安徽省智學(xué)大聯(lián)考皖中聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年安徽省智學(xué)大聯(lián)考皖中聯(lián)盟高一（下）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可以模擬運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)所受風(fēng)阻情況，幫助運(yùn)動(dòng)員提高成績(jī)。為了更加直觀的研究風(fēng)洞里的流場(chǎng)環(huán)境，可以借助煙塵輔助觀察，如圖甲所示，在某次實(shí)驗(yàn)中獲得煙塵顆粒做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖乙所示，則由該軌跡可推斷出（）A.煙塵顆粒可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.煙塵顆粒做的不可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.P、Q兩點(diǎn)處的速度方向可能相反D.P、Q兩點(diǎn)處的速度方向可能垂直〖答案〗B〖解析〗AB．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，所受合力總是指向軌跡凹側(cè)，由乙圖可知，煙塵顆粒所外力的合發(fā)生了變化，不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．曲線運(yùn)動(dòng)速度方向沿軌跡切線方向，故CD錯(cuò)誤。故選B。2.對(duì)于萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式，下列說(shuō)法正確的是（）A.引力常量G的單位為B.當(dāng)物體間的距離趨近于0時(shí)，物體間的萬(wàn)有引力無(wú)窮大C.若，則兩物體之間所受萬(wàn)有引力比的大D.該表達(dá)式只能用來(lái)計(jì)算質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力大小〖答案〗A〖解析〗A．根據(jù)有根據(jù)單位運(yùn)算可知，引力常量G的單位為，故A正確；B．當(dāng)物體間的距離趨近于0時(shí)，物體不能再視為質(zhì)點(diǎn)，萬(wàn)有引力表達(dá)式已經(jīng)不再適用，故B錯(cuò)誤；C．兩物體彼此之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)相互作用力，大小總是相等，故C錯(cuò)誤；D．萬(wàn)有引力定律具有普適性，故D錯(cuò)誤。故選A。3.高樓都裝有避雷針。某次雷雨天氣閃電擊中避雷針，避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。若避雷針?lè)烹姇r(shí)的電場(chǎng)線分布如圖所示，在空間取一條水平線abc和一條圓弧線adc，bd連線為ac連線的中垂線，電場(chǎng)線關(guān)于直線bd對(duì)稱，以下說(shuō)法正確的是（）A.圓弧adc是一條等勢(shì)線B.a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相同C.a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D.同一正點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在d點(diǎn)大〖答案〗B〖解析〗A．圓弧線adc在a、c處與電場(chǎng)線不垂直，所以圓弧線不是等勢(shì)線，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)、c兩點(diǎn)關(guān)于bd直線對(duì)稱，所以這兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，B正確；C．電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其方向沿電場(chǎng)線的切線方向，結(jié)合圖可知，a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同，所以a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，C錯(cuò)誤；D．將正電荷從b點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，所以同一正點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在d點(diǎn)小，D錯(cuò)誤。故選B。4.羽毛球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)深受大眾喜愛(ài)的體育運(yùn)動(dòng)。某同學(xué)為研究羽毛球飛行規(guī)律，記錄下了如圖所示的羽毛球飛行軌跡圖，圖中A、B為同一軌跡上等高的兩點(diǎn)，P為該軌跡的最高點(diǎn)，若空氣阻力方向始終與速度方向相反，則羽毛球在該次飛行中（）A.