浙江省绍兴市2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

绍兴市2022学年第二学期高中期末调测高一物理一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列物理量为标量，且单位是国际单位制基本单位的是（）A位移mB.质量kgC.力ND.加速度【答案】B【解析】【详解】A．位移是矢量，m是国际单位制基本单位，故A错误；B．质量是标量，kg是国际单位制基本单位，故B正确；C．力是矢量，N不是国际单位制基本单位，故C错误；D．加速度是矢量，不是国际单位制基本单位，故D错误。故选B。2.下列说法正确的是（）A.卡文迪许通过实验测得了引力常量B.开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C.法拉第首先测出了元电荷的数值D.库仑首先提出了电场的概念【答案】A【解析】【详解】A．卡文迪许通过扭秤实验测得了引力常量，A正确；B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，B错误；C．密立根首先测出了元电荷的数值，C错误；D．法拉第首先提出了电场的概念，D错误。故选A。3.如图所示，空中悬停的无人机突然失去动力而下坠。在下坠过程中，其所受空气阻力大小与下坠速率成正比，则无人机在下坠过程中（） A.做匀速直线运动B.处于超重状态C.重力势能一直减小D.空气阻力可能先做负功，后不做功【答案】C【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律有可知无人机随着速度的增大加速度逐渐减小，无人机做加速度减小的加速直线运动，当时，无人机做匀速直线运动，故A错误；B．无人机有向下的加速度，处于失重状态，故B错误；C．无人机下坠过程中，高度逐渐减小，重力做正功，重力势能一直减小，故C正确；D．空气阻力方向与速度方向相反，一直做负功，故D错误。故选C。4.关于以下教科书中的插图，下列说法正确的是（）A.甲图，用头发碎屑可以模拟电场线，图中的电荷一定带正电荷B.乙图，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶变得清澈透明，其工作原理为静电屏蔽C.丙图，优质的话筒线外面包裹着金属网，是为了增强话筒线的导电性能D.丁图，工作人员给车加油前，触摸一下静电释放器，可将人体的静电释放到大地【答案】D【解析】【详解】A．甲图，用头发碎屑可以模拟电场线，图中的电荷可能带正电荷，也可能带负电，故A错误；B．乙图，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶变得清澈透明，其工作原理为静电除尘，故B错误； C．丙图，优质的话筒线外面包裹着金属网，是利用静电屏蔽防止外部干扰，故C错误；D．丁图，工作人员给车加油前，触摸一下静电释放器，可将人体静电释放到大地，从而避免静电危害，故D正确。故选D。5.如图所示，A、B、C是正三角形的三个顶点，O为三角形的中心，A点和B点分别固定电荷量均为q的负电荷，在O点固定电荷q′后，C点的电场强度恰好为零。电荷q′为（  ）A.正电荷，电荷量为3qB.正电荷，电荷量为C.负电荷，电荷量为qD.负电荷，电荷量为【答案】B【解析】【详解】在A点和B点分别固定一个电荷量均为q的负电荷，它们两个在C点产生的场强为方向由C指向O在O点固定某未知电荷后，C点的电场强度恰好为零，则O点点电荷在C处产生的场强与E大小相等方向相反，则为正电荷，大小为解得故选B。6.第19届亚运会将于2023年9月23日在杭州举行。如图所示为场地自行车运动员训练情景，甲、乙、丙三位运动员骑自行车在赛道转弯处以相同大小的线速度做匀速圆周运动。下列说法正确的是（） A.甲、乙、丙三位运动员的角速度大小相等B.甲、乙、丙三位运动员的向心加速度大小相等C.甲、乙、丙三位运动员受到的合力大小一定相等D.甲、乙、丙三位运动员，运动员甲的转速最大【答案】D【解析】【详解】AD．由题意可知由于三运动员线速度相同，根据可得根据转速与角速度关系可得故A错误，D正确；B．根据可知故B错误；C．三运动员做匀速圆周运动，根据 由于三者质量未知，因此无法判断合力大小，故C错误。故选D。7.高度差一定的两点间可以搭建无数光滑曲线轨道，相同小球由起点静止下滑，若沿某一条曲线轨道运动的小球到达终点用时最短，该曲线称为最速降线。