2022-2023学年广东省茂名市电白区高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年广东省茂名市电白区高一（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  运输机参加抗震救灾，在沿水平向右做匀速直线运动过程中，间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资。下图能正确表示物资着地位置的是地面水平，空气阻力不计(    )

A.
B.
C.
D.

2.  如图所示，一汽艇转弯时仪表盘上显示速度为。已知水面能对汽艇提供的径向阻力最大为重力的倍，重力加速度取，若要使汽艇安全转弯，则最小转弯半径为(    )

A.  B.  C.  D.

3.  年月日为“中国航天日”，主题是“格物致知叩问苍穹”。关于天文、航天中涉及的物理知识，下列说法正确的是(    )

A. 航天员随天和核心舱绕地球运行时，不受力的作用
B. 风云三号卫星绕地球做圆周运动时，其速率可能为
C. 地球从远日点向近日点运动过程中，运动速率增大
D. 风云三号卫星的发射速度可能为
 

4.  蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示，质量的某同学将一根原长的一端固定的弹性绳系在身上，从足够高处由静止跳下，弹性绳可视为轻弹簧，劲度系数为。忽略一切阻力，。该同学在跳下到第一次下落到最低点的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 该同学能体验失重感的高度是
B. 当弹性绳恰好伸直时，绳的弹力为零，该同学的速度最大
C. 在最低点时，该同学处于平衡状态
D. 当王旋下落高度为时速度最大

5.  如图所示为我国少数民族地区使用的一种舂米装置。以点为支点，人用脚踩踏板，另一端的装置会上升，松开脚后，装置会撞击谷槽里面的谷米等。已知，若忽略一切摩擦阻力及杆的重力，关于舂米装置，下列说法正确的是(    )

A. 踏板的线速度大于装置的线速度
B. 装置下降时，踏板的机械能增加
C. 装置下降时减小的重力势能全部转化为踏板的机械能
D. 踩下踏板的过程，人做的功全部转化为装置的重力势能

6.  避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物避免雷击的一种设施。雷雨天当带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，避雷针的顶端通过静电感应会带上大量电荷，在避雷针周围形成电场。图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等。则(    )

A. 避雷针附近的电场是匀强电场
B. 避雷针的顶端带负电
C. 、、、四个等势面中，的电势最低
D. 一带负电的雨滴从乌云中落下，电场力做负功
 

7.  学习完电场一章后，某同学设计了一个寻找点电荷的小游戏，如图所示：点电荷未画出和正方形位于纸面内，点为正方形的几何中心。已知检验电荷在和两点的电势能相同，将该检验电荷分别由、两点移动到点电场力做正功且相等，则下列说法正确的是(    )

A. 点电荷一定位于  点
B. 点电荷一定位于  中点
C. 正方形四个顶点中  点电势最低
D. 将检验 电荷由  点移动到  点电场力作负功

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.  如图所示，质量为的苹果，从离地面高的树上由静止开始落下，树下有一深度为的坑．以地面为零势能参考面，不计空气阻力．下列说法正确的是(    )

A. 苹果落入坑底时动能为
B. 苹果落入坑底时机械能为
C. 苹果落入坑底时重力势能为
D. 整个下落过程苹果重力势能减少了
 

9.  图为某山地等差等高线地形图，图中为一山顶处的平地，为附近另一山峰，为一条山谷，图中数字表示该处的海拔高度，单位为。若此图表示一电场分布情况，数字表示电势的值，下列理解正确的有(    )

 

A. 处附近的电场强度为零
B. 一带电粒子由经到，电势能一定先减小后增大
C. 沿方向的电场强度小于沿方向的电场强度
D. 电子在处的电势能为

10.  红旗渠是世纪年代林县今林州市人民在及其艰难的条件下，近万人仅靠手拉肩打耗时年，从太行山腰修建的引漳入林的水利工程，全长公里，被誉为“世界第八大奇迹”。图是修建时的场景，现将人们推石块的情形简化成图所示的模型，山坡的倾角为。网位农民将质量为的石块从点匀速移到点，前面农民用轻绳拉石块，后面农民沿斜坡向上推，轻绳与斜坡的夹角为。已知间距为，石块所受阻力与正压力之比恒为，重力加速度为，若拉力和推力大小皆为，则下列说法正确的是(    )

