湖南省长沙市明德中学2022-2023学年高一物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

明德中学2023年上学期期末考试高一年级物理试卷2023年7月时量：75分钟满分：100分命题：审定：一、选择题：（本题共6小题，每题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求的）1．打弹弓是一款传统游戏，如图所示，一表演者将弹丸竖直向上射出后，弹丸上升过程中在最初1s内上升的高度与最后1s内上升的高度之比为7:1，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则弹丸在上升过程中最初1s内中间时刻的速度大小和上升的最大高度分别为（　　）  A．45m/s；125mB．45m/s；80mC．35m/s；80mD．35m/s；125m【答案】C【详解】射出的弹丸做竖直上抛运动，可看成自由落体运动的逆运动，由运动学公式弹丸最后内下落的高度则最初内下落的高度最初内中间时刻的速度弹丸自由下落的时间弹丸下落的总高度则弹丸上升的最大高度为。故选C。2.质量为5kg的质点在xOy平面内运动，时刻质点位于坐标原点，在x方向的速度一时间图像和y方向的位移—时间图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）A．质点的初速度大小为3m/sB．质点所受的合外力大小为7.5N，做匀变速曲线运动C．4s末质点速度大小为9m/sD．4s内质点的位移大小28m【答案】B【详解】A．质点在x方向上做匀加速直线运动，y方向做匀速直线运动，x方向的初速度为3m/s，y方向的速度为1m/s，合初速度为，故A错误；B．物体加速度物体所受合力加速度恒定不变，初速度与加速度不在一条直线上，故质点做匀变速曲线运动；B正确；C．4s末，x方向速度为9m/s，y方向速度为1m/s，合速度大小为，故C错误；D．在0~4s内，x方向分位移为24m，y方向分位移为4m，合位移为，故D错误。故选B。3.某同学查阅资料时发现，飞机飞行过程中，根据物理学中流体力学可定量计算升力的公 式为，其中为升力，为空气密度，为升力系数，S为机翼的特征面积，为空气流体的速度。以下关于的单位说法正确的是（　　）A．某一常数，无单位B．C．D．【答案】A【详解】物理量之间的关系决定物理量的单位，通过题给的物理量关系可知对应单位为整理可以得出是一个数值，没有单位。故选A。4.如图所示为某卫星在椭圆形转移轨道上运行的情景，卫星沿顺时针方向运行，从A运动到所用时间与从运动到所用时间相同，从A运动到过程卫星与地心连线扫过的面积为，从运动到过程卫星与地心连线扫过的面积为，卫星在两点机械能分别为，在两点的线速度大小分别为，在A点的加速度和在点的加速度大小分别为，下列判断不正确的是（　　）A．B．C．D．【答案】D【详解】A．由万有引力提供向心力，解得离地心越远，加速度越小，则故A正确；B．从运动到过程卫星的重力势能转化为动能，卫星的速度增大，故故B正确；C．卫星在同一轨道上运动时机械能守恒故C正确；D．根据开普勒第二定律可知故D错误。故选D。5.某地政府开展污水净化工程，排查排污口，污水经过净化，才可以排放回河流中。图是污水处理厂排放净水的管道，已知该管道的内径D、管道中心离水面的高度h和污水的水平射程x，则单位时间内流过该管道的流体的体积（　　） A．B．C．D．【答案】C【详解】将污水流出的过程视为平抛运动，在竖直方向在水平方向水管的横截面积为，假设水管每秒排污体积为V，则由以上公式解得故选C。6.图甲为示波管的原理图。如果在电极YY¢之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（　　） A．B．C．D．【答案】D【详解】由于电极XX′之间所加的是扫描电压，电极YY′之间所加的电压为信号电压，所以荧光屏上会看到D选项所示的图形。故选D。二、选择题：本小题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）4.如图所示，粗糙水平面上放着一横截面为圆的柱状物体A，固定竖直挡板与A物体之间放着一横截面为圆的光滑柱体B。系统平衡时，A、B两物体的接触点恰为圆弧的中点，已知B物体的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）  A．竖直挡板与B物体间的弹力大小为mgB．A、B两物体之间的弹力大小为mgC．若将A稍左移并固定，竖直挡板与B间的弹力将增大D．若将A稍左移并固定，地面对A的支持力不变【答案】AD【详解】AB．将圆弧面看成是倾角不同的斜面组合而成，对物体B受力分析如图所示  由平衡条件可得，解得，当A、B两物体的接触点恰为圆弧的中点时，，此时可得，故A正确，B错误；C．若将A稍左移并固定，则角减少，可知减少，故C错误。D.