如图所示，三条光滑轨道的起点和终点相同，其中轨道2按最速降线设计，让同一小球分别从各自轨道的起点静止出发，下列说法正确的是起点（）A.小球沿轨道2运动，重力做功最多B.小球沿轨道2运动，重力的平均功率最大C.小球沿轨道2运动，所受支持力做功最多D.小球分别到达各自轨道终点处的速度相同【答案】B【解析】【详解】A．根据重力做功的公式，可知小球在三个轨道下滑时重力做功一样多，故A错误；B．轨道2按最速降线设计，用时最少，根据功率的公式，可知小球沿轨道2运动，重力的平均功率最大，故B正确；C．小球沿轨道2运动，所受支持力做功为0，故C错误；D．速度是矢量，小球分别到达各自轨道终点处的速度方向不同，故D错误；故选B。8.某带电体周围分布的等势线如图所示，a、c是同一条实线上的两点，b是另一条实线上的点，则（）A.a、c两点电场强度的方向可能相同B.质子从b点移至c点，静电力做正功C.电子处于a、b两点时，其电势能在b点时较大D.同一试探电荷依次放在a、b、c三点，在c点时受到的静电力最大【答案】C 【解析】【详解】A．根据电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知a点电场强度方向向左，c点电场强度方向向右，故A错误；B．质子从b点移至c点，由于b点电势小于c点电势，则静电力做功故B错误；C．根据由于b点电势小于a点电势，且电子带负电，则电子电势能在b点时较大，故C正确；D．由图可知，相邻等势面电势差相等，则等势面越密集的地方电场强度越大，可知a、b、c三点的电场强度大小关系为根据可知同一试探电荷依次放在a、b、c三点，在c点时受到的静电力最小，故D错误。故选C。9.2023年5月11日5时16分，天舟六号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱，转为“组合体”飞行。对接前，天舟六号与空间站的轨道如图所示。对接后，“组合体”仍在空间站原轨道运行。天舟六号、空间站、“组合体”绕地球运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.对接前，空间站的线速度大于天舟六号的线速度B.对接前，空间站的向心加速度大于天舟六号的向心加速度C.对接后，组合体绕地球的公转周期大于对接前空间站的公转周期D.天舟六号将来要返回地球，需通过减速来降低轨道【答案】D 【解析】【详解】ABC．根据万有引力提供向心力可得可得，，由于空间站的轨道半径大于天舟六号的轨道半径，可知对接前，空间站的线速度小于天舟六号的线速度，空间站的向心加速度小于天舟六号的向心加速度；对接后，组合体绕地球的公转周期等于对接前空间站的公转周期，故ABC错误；D．天舟六号将来要返回地球，需通过减速来降低轨道，故D正确。故选D。10.刀削面堪称面食一绝。如图所示，厨师将面圈（视为质点）沿锅的某条半径方向水平削出，面圈距锅的高度h=0.3m，与锅沿的最近水平距离L=0.15m，锅可视为半径R=0.25m的半球壳（不计厚度），水面到锅底的距离d=0.1m。不计一切阻力，则（  ）A.能直接落入水中的面圈被削出的最大初速度为2m/sB.能落入锅中的面圈被削出的最大初速度为2m/sC.直接落入水中的面圈，它们的速度变化量可能不同D.落入锅中的面圈，它们在空中的运动时间均相同【答案】A【解析】【详解】A．当落到水的最右侧时，初速度最大，根据几何关系，水平方向位移 竖直方向位移又最大初速度联立解得故A正确；B．根据能落入锅中的面圈被削出的最大初速度联立解得故B错误；C．直接落入水中的面圈，它们的加速度均为重力加速度，速度变化量相同，故C错误；D．落入锅中的面圈，它们离水面竖直高度不同，在空中的运动时间不同，故D错误。故选A。11.歼-35战斗机是我国自主研发的第五代多用途战斗机，其过载可以达到9。过载是指作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比。如战斗机以大小为g的加速度竖直向上加速运动时，其过载就是2。若歼-35战机在一次做俯冲转弯训练时，在最低点时速度大小约为200m/s，过载为5，将飞机的运动轨迹看成圆弧，则飞机转弯可能的最小半径为（）A.600mB.800mC.1000mD.10000m 【答案】C【解析】【详解】对最低点的飞机受力分析，可知飞机受到重力为mg、气动力和发动机推力的合力F，根据牛顿第二定律，可得此时过载为5，所以代入数据解得，飞机的转弯半径r＝1000m故选C。12.光滑水平面（足够大）上的物体受三个沿水平面的恒力F1、F2、F3作用，以速率v沿水平面做匀速直线运动，其俯视图如图所示。