經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度等于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度B.經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度小于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度C.落地前瞬間的速度方向不可能豎直向下D.落地前瞬間的速度方向有可能豎直向下〖答案〗D〖解析〗AB．由于空氣阻力做功，則Ｂ點(diǎn)的機(jī)械能小于Ａ點(diǎn)的機(jī)械能，由能量守恒可知，羽毛球在A、B兩點(diǎn)重力勢(shì)能相等，A點(diǎn)動(dòng)能大于B點(diǎn)動(dòng)能，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度，故AB錯(cuò)誤；CD．將運(yùn)動(dòng)分解到水平方向和豎直方向，由于存在空氣阻力作用，水平方向一直做減速運(yùn)動(dòng)，落地前瞬間水平方向速度有可能減小到0，故C錯(cuò)誤，D正確；故選D。5.如圖所示，兩帶電小球A、B質(zhì)量分別為2m、m，所帶電荷量分別為+q、-q，用等長(zhǎng)絕緣細(xì)線a、b連接后懸掛于O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在該空間加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，并將電場(chǎng)強(qiáng)度E從0開(kāi)始緩慢增大到，若不考慮兩小球間的庫(kù)侖力，重力加速度為g，則當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，關(guān)于兩細(xì)線a、b拉力的大小、計(jì)算正確的是（）A.=2mg B.=3mgC.=mg D.=2mg〖答案〗B〖解析〗AB．對(duì)AB整體受力分析，水平方向，受到合電場(chǎng)力為0，豎直方向=3mg故A錯(cuò)誤，B正確；CD．對(duì)B隔離受力分析故CD錯(cuò)誤。故選B。6.如圖甲所示，質(zhì)量的小物體放在長(zhǎng)直的水平地面上，用水平細(xì)線繞在半徑的薄圓筒上。時(shí)刻，圓筒由靜止開(kāi)始繞豎直的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，不考慮繞制細(xì)線對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的影響，已知小物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度g取，則（）A.4s末細(xì)線拉力對(duì)物體做功的功率為B.內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為C.4s末滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做功功率為4WD.內(nèi)，滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物體做的功為〖答案〗B〖解析〗AB．根據(jù)圖像可知角速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為圓筒邊緣線速度與物塊前進(jìn)速度大小相同解得可知物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度根據(jù)牛頓第二定律有解得細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率物體在4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移細(xì)線拉力做的功為故A錯(cuò)誤，B正確；CD．結(jié)合上述滑動(dòng)摩擦力的瞬時(shí)功率滑動(dòng)摩擦力做的功為故CD錯(cuò)誤。故選B。7.2月28日，合肥八中高一年級(jí)舉行了一次別開(kāi)生面的籃球友誼賽。在高一年級(jí)全體師生傾情參與下，籃球場(chǎng)內(nèi)一時(shí)間充滿了歡聲笑語(yǔ)。如圖所示，在某次罰球時(shí)，豎直站立的運(yùn)動(dòng)員到籃筐中心的水平距離，籃球（視為質(zhì)點(diǎn)）出手點(diǎn)距地面的高度，籃球投出后恰好“空心”入筐。已知運(yùn)行軌跡的最高點(diǎn)距地面的高度，籃筐距水平地面的高度，取重力加速度大小，不計(jì)空氣阻力。則下列說(shuō)法中正確的是（）A.籃球從出手到進(jìn)筐所用的時(shí)間為B.籃球從出手到進(jìn)筐所用的時(shí)間為C.籃球出手時(shí)的速度大小為D.籃球出手時(shí)的速度大小為〖答案〗C〖解析〗AB．設(shè)籃球上升過(guò)程所用的時(shí)間為，有解得設(shè)籃球下降過(guò)程所用的時(shí)間為，有解得又解得籃球從出手到進(jìn)筐所用的時(shí)間為故AB錯(cuò)誤；CD．