由整体法知：地面对A的支持力等于A、B整体的重力。故D正确。故选AD。5.2020年6月15日，中国科学院宣布“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。若“墨子号”卫星绕地球在赤道平面内做匀速圆周运动，大约每3h绕一圈,卫星A、B同方向转动。时刻，“墨子号”卫星A与地球静止轨道卫星B相距最远，如图所示，则（　　） A．卫星A的速度大小是卫星B的4倍B．卫星A的轨道半径为卫星B的C．卫星A、B每隔与地心共线一次D.卫星A的向心加速度大小是卫星B的8倍【答案】BC【详解】A．根据万有引力提供向心力可得卫星A的轨道半径为卫星B的，则卫星A的速度大小是卫星B的倍，故A错误；B．地球静止轨道卫星B的周期为，根据开普勒第三定律可得故B正确；C．当A比B多转半周时，卫星A、B与地心共线一次，故有解得故C正确。D．根据万有引力提供向心力可得卫星A的轨道半径为卫星B的，则卫星A的向心加速度大小是卫星B的倍，故C错误；故选BC。4.如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与理想二极管(理想二极管具有单向导电性)串联接在电动势为E的直流电源(内阻不计)上，电容器下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。闭合开关S，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（  ）A．平行板电容器的电容将变小B．P点所在处电势保持不变C．带电油滴的电势能变大D．静电计指针张角变大【答案】AD【详解】A．由电容决定式可知，将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离即d增大，则电容减小，故A正确；B.由于电容减小，若电势差不变，则电容器放电，由于二极管具有单向导向性，电容器无法放电，则电荷量保持不变，由、和联立解得，所以两板间的电场强度不变，由于下板电势为0，故P点电势升高。C.由于q为负电荷，故带电油滴的电势能变少。D.由于电荷量不变，由可知，两板间的电势差增大，即静电计指针张角变大。故选AD。 4.如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻箱组成的，已知灵敏电流表的满偏电流Ig=2mA，内电阻Rg=200Ω，则下列说法正确的是（　　）  A．甲表是安培表，R增大时量程增大B．乙表是电压表，R增大时量程减小C．在甲图中，若改装成的安培表的量程为0.1A，则R=4.08ΩD．在乙图中，若改装成的电压表的量程为10V，则R=4800Ω【答案】CD【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联，利用并联电阻的分流，改装成安培表。由安培表的量程可知，R增大时量程减小，故A错误；B.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程可知，R增大时量程增大，故B错误；C.由公式若改装成的安培表的量程为0.1A，则故C正确；D.由公式若改装成的电压表的量程为10V，则故D正确。故选CD。三、实验题：共16分，每空2分。5.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。丁丁  实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的=时，说明气垫导轨已经水平。（1）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则______cm，用螺旋测微器测遮光条的厚度D，测量结果如丁图所示，则______mm。（2）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连，钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________________________写出物理量的名称及符号）。（3）若上述物理量间满足关系式____________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。【答案】2.0554.700滑块P质量M和两个光电传感器A、B之间距离L【详解】（1）遮光条宽度遮光条的厚度（2）要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，应验证系统减少的重力势能和系统增加的动能之间的关系，即即其中M是滑块P的质量，h是两个光电传感器A、B之间的距离； （3）系统减少的重力势能转化为系统增加的动能，则系统机械能守恒，所以若上述物理量间满足关系式12.