其中F1与运动方向垂直，若撤去某个力，其他力不变，下列说法正确的是（）A.撤去F1，物体将做匀速圆周运动B.撤去F2，物体的最小速率可以为零C.撤去F2，物体的速率可以再次为vD.撤去F3，物体的速率可以再次为v【答案】C【解析】【详解】A．撤去F1，则物体受到F2、F3的合力为恒力，且与速度方向不在同一直线上，物体将做匀变速曲线运动，故A错误；BC．撤去F2，则物体受到F1、F3的合力为恒力，且合力方向与初速度方向的夹角大于，物体将做匀变速曲线运动，沿速度方向先做减速后做反向加速运动，垂直速度方向一直做加速运动，物体的最小速率不可能为零，物体的速率可以再次为v，故B错误，C正确；D．撤去F3，则物体受到F1、F2的合力为恒力，且合力方向与初速度方向的夹角小于，物体将做匀变速曲线运动，且速度大小一直增大，则物体的速率不可能再次为v，故D错误。 故选C。13.绍兴轨道交通2号线是我市正在建设的第二条地铁线路。施工中，工人将地面下15m深处的一质量为50kg的箱子吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，箱子的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中的图线为直线。以地面为重力势能零势能面，不计空气阻力，由图像可知，箱子从地面下15m至地面过程中，（）A.动能增加5000JB.重力势能增加12500JC.绳的拉力做功7500JD.绳的拉力大小先增大后不变【答案】A【解析】【详解】AB．箱子从地面下15m至地面过程中，重力势能增加根据由图可知联立可知动能增加故A正确，B错误；C．绳的拉力做功等于箱子的机械能增加量，则有故C错误；D．根据图像的切线斜率表示绳子拉力可知，绳的拉力大小先减小后不变，故D错误。故选A。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14.2023年3月30日，我国成功将宏图一号01卫星组发射升空，并进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。它是由“一颗主星+三颗辅星”构成的卫星组，犹如在太空中飞行的车轮。已知宏图一号卫星组的运行轨道距离地面的高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，由以上信息可知（）A.卫星组的向心加速度等于gB.卫星组的线速度小于7.9km/sC.卫星组的角速度大小为D.卫星组运动的轨道平面可能始终与地球某一经线平面重合【答案】BC【解析】【详解】A．在地球表面由万有引力定律及牛顿第二定律可得由于轨道半径大于地球半径，故卫星组的向心加速度小于g，A错误；B．第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，可知卫星组的线速度小于7.9km/s，B正确；C．对卫星组由引力作为向心力可得联立A解析中的结论可得，卫星组的角速度大小为C正确；D ．由于地球的自转方向与卫星的绕行方向垂直，故卫星组运动的轨道平面不可能始终与地球某一经线平面重合，D错误。故选BC。15.如图是某静电分选器的原理示意图。两竖直放置的正对平行金属板之间为匀强电场，漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，使a带正电、b带负电，然后沿电场中线进入，进入时的速度可认为是零。已知a、b的质量和电荷量分别为m、+q和2m、-q，电场两极板的长度为L，两板间距为，下端距地面的距离为3L。调整两极板间电压大小，使颗粒a恰好从极板边缘离开电场，不计空气阻力、颗粒体积及相互作用力，电场只分布在两板间，下列说法正确的是（）A.a、b两种颗粒在电场中均做类平抛运动B.a、b两种颗粒在电场中所受静电力大小均为C.a、b两种颗粒落地点到O点的距离之比为2∶1D.若a、b两种颗粒落地时动能相等，则两极板间电压【答案】BC【解析】【详解】A．a、b两种颗粒在电场中均受重力和电场力作用，均做匀加速直线运动，A错误；B．在电场中的运动时间为水平方向做匀加速运动 解得a、b两种颗粒的电荷量大小相等，所以电场力大小相等，在电场中所受静电力大小均为，B正确；C．a、b两种颗粒在竖直方向均做自由落体运动，同时出电场，同时落地；出电场前，水平方向根据牛顿第二定律，b的加速度是a的一半，根据，b的水平位移是a的一半；出电场时，根据，b的水平速度是a的一半；出电场后，根据，出电场后至落地，b的水平位移是a的一半；综上所述，a、b两种颗粒落地点到O点的距离之比为2∶1，C正确；D．