籃球在水平方向上的速度大小解得籃球出手時(shí)在豎直方向上的速度大小解得又解得故C正確D錯(cuò)誤故選C。8.如圖所示，水平地面上有一傾角為的傳送帶，以的速度逆時(shí)針勻速運(yùn)行。將一煤塊從的高臺(tái)由靜止開(kāi)始運(yùn)送到地面，煤塊可看做質(zhì)點(diǎn)，已知煤塊的質(zhì)量為，煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為，，，煤塊由高臺(tái)運(yùn)送到地面的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.運(yùn)送煤塊所用的時(shí)間為B.煤塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為32JC.摩擦力對(duì)煤塊做的功為D.煤塊的機(jī)械能減少了36J〖答案〗C〖解析〗A．煤塊剛放上傳動(dòng)帶時(shí)，受到的滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律得解得則煤塊從0加速到與傳送帶共速需要煤塊的位移為由于可知煤塊與傳送帶共速后繼續(xù)做勻加速運(yùn)動(dòng)，摩擦力沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律得解得根據(jù)解得共計(jì)故A錯(cuò)誤；B．第一個(gè)過(guò)程傳送帶的位移為煤塊與傳送帶的相對(duì)位移為第二個(gè)過(guò)程傳送帶的位移相對(duì)位移第一個(gè)過(guò)程摩擦生熱為第二個(gè)過(guò)程摩擦生熱為故總產(chǎn)熱量為故B錯(cuò)誤；CD．摩擦力大小為第一個(gè)過(guò)程摩擦力對(duì)煤塊做功第二個(gè)過(guò)程摩擦力對(duì)煤塊做功故全程摩擦力對(duì)煤塊做功為，煤塊的機(jī)械能減少了4J，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題：本大題共2小題，共8分。9.建造一條能通向太空的天梯，是人類長(zhǎng)期的夢(mèng)想。如圖所示，直線狀天梯是由一種高強(qiáng)度、很輕的納米碳管制成，圖中虛線為同步衛(wèi)星軌道，天梯在赤道平面內(nèi)剛好沿衛(wèi)星軌道半徑方向。兩個(gè)物體M、N在太空天梯上的位置如圖，整個(gè)天梯及兩物體相對(duì)于地球靜止不動(dòng)，忽略大氣層的影響，分析可知（）A.物體N的加速度大于M的加速度B.物體M的加速度大于N的加速度C.物體N所受天梯的作用力方向指向地球D.物體M所受天梯的作用力方向指向地球〖答案〗AC〖解析〗AB．、N的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同，根據(jù)向心加速度公式N的半徑較大，物體N的加速度大于M的加速度，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)題意知，太空天梯上處于同步衛(wèi)星軌道的物體，只受地球引力，隨同步衛(wèi)星一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律列式而整個(gè)天梯及兩物體相對(duì)于地球靜止不動(dòng)，故T相同，對(duì)物體M，軌道半徑。設(shè)太空天梯對(duì)天梯上物體的力大小為F，則必有故太空天梯對(duì)物體M的力與地球?qū)ξ矬wM的引力方向相反，背離地面；同理，對(duì)物體N，軌道半徑，則必有故太空天梯對(duì)物體N的力指向地面，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10.如圖所示，在豎直平面xoy內(nèi)存在一未知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上P點(diǎn)以水平速度v進(jìn)入第一象限，速度方向沿x軸正向；經(jīng)過(guò)x軸上Q點(diǎn)時(shí)的速度大小也為v，方向與x軸夾角為。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程中（）A.機(jī)械能守恒B.速度最小時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為C.若電場(chǎng)力大小為，則電場(chǎng)力做功為D.電場(chǎng)力不可能先做負(fù)功再做正功〖答案〗BC〖解析〗A．