 

A. 石块的机械能增加了
B. 摩擦力做功大小为
C. 拉力和推力的功率之和与无关
D. 石块受到的重力、拉力和推力的合力方向与无关

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

11.  如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。

关于本实验，下列说法中正确的是______ 。
A.必须用秒表测出重物下落的时间
B.打点计时器应连接直流电源
C.应先接通电源，后释放纸带
D.验证时，必须测量重物的质量
打点计时器的电源频率为，当地的重力加速度，重物质量为实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打点时，重物的速度为零，、、为另外个连续点，根据图中的数据，可知重物由点运动到点，重力势能减少量 ______ ，在点的动能 ______ 计算结果均保留位有效数字。
实验中发现重物增加的动能总是______ 减少的重力势能选填“大于”、“等于”、“小于”，主要原因是______ 。

12.  某学习小组用如图所示的实验装置验证“绳的拉力对滑块做的功与滑块动能变化的关系”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，细线一端连着滑块，另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮在下方悬挂重物，调节滑轮使细线与导轨平行，重物的重力为，现使滑块从处由静止释放，已知遮光条的宽度，气垫导轨已经调节水平。
为了使绳的拉力约等于重物的重力，应满足的条件为______ 。
实验中除了测量滑块的质量，遮光条通过光电门的时间，还需要测量的物理量是______ 标明所测物理量的名称和符号。
只要关系式满足______ 用已知量和测量量的符号表示，就能完成实验目的。

四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）

13.  如图所示，电荷量分别为、的两带电小球、，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于点，静止时、两球处于同一水平线上，已知点到球的距离、，，静电力常量为，带电小球均可视为点电荷，求：
，两球间的库仑力大小；
，两球的质量之比；
，连线中点处的电场强度大小。

14.  如图所示，半径为的圆轨道固定在竖直平面内，在与水平地面平滑连接．一个质量的小球经压缩的弹簧弹射出去后，通过最高点时对轨道的压力大小等于其重力的倍．不计一切摩擦和空气阻力，取求：
小球在点时的速度大小；
小球落回水平地面上时距点的距离；
弹簧对小球所做的功．

15.  滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来，如图是滑板运动的轨道。和是竖直平面内的两段光滑的圆弧型轨道，的圆心为点，圆心角，半径，与水平轨道垂直，水平轨道的长度，滑板与水平轨道间的动摩擦因数。某运动员从轨道上的点以初速度水平滑出，在点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道，经轨道后冲上轨道，到达点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为，、的竖直高度。重力加速度为，求：
运动员从点运动到点的过程中，到达点时的速度大小；
、的竖直高度；
通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到点？如能，求出回到点时速度的大小。如果不能，求出最后停止的位置距点的距离。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：飞机沿水平向右做匀速直线运动过程中，间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资，物资做平抛运动，由于间隔时间相等，则水平位移也相等，因此落到地面上后间隔的距离相等，按照落地先后顺序排列是，故C正确，ABD错误。
故选：。
从飞机上先后投下投掷四件救灾物资后，救灾物资做平抛运动，根据平抛运动的规律分析即可。
本题考查了平抛运动水平位移的计算及应用，要求学生深刻理解平抛运动的规律。
 

2.【答案】 

【解析】解：汽艇转弯时仪表盘上显示速度为，径向阻力最大为重力的倍，则，根据圆周运动公式，径向阻力提供向心力，即，代入数据解得最小转弯半径为，故A正确，BCD错误；
故选：。
根据汽艇做圆周运动，结合牛顿第二定律列式即可求解。
本题考查汽艇转弯时做圆周运动，应用牛顿第二定律列式即可求解，属于基础题。
 

