2023-2024學(xué)年廣東省高一（下）期末考試物理試題（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年廣東省高一（下）期末考試物理試題一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.如圖所示，實(shí)線為一物體在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲線運(yùn)動的軌跡，當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)時，其速度方向恰好改變了90°，則物體從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動過程中，下列說法正確的是()

A.物體在M點(diǎn)時的速度方向可能水平向右 B.物體所受的水平恒力的方向一定水平向右

C.物體一定做的是勻變速曲線運(yùn)動 D.物體的速率一定是先增大后減小2.河水的流速隨離一側(cè)河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖乙所示。若要以最短時間渡河，則(

)

A.船渡河的最短時間是60s B.船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直

C.船在河水中航行的軌跡是一條直線 D.船在河水中的最大速度是3m/s3.如圖為某高速公路出口的ETC通道示意圖。一汽車駛?cè)胪ǖ?，到達(dá)O點(diǎn)的速度v0=20?m/s，此時開始減速，到達(dá)M點(diǎn)時速度減至v=4?m/s，并以4?m/s的速度勻速通過MN區(qū)，汽車從O運(yùn)動到N共用時10?s，v?t圖像如圖所示，則下列說法正確的是

A.汽車減速運(yùn)動的加速度大小為4?m/s2 B.O、M間中點(diǎn)位置的速度為12?m/s

C.O、M間的距離為32?m D.汽車在ON段平均速度大小為4.2022年左右我國將建成載人空間站，軌道高度距地面約，在軌運(yùn)營10年以上，它將成為中國空間科學(xué)和新技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)的重要基地。設(shè)該空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其運(yùn)動周期為T，軌道半徑為，萬有引力常量為G，地球半徑為R，地球面表重力加速度為?g?。下列說法不正確的是(

)A.地球的質(zhì)量為M=4πB.空間站的線速度大小為v=gr

C.空間站的向心加速度為D.空間站的運(yùn)行周期小于地球自轉(zhuǎn)周期5.如圖所示為兩個固定在同一水平面上的點(diǎn)電荷，距離為d，電荷量分別為+Q和?Q。在它們的水平中垂線上固定一根長為L、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，有一電荷量為+q的小球以初速度v0從管口射入，則小球(

)A.速度先增大后減小 B.受到的庫侖力先做負(fù)功后做正功

C.受到的庫侖力最大值為8kQqdD.管壁對小球的彈力最大值為4kQq6.如圖所示，固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平，質(zhì)點(diǎn)P與半圓軌道的動摩擦因數(shù)處處一樣，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落，經(jīng)過軌道后從b點(diǎn)沖出豎直上升，上升的最大高度為H2，空氣阻力不計(jì)。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)首次從b點(diǎn)上方下落時，下列說法正確的是(

)A.質(zhì)點(diǎn)不能從a點(diǎn)沖出半圓軌道

B.質(zhì)點(diǎn)能從a點(diǎn)沖出半圓軌道，但上升的最大高度?<H2

C.質(zhì)點(diǎn)能從a點(diǎn)沖出半圓軌道，但上升的最大高度?>H2

D.7.如圖所示，半徑為1m的四分之三光滑圓軌道豎直固定在水平地面上，B點(diǎn)為軌道最低點(diǎn)，A點(diǎn)與圓心O等高。質(zhì)量為1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)正上方0.75m處靜止釋放，下落至A點(diǎn)時進(jìn)入圓軌道，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，則(

)A.小球在B點(diǎn)的動能為7.5J

B.小球在A點(diǎn)受到軌道的彈力大小為10N

C.小球上升過程中距地面的最大高度為1.75m

D.小球離開軌道后將落至軌道B點(diǎn)二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場中的電場線的分布情況。一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示，若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是(

)

A.若粒子是從A運(yùn)動到B，則粒子帶正電；若粒子是從B運(yùn)動到A，則粒子帶負(fù)電

B.不論粒子是從A運(yùn)動到B，還是從B運(yùn)動到A，粒子必帶負(fù)電

C.若粒子是從B運(yùn)動到A，則其加速度減小

D.若粒子是從B運(yùn)動到A，則其速度減小9.如圖所示，半徑為R的內(nèi)部光滑的半圓形軌道BC固定在水平面上，與水平面相切于B點(diǎn)，一質(zhì)量為m的小球以初速度v0從距離B點(diǎn)為2R的A點(diǎn)向左運(yùn)動進(jìn)入半圓形軌道，小球從軌道最高點(diǎn)C離開后在空中做平拋運(yùn)動，恰好在A點(diǎn)落地，重力加速度為g，下面說法正確的是(