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有重力勢(shì)能、動(dòng)能與電勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化，小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)過(guò)程中，除重力做功之外有電場(chǎng)力做功，則機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)題意可知小球在復(fù)合場(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng)，由于小球在P、Q兩點(diǎn)速度大小均為v，根據(jù)類斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，小球所受重力與電場(chǎng)力的合力F方向必定垂直于PQ連線指向左下方，由幾何關(guān)系可知小球在沿PQ方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直于PQ方向做雙向勻變速直線運(yùn)動(dòng)，可知當(dāng)小球垂直于PQ方向的分速度減小為0時(shí)，小球速度最小，即速度最小時(shí)，速度方向與PQ平行，即由動(dòng)能定理可知，克服電場(chǎng)力做功等于重力做功當(dāng)電場(chǎng)力大小為，豎直方向加速度為g，故綜上克服電場(chǎng)力做功為故BC正確；D．根據(jù)上述，電場(chǎng)力與重力合力方向始終垂直于PQ方向，根據(jù)三角形法則可知，當(dāng)電場(chǎng)力與合力方向垂直時(shí)，電場(chǎng)力最小，則有則所受電場(chǎng)力不小于即可，且電場(chǎng)力與初速度方向夾角一定為鈍角，與Q點(diǎn)速度夾角有可能是銳角，故D錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.（1）如圖甲所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn)，給電容器充電后與電源斷開(kāi)，保持電荷量不變。若將B板向右移動(dòng)少許，靜電計(jì)指針偏角________（選填“變大”“變小”或“不變”）。（2）某同學(xué)用圖乙所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象?，F(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)器材：電源電壓為5V（內(nèi)阻不計(jì)）、電容器C、電阻箱R、毫安表、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干。①將開(kāi)關(guān)S撥至位置1，電容器充電完畢后，將開(kāi)關(guān)S撥至位置2，此過(guò)程得到的圖像如圖丙所示，則電容器充電完畢后的電荷量為_(kāi)______C，電容器的電容_______F。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）②如果不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻箱R接入電路的阻值，則此過(guò)程的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將_______（選填“減小”“不變”或“增大”）。〖答案〗（1）變?。?）①######②不變〖解析〗【小問(wèn)1詳析】給電容器充電后與電源斷開(kāi)，即保持電荷量不變。若將B板右移，則極板間距減小，根據(jù)則電容增大；根據(jù)則電勢(shì)差減少，靜電計(jì)指針偏角變小?！拘?wèn)2詳析】①電容器放電時(shí)，根據(jù)公式可知，在圖像中，圖線與橫軸圍成的面積表示通過(guò)電荷量的多少，由圖乙可知圖線與橫軸圍成的面積為30個(gè)小格，則電容器開(kāi)始放電時(shí)所帶的電荷量為根據(jù)題意及圖甲可知，電容器充電結(jié)束時(shí)，兩極板間電壓為5V，則電容器的電容為②根據(jù)

可知，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻

R

，極板上的電荷量不變，則

圖像中，圖線與橫軸圍成面積不變。12.某同學(xué)采用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證小球擺動(dòng)的過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上的O點(diǎn)，下端懸掛一小球，將小球拉起一定角度，由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)，恰好通過(guò)固定在鐵架臺(tái)上的光電門(mén)，讀出小球的遮光時(shí)間t。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)量的物理量有（）A.小球的直徑dB.O點(diǎn)與小球之間細(xì)線的長(zhǎng)LC.小球的質(zhì)量mD.小球釋放初始位置細(xì)線與豎直方向的夾角為（2）小球通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度_______（用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量符號(hào)表示）；（3）通過(guò)改變小球由靜止釋放時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角，測(cè)出對(duì)應(yīng)情況下小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，為了直觀地判斷機(jī)械能是否守恒，可作______圖像。