3.【答案】 

【解析】解：、航天员随天和核心舱绕地球运行时，受到地球的万有引力作用，故A错误；
B、风云三号卫星绕地球做圆周运动时，根据，解得
风云三号卫星绕地球运行的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，可知风云三号卫星绕地球运行的速度小于近地卫星的速度，而近地卫星的线速度大小等于第一宇宙速度，所以风云三号卫星绕地球做圆周运动时，其速率小于，故B错误；
C、地球从远日点向近日点运动过程中，由开普勒第二定律知，其运动速率增大，故C正确；
D、第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，则知风云三号卫星是地球卫星，其发射速度大于地球的第一宇宙速度，因此风云三号卫星的发射速度不可能为，故D错误。
故选：。
航天员随天和核心舱绕地球运行时，仍受到万有引力的作用；根据万有引力提供向心力列式，得到线速度与轨道半径的关系，再分析风云三号卫星的速度大小；地球从远日点向近日点运动过程中，根据开普勒第二定律分析速率变化情况；第一宇宙速度是卫星最小的发射速度。
解答本题时，要知道卫星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，卫星的轨道半径越大，环绕速度越小。
 

4.【答案】 

【解析】解：、弹性绳伸直前，该同学只受重力做自由落体运动。当弹性绳伸直后，受重力和弹力，开始阶段，重力大于弹力，加速度向下，随着弹力的不断增大，做加速度减小的加速运动，当弹力和重力相等时，加速度为零，速度达到最大，接下来弹力大于重力，加速度向上，做加速度增大的减速运动，最后速度减为零，达到最低点。由上分析可知，当弹性绳弹力小于重力时，合力向下，加速度向下，加速下降，处于失重状态，可知该同学能体验失重感的高度大于；在最低点时，弹力大于重力，处于非平衡状态，故AC错误；
、当弹力等于重力时，速度最大，则有，解得：，此时王旋下落高度为，故B错误，D正确。
故选：。
根据加速度方向分析失重还是超重状态；当加速度为零时，速度最大；在最低点时，该同学受力不平衡；根据弹力等于重力时，速度最大，由平衡条件求出此时弹性绳的伸长量，从而得到速度最大时王旋下落的高度。
本题与小球掉在竖直弹簧上类似，要抓住弹力的可变性，分析人的合力变化情况，判断速度变化情况，知道加速度为零时速度最大。
 

5.【答案】 

【解析】解：踏板与装置同轴转动，角速度相同，根据，可知，踏板的线速度小于装置的线速度，故A错误；
B、装置下降时，踏板的动能和重力势能都增加，则踏板的机械能增加，故B正确；
C、装置下降时，装置减小的重力势能转化为装置的动能以及踏板的机械能，故C错误；
D、根据功能关系，踩下踏板的过程，人做的功转化为舂米装置的机械能，不仅仅是装置的重力势能，故D错误。
故选：。
踏板与装置的角速度相同，根据分析两者线速度大小关系。装置下降时，分析能量转化情况，判断踏板的机械能变化情况。踩下踏板的过程，根据功能关系分析人做的功全部与装置的重力势能的关系。
解答本题的关键要明确能量转化情况，根据功能关系分析人做的功与装置机械能变化的关系。
 

6.【答案】 

【解析】解：匀强电场的等势线应是一簇平行线，由图可知避雷针附近的电场显然不是匀强电场，故A错误；
B.乌云带负电，则避雷针的顶端感应出正电荷，带正电，故B错误；
C.乌云带负电，则电场线终止于乌云，根据沿电场线方向电势降低可知、、、等势面中的电势最低，故C正确；
D.有一带负电的雨点从乌云中下落，负电荷从低电势到高电势运动，由可知电场力做正功，故D错误。
故选：。

 

7.【答案】 

【解析】解：、已知检验电荷在和两点的电势能相同说明、两点电势相等，将该检验电荷 分别由 、 两点移动到  点电场力做正功且相等，说明、两点的电势也相等，则电荷要位于中点，且为正电荷，故AB错误；
C、离正电荷越远电势越低，所以点电势最低，故C正确；
D、将检验 电荷由  点移动到  点电场力作正功，故D错误；
故选：。
已知检验电荷在和两点的电势能相同说明、两点电势相等，将该检验电荷 分别由 、 两点移动到  点电场力做正功且相等，说明、两点的电势也相等，则电荷要位于中点，且为正电荷，然后根据电场线和受力分析电势高低和电场力做功。
此题关键是找到等势点，注意点电荷等势面为一个个的同心球面，找到球心即为点电荷的位置。
 