电场力为在匀强电场中根据题意得解得D错误。故选BC。三、实验题（共14分）16.（1）下列实验中体现了控制变量法的是（）A．研究平抛运动的特点B．探究加速度与力、质量的关系C．探究两个互成角度的力的合成规律D．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 （2）小明同学利用图1所示装置做“探究加速度与力、质量关系”实验。对于该实验，下列说法正确的是（）A．每次改变小车质量后，都需重新补偿阻力B．为了减小实验误差，槽码的质量应远大于小车质量C．处理数据时，在纸带上必须连续5个计时点选取一个计数点D．补偿阻力时，应取下槽码，小车后面的纸带需穿过打点计时器的限位孔（3）该同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，得到纸带如图2所示，纸带中相邻两个计数点之间还有4个点未标出，打下e点时小车的速度大小为________m/s（结果保留两位有效数字）【答案】①.BD##DB②.D③.0.27【解析】【详解】（1）[1]A．研究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故A错误；B．探究加速度与力、质量的关系，采用了控制变量法，故B正确；C．探究两个互成角度的力的合成规律，采用了等效替代法，故C错误；D．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，采用了控制变量法，故D正确。故选BD。（2）[2]A．平衡摩擦力之后，不挂重物时小车受力满足每次改变小车质量后，不挂重物时小车仍能受力平衡，不需要重新补偿阻力，故A错误；B．为了减小实验误差，槽码的质量应远小于小车质量，故B错误；C．处理数据时，为了方便测量和计算，在纸带上可以连续5个计时点选取一个计数点，但不是必须连续5个计时点选取一个计数点，故C错误；D．补偿阻力时，应取下细线与槽码，而小车后面的纸带需穿过限位孔，故D正确。 故选D。（3）[3]纸带中相邻两个计数点之间还有4个点未标出，可知相邻计数点的时间间隔为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，打下e点时小车的速度大小为17.小明同学利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。（1）关于本实验，下列说法正确的是（）A．纸带越短，阻力的影响越小，实验效果越好B．由图1中打点计时器的外观，可选择6V的交流电源C．处理数据时，无需知道当地的重力加速度，可以取g=10m/s2D．处理数据时，必须选择打出的第一个点作为起点进行验证（2）该同学分别用两个形状相同，质量不同的重锤A、B进行实验，记录下落高度和相应的速度大小，作出的图像如图2所示。则重锤A、B的质量大小关系为________（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）由图2中的信息，计算重锤B下落的加速度a，下列表达式正确的是（）A.B.C.D.【答案】①.B②.大于③.C【解析】【详解】（1）[1]A．纸带如果太短，则打点数量很少，通过纸带数据测量长度和计算瞬时速度的误差变大，则纸带不能太短，故A错误； B．由图1中的打点计时器为电磁打点计时器，可选择6V的交流电源，故B正确；C．处理数据时，需要知道当地的重力加速度，不可以取，故C错误；D．验证机械能守恒时，不一定要选择纸带上打出的第一个点作为起点，但如果不选择第一个点作为起点，必须求出打第一个点时的速度，故D错误。故选B。（2）[2]根据动能定理有整理可得所以图像的斜率为两物体形状相同，则所受阻力相同，由于，则重锤A、B的质量大小关系为大于。（3）[3]重锤B下落过程，根据运动学公式可得可知加速度的表达式为相同数据如果选择不同标度时，图像的倾角不同，故加速度表达式不可以用倾角表示。故选C。四、分析计算题（共41分）18.如图所示，用长为L=1.0m的绝缘丝线把一个质量为、带电量为小球，悬挂于竖直放置的平行板电容器的正中间。两板间距离为d=4cm，完全正对时，电容器的电容为C=0.15μF。当平行板电容器与高压直流电源相连，稳定时小球偏离竖直线的距离为x=1.0cm，θ很小时，sinθ≈tanθ。求：（1）平行金属板之间电场强度E的大小；（2）与电容器相连接的电源电压U；（3）电容器的带电量Q。