电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标.某学习小组对某种纯净水样品的电导率进行检验。甲（1）将采集的水样装满绝缘的圆柱形塑料容器，两端用金属圆片电极密封，用螺旋测微器测量该容器的直径。（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：A．电流表（量程3mA，电阻约为5Ω）B．电压表（量程6V，电阻约为10kΩ）C．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）乙D．电源（6V，内阻约为1Ω）E.开关一只、导线若干请用笔画线代替导线，把图甲中测量纯净水样品电阻的电路补充完整______（3）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U和电流表示数I如下表：U/V1.11.82.82.93.74.7I/mA0.500.821.051.381.732.20请根据表中的数据，在图乙的方格纸上作出纯净水样品的U-I图线______。（4）根据U-I图线可得纯净水样品的电阻为______Ω。（结果保留两位有效数字）（5）不合格的纯净水比合格的纯净水的电导率______（选填“大”或“小”）。【答案】大【详解】（2）根据实验设计要求可得电路图如图所示（3）根据描点作图法作出U-I关系图线如图所示（4）由图可知纯净水样品的电阻为（5）越不纯净的水，水中能够自由移动的粒子就越多，则导电性能越强，电阻越小，即电阻率越小，而电导率是电阻率的倒数，则可知越不纯净的水电导率越大，即不合格的纯净水的电导率偏大。四、计算题（共40分，其中13题12分，14题12分，15题16分，要求有必要的文字说明和计算过程式，直接得答案的，不给分）13.如图所示，长为的水平传送带以的速度顺时针匀速传动，在传送带的左端A点轻放一质量的有颜色小物块，当小物块与传送带共速时因某种原因传送带突然停止运动，最终物块恰好到达传送带的右端B点，重力加速度则：（1）物块与传送带的动摩擦因数为多少？ （2）物块在传送带上留下的划痕为多少？（3）物块与传送带因摩擦产生的热量Q为多少？  【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）设物块与传送带的动摩擦因素为，则有①物块与传送带共速的时间为t1，则有②对物块由运动公式可得③由①②③可得（2）物块与传送的速度时间图像如下图  则第一阶段的相对位移有④第二阶段的相对位移有⑤因为第一阶段和第二阶段是重复的划痕，故总的划痕为（3）物块与传送带的相对路程则有功能关系可得14.如图所示，长、倾角的传送带，顶端与半径的竖直圆弧ABC相切于A点，最高点的左侧有光滑水平台面，台面最左侧墙面固定有一轻弹簧。传送带以速度顺时针匀速转动，一质量的物块（可视为质点）以速度滑上传送带底端，最后物块恰能通过圆弧轨道最高点滑上水平台面，已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小g取。（，）求：（1）弹簧具有的最大弹性势能?（2）物块在A点时对圆轨道的压力?（3）物块在圆弧轨道上克服摩擦力做的功?  【答案】（1）16J；（2）146N；（3）30.4J【详解】（1）物块通过最高点时，有向心力方程有①又由机械能守恒定律有②解得（2）物块滑上传送带，由牛顿第二定律可得③由于说明滑块与传送带未共速，由运动学有④在A点时，由牛顿第二定律有⑤由牛顿第三定律有解得方向：垂直传送带向下。（3）设物块从A点到C点过程中克服摩擦力做功为Wf，由动能定理有⑥解得15.如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为l＝20cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离L＝45cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示．(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电压是不变的)求： (1)在t＝0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处?(2)荧光屏(足够大)上有电子打到的区间有多长？（3）若热电子经加速后连续均匀地射入偏转电场，则一个周期内打到荧光屏上的电子数目占射入偏转电场总数的百分比？【答案】（1）49.5cm（2）110cm（3）【详解】解：(1)电子经电场加速满足①电子在偏转电场中做类平抛运动，则有：，②③经电场偏转后侧移量：④所以：由图乙知时刻，解得：设打在屏上的点距O点的距离为Y，由几何关系满足⑤解得：（2）⑥⑦即偏转电压超过2U0，电子就打不到荧光屏上了，故荧光屏上电子能打到的区间长为（3）由（2）问可知，当因此一个周期打到荧光屏上的电子数占射入总数百分比