相同，從平拋起點(diǎn)開始豎直高度之比應(yīng)為，所以點(diǎn)不是平拋的起點(diǎn)；頻率為，周期為，根據(jù)，解得。

（3）。

12.（1）C（2分）

（2）（2分）（2分）

（3）存在空氣阻力，紙帶與儀器之間存在摩擦力等（2分）

【解析】（1）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，需測量勢能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化量，選項(xiàng)C正確。

（2）在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過程中，重物重力勢能的減少量，打下點(diǎn)B時(shí)重物的速度等于從打下點(diǎn)A到打下點(diǎn)C這段時(shí)間內(nèi)重物的平均速度，，所以其動(dòng)能的增加量。

（3）空氣阻力、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦力，都會(huì)做負(fù)功，使重物的機(jī)械能減少。

13.解：（1）設(shè)兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為、，有（2分），（2分）

D點(diǎn)的電場強(qiáng)度（2分）

負(fù)號表示方向由D指向A，即D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為。（1分）

（2）點(diǎn)電荷C與A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷接觸后，A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷所帶的電荷量分別為、（1分），

此時(shí)A、B兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小。（2分）

14.解：（1）小球在C點(diǎn)時(shí)，由受力分析可知（2分），解得（1分）

小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒定律可知（2分）

解得。（2分）

（2）小球從C點(diǎn)飛出后，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)