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对小球，根据平衡条件根据题意代入数据联立得（2）与电容器相连接的电源电压U=Ed=（3）电容器的带电量Q=UC=19.如图1所示，在公路的弯道处，通常路面是外高内低的倾斜坡面。已知某品牌汽车质量为，汽车转弯的圆弧半径为，路面与水平面间的夹角为，简化示意图如图2所示。（1）如果汽车在转弯的某一时刻，车轮没有沿斜坡方向的相对运动趋势，求此时汽车的速度大小；（2）如果汽车以速度大小（）匀速转弯，则汽车的向心力由哪些力的合力提供？并求出此时沿倾斜路面方向上的摩擦力大小。 【答案】（1）；（2）汽车的向心力由重力、支持力和静摩擦力的合力提供，【解析】【详解】（1）如果汽车在转弯的某一时刻，车轮没有沿斜坡方向的相对运动趋势，则汽车不受侧向摩擦力，对汽车受力分析如图所示根据牛顿第二定律可得解得此时汽车的速度大小（2）如果汽车以速度大小（）匀速转弯，则汽车的向心力由重力、支持力和静摩擦力的合力提供，受力如图所示竖直方向根据受力平衡可得水平方向根据牛顿第二定律可得 联立解得沿倾斜路面方向上的摩擦力大小为20.如图所示的装置由弧形轨道AB、竖直圆轨道BMND、水平直轨道DE平滑连接而成，圆形轨道末端略错开，分别与弧形轨道和水平直轨道连接，装置固定在水平底座上。已知圆轨道半径R=0.1m，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。质量m=0.1kg的小球从弧形轨道离底座高h处由静止释放。求：（1）若小球恰能通过竖直圆轨道的最高点C，小球在C点的速度大小v0及静止释放的高度h；（2）若h=0.5m，小球经过竖直圆轨道与圆心等高点时，对轨道的压力大小；（3）若竖直圆轨道上部正中央有一段缺口MN，M、N等高，该缺口所对的圆心角为2α，α为何值时，小球完成沿BMND路径运行所需的h最小，并求出h的最小值。【答案】（1），；（2）；（3），【解析】【详解】（1）若小球恰能通过竖直圆轨道的最高点C，重力刚好提供向心力，则有解得小球从静止释放到C点过程，根据动能定理可得解得 （2）若，小球从静止释放到经过竖直圆轨道与圆心等高点，根据动能定理可得小球经过竖直圆轨道与圆心等高点时，根据牛顿第二定律可得联立解得根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为。（3）要使小球飞过缺口经过N点回到圆环，从释放到M点，由动能定理可得从M到N的斜抛过程，有联立可得根据基本不等式可知，当可得有最小值，最小值为21.万有引力定律和库仑定律都满足力与距离平方成反比关系。如图所示，计算物体从距离地球球心r1处，远离至与地心距离r2处，万有引力对物体做功时，由于力的大小随距离而变化，一般需采用微元法。也可采用从r1到r2过程的平均力，即计算做功。已知物体质量为m，地球质量为M，半径为R，引力常量为G。（1）求该物体从距离地心r1处至距离地心r2处的过程中，万有引力对物体做功W； （2）若从地球表面竖直向上发射某物体，试用动能定理推导使物体能运动至距地球无穷远处所需的最小发射速度v0；（3）氢原子是最简单的原子，电子绕原子核做匀速圆周运动与人造卫星绕地球做匀速圆周运动类似。已知电子质量为m，带电量为-e，氢原子核带电量为+e，电子绕核运动半径为r，静电力常量为k，求电子绕核运动的速度v1大小；若要使氢原子电离（使核外电子运动至无穷远，逃出原子核的电场范围），则至少额外需要提供多大的能量ΔE。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）物体从距离地心r1处至距离地心r2处的过程中万有引力平均力大小为万有引力对物体做负功，做功为（2）设某物体质量为m，在地球表面发射时的速度为v，到达距离地心r2处时速度为零，根据动能定理可得可得当趋于无穷大时可得（3）根据库仑力提供向心力可得 解得设核外电子运动至半径为时速度为零，则电子从运动半径r运动到处库仑力做的功为根据动能定理可得解得当趋于无穷大时可得22.小张同学用传感器做“观察电容器的放电”实验，采用的实验电路如图所示。将开关先与“1”端闭合，电容器进行______（选填“充电”或“放电”），再将开关与“2”端闭合。在下列四个图像中，表示通过传感器的电流随时间变化的图像为______。A.B.C.D.【答案】①.充电②.C【解析】【详解】[1]将开关先与“1”端闭合，电容器与电源相连，进行充电。稍后再将开关与“2” 端闭合，电容器放电。