)A.小球進(jìn)入半圓形軌道后，在半圓形軌道的最低點(diǎn)B處對軌道的壓力等于mg

B.小球在半圓形軌道最高點(diǎn)C處對軌道的壓力為mg

C.小球在半圓形軌道最高點(diǎn)C處對軌道的壓力為0

D.小球落地時速度方向與水平方向夾角的正切值為210.電動汽車以其環(huán)保節(jié)能、加速快等優(yōu)點(diǎn)越來越受到消費(fèi)者的歡迎，為使汽車既有良好的加速性能，又能控制汽車的最大速度，電動汽車的車載智能系統(tǒng)介入汽車行駛過程。如圖所示為某品牌汽車在一次起步時汽車牽引力與速度的關(guān)系，汽車的速度達(dá)到25m/s時電動機(jī)功率達(dá)到最大值256kW。此后車載智能系統(tǒng)逐漸降低電動機(jī)功率，當(dāng)電動機(jī)功率降至最大功率的50%時，汽車達(dá)到最大速度。已知汽車及乘員的總質(zhì)量為1600kg，汽車行駛過程中受到的阻力與速度的關(guān)系為f=kv2(k=1.024N?s2A.汽車的加速度始終在減小 B.汽車的加速度先不變后減小

C.該汽車能達(dá)到的最大速度是100m/s D.汽車速度為25m/s時的加速度為6m/三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。11.圖為某實(shí)驗(yàn)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置，實(shí)驗(yàn)的主要步驟有：A.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上并調(diào)至水平；B.測出擋光條的寬度d；C.分別測出滑塊與擋光條的總質(zhì)量M及托盤與砝碼的總質(zhì)量m；D.將滑塊移至圖示位置，測出擋光條到光電門的距離L；E.由靜止釋放滑塊，讀出擋光條通過光電門的時間t；F.改變擋光條到光電門的距離，重復(fù)步驟D、E，測出多組L和t。已知重力加速度為g，請回答下列問題：(1)本實(shí)驗(yàn)中___________(填“需要”或“不需要”)滿足m遠(yuǎn)小于M。(2)若某次測得擋光條到光電門的距離為L，擋光條通過光電門的時間為t，滑塊由靜止釋放至光電門的過程，系統(tǒng)的重力勢能減少了___________________；若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足___________________。(用實(shí)驗(yàn)步驟中各測量量符號表示)(3)多次改變擋光條到光電門的距離，重復(fù)步驟D、E，測出多組L和t，作出L隨1t2的變化圖像如圖所示，圖線為過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如果在誤差允許的范圍內(nèi)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=_________時，可以判斷槽碼帶動滑塊運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒。(

12.圖甲是某種“研究平拋運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)裝置．斜槽末端口N與小球離地面的高度均為H，實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)P小球從斜槽末端飛出與擋片相碰，立即斷開電路使電磁鐵釋放Q小球，發(fā)現(xiàn)兩小球同時落地，改變H大小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，P、Q仍同時落地。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)條件的說法，正確的有______A.斜槽軌道末段N端必須水平B.P小球可以從斜槽上不同的位置無初速度釋放C.斜槽軌道必須光滑D.P小球每次必須從斜槽上相同的位置無初速度釋放(2)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明______A.兩小球落地速度的大小相同B.P小球在豎直方向的分運(yùn)動與Q小球的運(yùn)動相同C.兩小球在空中運(yùn)動的時間相等D.P小球在水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動(3)若用一張印有小方格(小方格的邊長為L=2.5cm)的紙記錄P小球的軌跡，小球在同一初速平拋運(yùn)動途中的幾個位置如圖乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，則P小球在b處的瞬時速度的大小為vb=四、計(jì)算題：本大題共3小題，共38分。13.捶丸起源于唐代的步打球，是一種以杖擊球的體育活動，類似今天的高爾夫。如圖所示，某次捶丸游戲中游戲者將可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從斜面頂端A點(diǎn)以水平初速度v0=53m/s擊出，小球落到斜面上某點(diǎn)。已知斜面AB的長度L=20m，傾角(1)求小球在空中運(yùn)動的時間t；(2)求小球落到斜面前瞬間的速度大小v1；14.如圖所示，一輕繩連著一小球，懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)把小球拉開一角度后靜止釋放．設(shè)小球質(zhì)量m=3kg，繩長L=4m，小球運(yùn)動的最低點(diǎn)離地高度?=5m．

