2024-2025学年湖南省永州市高一（下）期末质量监测物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年湖南省永州市高一（下）期末质量监测物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，所以学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于物理学中的思想与方法叙述正确的是( )
A. 电场强度E=Fq采用了比值定义法
B. 点电荷利用了极限的思想，现实世界中点电荷是不存在的
C. 库仑扭秤实验和卡文迪什扭秤实验都用了理想模型的思想
D. 实验“用向心力演示仪探究向心力大小与哪些因素有关”采用的主要实验方法是等效替代法
2.如图所示，一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。在两球由高度为ℎ1处下落到高度为ℎ2处的过程中( )
A. 小球的机械能都守恒B. 重力对小球做的功不相等
C. 小球动能的增加量相等D. 小球重力势能的变化量相等
3.如图所示，三条虚线是某电场中的三个等势面，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中实线从A运动到C，下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 该电场一定是由负点电荷产生的
C. 粒子在A处的电势能小于在C处的电势能
D. 粒子从A到C电场力所做的功大于从A到B电场力所做的功
4.2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后按照预定程序与天和核心舱对接。飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示。飞船从圆轨道Ⅰ，通过变轨后，沿椭圆轨道Ⅱ由A处运动到B处，与沿圆轨道Ⅲ运行的核心舱对接，对接后的组合体继续在圆轨道Ⅲ上运行。在上述过程中，下列说法正确的是( )
A. 飞船由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需在B处减速
B. 飞船在轨道Ⅰ上A处的速度大于在轨道Ⅲ上B处的速度
C. 飞船在轨道Ⅰ上A处的加速度小于在轨道Ⅲ上B处的加速度
D. 飞船在轨道Ⅱ上由A到B的时间大于在轨道Ⅲ上运行周期的一半
5.如图甲所示，质量为4kg的物体以18J的初动能在粗糙的水平地面上滑行(不受其他外力)，其动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 物体运动的初速度大小为4.5m/sB. 物体减速到0的时间为4s
C. 物体运动的加速度大小为3m/s²D. 物体所受的摩擦力大小为12N
6.如图所示，真空中a、b、c是边长为L的等边三角形三个顶点，在a、b两点分别固定电荷量为+q的点电荷，在c点固定电荷量为−2 3q的点电荷，O点为三角形中心，M、N、P点为三角形三边中点。设点电荷在某点产生电势为φ=kQr(Q为点电荷电荷量，r为到点电荷的距离)，关于O、M、N、P四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是( )
A. M点和N点电场强度大小相等，电势不同
B. 电子由O点沿直线移动到P点过程中，电势能增大
C. P点电场强度大小为8kq3L2，电势为0
D. O点电场强度大小为6 3+3kqL2，电势为2 3−6kqL
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，半径为R的圆形光滑轨道置于竖直平面内，一小环套在轨道上做圆周运动，圆周上A点与圆心O等高，C是最高点，D是最低点，B是AC之间的某点。重力加速度为g，不考虑空气阻力和一切摩擦。小环做圆周运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 小环经过A点时，轨道对小环的弹力一定指向圆心O
B. 小环经过B点时，轨道对小环的弹力一定由B指向O
C. 小环经过D点时，仅由轨道对小环向上的弹力提供向心力
D. 小环经过C点时，当速度大小为v= gR时，轨道对小环的弹力为零
8.如图所示，质量为175kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止开始启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中受到的阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力为700N
B. 汽车的最大牵引力为700N
C. 8∼18s过程中汽车牵引力做的功为7×104J
D. 8∼18s过程中汽车的位移大小为90m
9.我国宇航员进行了“模拟登陆火星”实验，已知火星半径约为地球半径的12，质量约为地球质量的19。地球表面重力加速度为g，若宇航员在地球表面上能竖直向上跳起的最大高度为ℎ，在忽略火星自转影响的条件下，下列说法正确的是( )