（填字母序號(hào)）A. B. C. D.（4）若另一小組同學(xué)用安裝在O點(diǎn)的力傳感器代替光電門(mén)完成實(shí)驗(yàn)。將細(xì)線拉至水平狀態(tài)，把小球由靜止釋放，當(dāng)小球擺到O點(diǎn)正下方時(shí)，力傳感器示數(shù)F為_(kāi)______，則可驗(yàn)證小球在擺動(dòng)的過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒。（用重力加速度g和小球質(zhì)量m表示）〖答案〗（1）ABD（2）（3）C（4）〖解析〗為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)量的物理量有：細(xì)線的長(zhǎng)度L，小球釋放初始位置細(xì)線與豎直方向的夾角為，還要知道小球經(jīng)光電門(mén)時(shí)的速度，因此需要測(cè)量小球的直徑d，以求得小球經(jīng)光電門(mén)時(shí)的速度，不需要測(cè)量小球的質(zhì)量m，因在計(jì)算時(shí)可以約去質(zhì)量m，故ABD正確，C錯(cuò)誤。故選ABD。由于小球直徑較小，且通過(guò)光電門(mén)時(shí)的時(shí)間較短，因此可以用時(shí)間t內(nèi)的小球的平均速度來(lái)近似表示其通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度，即若機(jī)械能守恒，則應(yīng)有解得由上式可知，與成線性關(guān)系，所以為了直觀地判斷機(jī)械能是否守恒，可作圖像。故選C。若用力傳感器測(cè)量小球擺到O點(diǎn)正下方時(shí)細(xì)線拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律可得若小球下落過(guò)程機(jī)械能守恒，則有可得因此當(dāng)小球擺到O點(diǎn)正下方時(shí)，力傳感器示數(shù)F為

3mg

，則可驗(yàn)證小球在擺動(dòng)的過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。13.如圖所示，OM是兩固定的等量異種電荷A、B連線的豎直中垂線，其中A帶正電，B帶負(fù)電。用絕緣絲線一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球，穩(wěn)定后小球恰好靜止在AM的中點(diǎn)N處。已知，且絕緣絲線ON與OM的夾角，等量異種電荷A、B及帶電小球的電荷量大小均為（未知），靜電力常量為k，重力加速度為。求：（1）根據(jù)共點(diǎn)力平衡的知識(shí)計(jì)算帶電小球所受庫(kù)侖力F的大??；（2）小球所帶電荷的電性及電荷量Q的大小；（3）等量異種電荷A、B在N處產(chǎn)生合場(chǎng)強(qiáng)E?！即鸢浮剑?）；（2）小球帶負(fù)電，；（3），方向水平向右〖解析〗對(duì)小球受力分析，根據(jù)平衡條件可知其受力情況如下所示根據(jù)平衡條件有聯(lián)立解得異種電荷連線上的場(chǎng)強(qiáng)方向由正電荷指向負(fù)電荷，小球所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故小球帶負(fù)電。根據(jù)庫(kù)侖定律可知，A對(duì)小球的庫(kù)侖力B對(duì)小球的庫(kù)侖力且有聯(lián)立解得根據(jù)電場(chǎng)的定義可知，等量異種電荷A、B在N處產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右。14.某校高一物理興趣小組正在進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛行表演。如圖所示，質(zhì)量的無(wú)人機(jī)用長(zhǎng)為的輕繩吊起質(zhì)量也為的小物塊，此時(shí)無(wú)人機(jī)繞著O點(diǎn)在水平面內(nèi)做半徑勻速圓周運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后輕繩偏離豎直方向的夾角始終為，重力加速度g取，，不計(jì)空氣阻力對(duì)物塊的影響，試求出（結(jié)果可保留根號(hào)）：（1）輕繩的拉力大??；（2）無(wú)人機(jī)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大??；（3）無(wú)人機(jī)受到的空氣的作用力大小?！即鸢浮剑?）12.5N；（2）；（3）〖解析〗（1）對(duì)物塊受力分析，如圖所示由圖可知代入可得（2）根據(jù)物塊的受力分析可知解得無(wú)人機(jī)的角速度與物塊角速度相等，無(wú)人機(jī)的線速度大?。?）設(shè)空氣對(duì)無(wú)人機(jī)的作用力為F，與水平方向夾角為

，對(duì)無(wú)人機(jī)受力分析如下水平方向有豎直方向有兩式聯(lián)立可得15.如圖所示，豎直固定的四分之一粗糙圓軌道下端B點(diǎn)水平，半徑。質(zhì)量的長(zhǎng)薄板靜置于傾角的粗糙斜面CD上，其最上端剛好在斜面頂端C點(diǎn)。一