(1)若小球通過最低點(diǎn)的速度大小為v=2m/s，求此時繩的拉力大??；(2)若輕繩能夠承受的最大拉力為78N，求允許小球通過最低點(diǎn)的最大速率；(3)若以(2)問的最大速率通過最低點(diǎn)時，輕繩恰好斷裂，小球拋出，求小球平拋的水平位移大?。?5.如圖所示，在豎直平面內(nèi)的斜面AB與水平傳送帶的左端平滑連接，水平傳送帶的右端與豎直面內(nèi)圓心角為60°的光滑圓弧軌道CD在最低點(diǎn)C處平滑連接，整個裝置固定。斜面高為2m、傾角為45°，傳動帶BC長為3m，以的速度逆時針轉(zhuǎn)動，圓弧軌道的半徑R=0.4m。將質(zhì)量m為1kg的小物塊P從斜面上靜止釋放，小物塊與斜面和傳送帶的動摩擦因數(shù)μ均為0.2。取重力加速度。求：(1)若P從斜面高1m處釋放，P滑至B處的速度大??；(2)若P從斜面高1m處釋放，物體P運(yùn)動到D處的過程中摩擦力做功的大小；(3)若P從斜面高2m>?>1m的不同位置釋放，以D點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，P從D射出后，這些軌跡的最高點(diǎn)構(gòu)成什么形狀？

答案解析1.C

【解析】A、物體在M點(diǎn)時的速度方向沿軌跡的切線方向，不可能水平向右，故A錯誤；BD、因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)速度方向恰好改變了90°，可以判斷恒力方向應(yīng)為右下方，與初速度的方向夾角要大于90°小于180°，才能出現(xiàn)末速度與初速度垂直的情況，因此速度方向與合力方向先大于90°，后小于90°，速率先減小后增大，故BD錯誤；C、曲線運(yùn)動受到恒力，則物體做勻變速曲線運(yùn)動，故C正確。

2.B

【解析】A.當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，由圖可知河寬為300m，t=dv1B.船的合運(yùn)動時間等于各個分運(yùn)動的時間，沿船頭方向分運(yùn)動時間為t=x1v1，當(dāng)x1最小時，t最小，當(dāng)船頭與河岸垂直時，xC.由于隨水流方向的分速度不斷變化，故合速度的大小和方向也不斷變化，船做曲線運(yùn)動，故C錯誤；D.當(dāng)水流速最大時，船的速度最大，vm=v12+3.A

【解析】A.根據(jù)速度時間圖線的斜率表示加速度，可知，汽車減速運(yùn)動的加速度大小a=?ΔvΔt?=?20?44??m/s2=4m/s2，故A正確；

B.由中間位置速度公式得，OM間中點(diǎn)的速度為：v=v02+v122=202+44.B

【解析】解：A、由萬有引力定律可知：GmMr2=m4π2T2r，解得M=4π2r3GT2，故A正確；

B、由萬有引力定律可知：GmMr2=mv2r，由黃金代換公式可知：GMmR2=mg，解得v=gR2r，故B5.C

【解析】A.電荷量為+q

的小球以初速度v0

從管口射入的過程，因電場力不做功，只有重力做功；根據(jù)動能定理，知速度不斷增加，故A錯誤；

B.小球下落過程中，庫侖力與速度方向垂直，則庫侖力不做功，故B錯誤；

C.在兩個電荷的中垂線的中點(diǎn)，單個電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為：E=kQ(d2)2=4kQd2；根據(jù)矢量的合成法則，則有電場強(qiáng)度最大值為8kQd2，因此電荷量為+q

的小球受到最大庫侖力為8kqQd2，故C正確；6.B

【解析】質(zhì)點(diǎn)第一次在槽中滾動過程，由動能定理得：mg(H?H2)?Wf=0，

Wf為質(zhì)點(diǎn)克服摩擦力做功大小，解得：Wf=12mgH，

故第一次質(zhì)點(diǎn)在槽中滾動損失的機(jī)械能為12mgH；7.D

【解析】A.小球從釋放到最低點(diǎn)，根據(jù)動能定理有mg(?+R)=解得EkB=17.5故A錯誤；B.小球從釋放到A點(diǎn)，根據(jù)動能定理有mg?=在A點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有N=m解得N=15

N故B錯誤；C.設(shè)小球上升過程中距地面最大高度與圓心的連線和豎直方向的夾角為

θ

，則有mg從B點(diǎn)到最高點(diǎn)，根據(jù)動能定理有?mgR(1+解得cos最大高度為?=R(1+cosθ)=1.5故C錯誤；D.假設(shè)小球離開軌道后將落至軌道B點(diǎn)，由C分析可知脫離軌道的速度為v=5根據(jù)斜拋的運(yùn)動規(guī)律可知?=?vx=v解得x=32