A. 宇航员在火星表面受到的万有引力是地球表面受到的万有引力的23
B. 火星表面的重力加速度为49g
C. 火星第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 23
D. 宇航员以相同的初速度在火星表面上能竖直向上跳起的最大高度为32ℎ
10.如图所示，一轻绳的一端绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2与质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接。已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，直杆与水平面的夹角θ=60 ∘，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，定滑轮O1到C点的距离为L，直杆上D点到C点的距离也为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从C点由静止释放，下列说法正确的是( )
A. 小物块刚释放时，轻绳对小球的拉力大于mg
B. 小物块运动到D点时，小物块与小球的速度大小之比为2:1
C. 小球下降的最大距离为1− 32L
D. 小物块运动到D点时，小物块的速度大小为v= 4 35gL
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某物理兴趣实验小组利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。
(1)先将开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为 (填“从左到右”或“从右到左”)；
(2)再将开关S掷向2让电容器放电，图乙为电容器放电时的I−t图像，已知电容器放电之前的电压为2.0V，图乙中图像与坐标轴围成的面积约38小格，该电容器的实测电容值约为 F(计算结果保留2位有效数字)；
(3)若不改变电路其他参数，只增大电阻R，放电时I−t曲线与坐标轴所围成的面积将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
12.某实验小组利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)除图甲所示器材外，下列器材中，一定需要的是 ；
A.直流电源(8V) B.交流电源(220V,50Hz)
C.刻度尺 D.天平及砝码
(2)图乙为打点计时器打出的一条纸带，打下O点(图中未标出)时，重锤开始下落，纸带的O点附近端与重物相连，a、b、c是打点计时器连续打出的3个点，刻度尺的零刻线与O点对齐，图乙b点对应刻度尺的读数为 cm，打点计时器在打下b点时重锤下落的速度vb= m/s(计算结果保留3位有效数字)；
(3)在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是 ；
A.释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B.做实验时，先释放连接重锤的纸带，再接通打点计时器的电源
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离ℎ，再根据公式v= 2gℎ计算，其中g应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到O点的距离ℎ，利用公式mgℎ计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
(4)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离ℎ，然后利用正确的方法测量并计算打下相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2−ℎ图像去研究机械能是否守恒。若阻力不可忽略，且速度越大，阻力越大，那么v2−ℎ图像应是下图中的 。
A. B．
C. D．
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，小物块A的质量m=2.0kg，物块与坡道间的动摩擦因数μ=316，水平面光滑，坡道顶端距水平面高度ℎ=3.0m，倾角θ=37 ∘，轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点。物块A以初速度v0=2m/s从坡道顶端滑下，从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)物块A滑到O点时的速度大小v；
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能Ep；
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度ℎ′。