8.【答案】 

【解析】解：、根据机械能守恒定律可知，苹果落入坑底时动能为；故A正确；
B、物体开始时的机械能为：；因下落过程中机械能守恒，故落入坑底时的机械能为；故 B错误
C、以地面为零势能面，故落入坑底时的重力势能为；故C错误；
D、整个过程中高度下降了，故整个下落过程中，重力势能减少了；故 D正确；
故选：．
根据物体所在高度相对于零势能面的高度即可确定对应的重力势能；
整个过程中苹果的机械能守恒，在任何一个地方的机械能都是相同的，求得其中一个点的机械能即可；
根据机械能守恒定律可明确下落到坑底时的动能．
本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件即可，同时注意明确重力势能与零势能面之间的关系．
 

9.【答案】 

【解析】

【分析】
结合地理等高线的特点，对比等势线的特点进行判断；从到到，由于不知道带电粒子带何种电荷，则无法判断电场力对带电粒子做正功还是负功，则电势能的变化情况不确定；电场线的疏密表示场强的大小，则沿方向的电场强度小于沿方向的电场强度。
本题结合地理知识点考查等势面问题，关键掌握等势面的特点，如等势面的疏密也可以表示场强的大小等。

【解答】
A、根据地理上等高线的特点可知，为一山顶处的平地，处附近没等高线，等高线表示电场的分布，则处附近的电场强度为零，故A正确。
B、因为，，但是不知道带电粒子带何种电荷，则无法判断电场力对带电粒子做正功还是负功，则电势能的变化情况不确定，故B错误。
C、等差等势面密的位置，电场线分布密，电场线的疏密表示场强的大小，则沿方向的电场强度小于沿方向的电场强度，故C正确。
D、电子在处的电势能为，故D错误。
故选AC。  

10.【答案】 

【解析】解：、石块从点匀速移到点，动能不变，机械能的增加即重力势能的增加，则有，故A正确；
B、对石块受力分析，如图所示。在垂直于斜面方向，根据共点力平衡条件有


则石块受到的摩擦力大小为
摩擦力做功大小为，故B正确；
C、根据功率的计算公式可知拉力和推力的功率之和为，可知拉力和推力的功率之和与有关，故C错误；
D、石块受到的重力、拉力和推力的合力与摩擦力和弹力的合力大小相等，方向相反；根据摩擦力的公式有，则有，为定值，可知摩擦力和弹力的合力方向与无关，所以石块受到的重力、拉力和推力的合力方向与无关，故D正确。
故选：。
石块从点匀速移到点，机械能的增加等于重力势能的增加，根据求解机械能增加量；根据共点力平衡条件和滑动摩擦力公式求出滑动摩擦力大小，再求摩擦力做功大小；根据功率公式列出拉力和推力的功率之和，再分析与的关系；分析石块的受力情况，利用平衡条件推论分析重力、拉力和推力的合力方向与摩擦力和弹力的合力的关系，即可判断重力、拉力和推力的合力方向与有无关系。
解答本题的关键要正确分析石块的受力情况，由平衡条件和摩擦力公式相结合得到摩擦力大小。要熟练运用平衡条件的推论分析重力、拉力和推力的合力与摩擦力和弹力的合力关系。
 

11.【答案】      小于  重物及纸带在下落时受到阻力 

【解析】解：实验中用打点计时器，则不需要用秒表测量时间，故A错误；
B.打点计时器应连接交流电源，故B错误；
C.应先接通电源，后释放纸带，故C正确；
D.要验证的关系是，两边消掉了，则验证时，不需要测量重物的质量，故D错误。
故选：。
重力势能减小量为：
打点时的速度为：
在点的动能为：
实验中发现重物增加的动能总是小于减少的重力势能，主要原因是重物及纸带在下落时受到阻力。
故答案为：；；；小于；重物及纸带在下落时受到阻力
根据实验原理与操作规范分析作答；
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，求解点速度，根据重力势能与动能的公式解答；
重物在下落过程中，要克服阻力做功，据此分析作答。
本题主要考查了“验证机械能守恒定律”，要明确实验原理，知道误差产生的原因。
 