可知小球離開軌道后將落至軌道B點(diǎn)，故D正確；故選D。8.BC

【解析】解：AB、根據(jù)做曲線運(yùn)動物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)可知與電場線的方向相反，所以不論粒子是從A運(yùn)動到B，還是從B運(yùn)動到A，粒子必帶負(fù)電，故A錯誤，B正確；

C、電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，所以粒子在B點(diǎn)受到的電場力大，在B點(diǎn)時的加速度較大。所以若粒子是從B運(yùn)動到A，則其加速度減小，故C正確；

D、從B到A過程中電場力與速度方向成銳角，即做正功，動能增大，速度增大，故D錯誤。

故選：BC。

做曲線運(yùn)動物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)，本題中粒子只受電場力，由此可判斷電場力向左，

根據(jù)電場力做功可以判斷電勢能的高低和動能變化情況，加速度的判斷可以根據(jù)電場線的疏密進(jìn)行．

本題以帶電粒子在電場中的運(yùn)動為背景考查了帶電粒子的速度、加速度、動能等物理量的變化情況．

加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，掌握住電場線的特點(diǎn)，即可解決本題．9.CD

【解析】解：BC、離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動，則豎直方向：2R=12gt2

水平方向：2R=vCt，解得：vC=gR

在C點(diǎn)由牛頓第二定律得：F+mg=mvC2R，解得：F=0，由牛頓第三定律知對軌道的壓力為0，故B錯誤C正確；

D、設(shè)小球落地時速度方向與水平方向夾角為θ，則tanθ=vyvC=gtvC=2，故D正確；

A、從B到C的過程由動能定理得：?mg?2R=12mvC2?1210.AD

【解析】AB.汽車的速度達(dá)到

25m/s

前的過程，根據(jù)牛頓第二定律可得a=可知隨著汽車速度的增大，汽車的加速度逐漸減?。黄嚨乃俣冗_(dá)到

25m/s

到最大速度的過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得a′=可知隨著汽車速度的增大，牽引力的減小，汽車的加速度繼續(xù)逐漸減??；故A正確，B錯誤；C.設(shè)汽車能達(dá)到的最大速度為

vm

，此時牽引力等于阻力，電動機(jī)功率降至最大功率的50%50%解得v故C錯誤；D.汽車速度為

25m/s

時，根據(jù)牛頓第二定律可得a=又F聯(lián)立解得a=故D正確。故選AD。11.(1)不需要；(2)

mgL；mgL=1(3)

a(M+m)d

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中需驗(yàn)證砝碼及托盤減少的重力勢能與系統(tǒng)增加的動能是否相等，并不需要測量拉力，故不需要滿足m遠(yuǎn)小于M；(2)滑塊由靜止釋放至光電門的過程，系統(tǒng)的重力勢能減少了，根據(jù)極短時間的平均速度等于瞬時速度，滑塊通過光電門時速度大小為v=dt，系統(tǒng)動能增加了，系統(tǒng)機(jī)械能守恒有，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是mgL=1(3)由(2)可知系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是mgL=12(M+m)圖像的斜率為k=(M+m)d212.(1)AB(2)BC(3)1.25

【解析】(1)A.為使小球從斜槽末端飛出時初速度方向是水平，因此斜槽軌道末段N端必須水平，故A正確；BD.這個實(shí)驗(yàn)只驗(yàn)證小球做平拋運(yùn)動在豎直方向是自由落體運(yùn)動，與水平方向無關(guān)，所以不需要每次實(shí)驗(yàn)小球離開水平槽時初速度相同，小球可以從斜槽上不同的位置無初速度釋放，故B正確，D錯誤；C.斜槽軌道是否光滑，對實(shí)驗(yàn)沒有影響，不需要必須光滑，故C錯誤。故選AB。(2)BCD.該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明：P小球在豎直方向的分運(yùn)動與Q小球的運(yùn)動相同，由于豎直方向的高度相同，所以兩小球在空中運(yùn)動的時間相等，故BC正確，D錯誤；A.當(dāng)小球落地時P小球還有水平方向的速度，則兩小球落地速度的大小不可能相同，故A錯誤。故選BC。(3)P小球在同一初速平拋運(yùn)動，P小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，在水平方向做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向，由勻變速直線運(yùn)動的推論，可有Δy=g代入數(shù)據(jù)解得T=在水平方向的速度v在豎直方向，由中間時刻的瞬時速度等于平均速度，則有v則P小球在b處的瞬時速度的大小為v13.(1)設(shè)小球的位移大小為

x1

x水平方向上有x代入數(shù)據(jù)得小球在空中運(yùn)動的時間t=1s(2)小球落到斜面上時豎直方向的分速度大小v小球落到斜面前瞬間的速度大小v1=

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】14.解：(1)質(zhì)點(diǎn)在最低點(diǎn)