14.如图所示，一轻质光滑小圆环Q通过一竖直轻杆悬挂在可绕竖直轴旋转的装置上，一条轻绳穿过小圆环Q，两端分别连接小物块B和小球A，当小球A自然下垂时，小物块B静止在倾角θ=30 ∘的斜面上恰好不下滑。已知Q在水平地面上的投影为O，Q到O点的高度H=1740m，Q与A间的轻绳长度为L=38m，Q与B的连线平行于斜面，小物块B和斜面间的动摩擦因数μ= 312，小球A的质量mA=0.9kg，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求小物块B的质量mB；
(2)现使小球A在水平面内按图中所示做匀速圆周运动，要求小物块B相对斜面不滑动，求轻绳的最大拉力以及小球A转动的最大角速度；
(3)在(2)的条件下，小球A以最大角速度转动时，轻绳突然断裂，求小球A落地时离O点的距离。
15.如图所示，平行金属极板M和N水平放置，两极板的间距为d、长度为1.5d，极板连接恒压电源U=mgdq。半径R=d的光滑固定圆弧轨道ABC竖直放置，轨道左侧A点与N极板右端相接触，B为轨道最低点。现有一质量为m、带电量+q的绝缘小球，从M板左端附近的P点以一定初速度水平射入，小球恰能从A点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道。假设小球可视为质点，不计极板边缘效应和空气阻力，重力加速度取g。
(1)求小球水平射入时的初速度；
(2)求小球通过B点时对轨道的压力；
(3)若将M板上移动一段距离d，P点在原位置保持不变，小球从P点以相同的初速度水平射入，要使小球仍能够从A点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道，求圆弧轨道需要水平方向移动的距离和竖直方向移动的距离。
参考答案
1.A
2.D
3.C
4.B
5.B
6.D
7.AD
8.AC
9.BC
10.BCD
11.从右到左
1.5×10−3
不变

12.BC
19.30/19.29/19.31
1.93/1.92/1.94
AD
A

13.(1)从坡道顶端到O点，根据动能定理，有 mgℎ−μmgcsθℎsinθ=12mv2−12mv02，
解得 v=7m/s；
(2)从O到弹簧有最大压缩量，根据机械能守恒，有 Ep=12mv2，
解得 Ep=49J；
(3)从弹簧最大压缩量到最大高度处，根据动能定理，有 −mgℎ′−μmgcsθℎ′sinθ=0−12mv2，
解得 ℎ′=4925m=1.96m。

14.(1)A自然下垂时，设轻绳拉力为 FT ，对A，根据平衡条件，有 FT=mAg，
对B，根据平衡条件，有 mBgsinθ=μmBgcsθ+FT，
解得 mB=2.4kg；
(2)设轻绳的最大拉力为 F′T ，根据平衡条件，有 F′T=mBgsinθ+μmBgcsθ，
解得 FT′=15N，
设角速度最大时QA间的轻绳与竖直方向的夹角为 α ，
对A，根据牛顿第二定律，有 F′Tsinα=mAω2Lsinα，
解得 ω=203rad/s，
(3)对A，竖直方向，根据平衡条件，有 mAg=F′Tcsα，
A做圆周运动的半径 r=Lsinα，
A做圆周运动的线速度 v=ωr，
剪断轻绳后，A做平抛运动，在竖直方向，有 ℎ=12gt2，
在水平方向，有 x=vt，
平抛的高度 ℎ=H−Lcsα，
距离O的距离 s= x2+r2，
解得 s=0.5m。

15.(1)设小球在极板间运动的加速度为 a1 ，时间为 t ，小球水平射入时的初速度 v0，在竖直方向上，根据牛顿第二定律有 Udq+mg=ma1
解得 a1=2g
根据位移时间公式有 d=12a1t2
解得 t= dg
在水平方向上有 1.5d=v0t
解得 v0=32 gd；
(2)作出粒子在电场中运动的轨迹及从A点出射时的切线，如图所示
根据类平抛运动的特点，可知 MD=12×1.5d=0.75d，AD=d
根据几何关系可知 ∠AMD=θ
则在直角三角形ADM 中有 tanθ=d12×1.5d=43
解得θ=53∘
设小球在A点时的速度为 v1 ，则有 v1=v0csθ=52 gd
设小球 B 点时的速度为 v2 ，小球由A运动到 B ，根据动能定理有 mgR1−csθ=12mv22−12mv12
解得v2= 14120gd
设通过 B 点时轨道对小球的支持力 FN ，根据牛顿第二定律有 FN−mg=mv22R
解得 FN=16120 mg=8.05mg
由牛顿第三定律，小球通过B点时对轨道的压力大小为 8.05mg；
(3)若将M板上移动一段距离 d，设小球在极板间运动的加速度为 a2 ，时间仍为t，根据牛顿第二定律有U2dq+mg=ma2
解得 a2=1.5g
设小球射出极板时竖直方向的速度为 vy1 ，竖直偏移位移为 y ，则有 vy1=a2t=32 gd ， y=12a2t2=34d
小球仍能够从A点沿切线方向进入圆弧轨道，设竖直速度为 vy2 ，则有 vy2=v0tanθ=2 gd ， Δt=vy2−vy1g=12 dg
设圆弧轨道需要水平向右移动的距离 x1 和竖直向下移动的距离 y1 ，则有 x1=v0Δt=34d=0.75d ， y1=vy1+vy22Δt−14d=58d=0.625d。