12.【答案】滑块的质量远大于重物的质量  重物的质量、遮光条的宽度、滑块释放位置到光电门的距离   

【解析】解：设滑块的质量为，重物的质量为，由牛顿第二定律得：
对滑块和重物整体：
对滑块：
解得：
当时，因此实验需要满足的条件是：滑块的质量远大于重物的质量。
设遮光条的宽度为，很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块经过光电门时的速度大小
设与间的距离为，设重物的质量为，从释放滑块到滑块经过光电门过程，对滑块，由动能定理得：，
整理得：，除、外，还需要测量：重物的质量、遮光条的宽度、滑块释放位置到光电门的距离
由可知，实验需要验证的表达式是。
故答案为：滑块的质量远大于重物的质量；重物的质量、遮光条的宽度、滑块释放位置到光电门的距离；。
应用牛顿第二定律求出实验需要满足的条件。
根据动能定理求出实验需要验证的表达式，然后分析答题。
解题时要注意实验原理的理解，根据很短时间内的平均速度等于瞬时速度可以求出滑块经过光电门时的速度，应用动能定理即可解题。
 

13.【答案】解：由几何关系可知，、间距离为

由库仑定律可知，，两球间的库仑力大小为

对球，由平衡条件可得

对球，由平衡条件得

联立解得

根据点电荷场强表达式，可知，连线中点处的电场强度大小为

答：，两球间的库仑力大小为；
，两球的质量之比；
，连线中点处的电场强度大小为。 

【解析】依据库仑定律，结合几何关系，即可求解、两球间的库仑力大小；
根据受力分析，依据矢量的合成法则，即可求解、两球的质量之比；
根据求解电场强度大小。
考查库仑定律的内容，掌握矢量的合成法则，及三角知识与几何关系的应用，同时注意库仑力与各自电量多少无关。
 

14.【答案】解：在点，由牛顿第二定律得：
       
据题有：，
代入数据解得：；
小球离开后做平抛运动，
在竖直方向上：
水平方向：
代入数据解得：；
从小球开始运动到点过程中，由动能定理得：
   
解得弹簧对小球所做的功
答：
小球在点时的速度大小是；
小球落回水平地面上时距点的距离是；
弹簧对小球所做的功是． 

【解析】小球在点时，由合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出小球到达点的速度．
小球离开圆轨道后做平抛运动，由平抛运动规律可以求出水平位移．
从小球开始运动到点过程中，由动能定理可以求出弹簧对小球做的功．
本题的关键要分析清楚小球的运动过程，知道圆周运动的向心力来源，应用牛顿第二定律、平抛运动规律、能量守恒定律即可正确解题．
 

15.【答案】解：运动员由到做平抛运动，则竖直方向

解得：
由于在点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道，则有

解得：
对运动员由到的过程，由动能定理得

解得：
假设运动员可以回到点，且速度为，则对运动员由到的过程，由动能定理得：

方程无解，由上可知，假设不成立，运动员不能回到点。
设运动员在段滑行的总路程为，运动员从到最终停止，全过程由动能定理有

解得：
所以最后停止的位置距点的距离为
答：到达点时的速度大小为；
、的竖直高度为；
第一次返回时，运动员不能回到点，最后停止的位置距点的距离为。 

【解析】运动员由到做平抛运动，由求出运动员到达点时竖直方向的分速度，再求到达点时的速度大小；
对运动员由到的过程，运用动能定理求。
假设运动员可以回到点，对运动员由到的过程，运用动能定理求出运动员回到点的速度，再求最后停止的位置距点的距离。
本题考查平抛运动和动能定理的应用。利用动能定理解题时，要注意选择研究过程，确定初末状态。