江西省新余市2021-2022学年高一下学期物理期末考试试卷

更新时间：2022-07-14 浏览次数：61 类型：期末考试

一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A . 牛顿的万有引力定律中引力常量G是由牛顿测定的 B . 若合外力对物体做正功，物体的机械能一定增加 C . 正电荷和负电荷是由富兰克林命名的；首先提出“电场线”的科学家是法拉第 D . 元电荷是电荷量最小的电荷

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2. 北京时间2021年5月15日，在经历“黑色九分钟”后，中国首辆火星车“祝融号”与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号”火星探测器已经实现了“绕”和“落”两项目标。火星可以看成半径为R，质量分布均匀，不断自转的球体。“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周时间为T。“祝融号”与着陆器总质量为m，假如登陆后运动到火星赤道，静止时对水平地面压力大小为F，引力常量为G，下列说法正确的是（）

A . 火星自转角速度大小为 $\text{[math]}$ B . 火星自转角速度大小为 $\text{[math]}$ C . 火星的质量为 $\text{[math]}$ D . “天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于火星赤道上物体随火星自转的加速度

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3. 如图所示为公路变速自行车骑行情境。若该车前、后轮半径均为30cm，大齿轮（与脚蹬板相连）的齿数为48齿，飞轮（与后轮相连）的齿数为16齿，若人以60r/min的转速蹬车，共享单车的速度大小约为（）

A . 0.94m/s B . 1.79m/s C . 5.65m/s D . 7.78m/s

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4. 如图所示，一小电动机用轻绳通过动滑轮将一重物由静止开始，以1m/s²的加速度匀加速竖直向上提起。已知重物的质量为1kg，重力加速度g=10m/s² ，不计滑轮的质量及绳与滑轮间的摩擦，运动过程中滑轮未碰到天花板，小电动机的最大输出功率P=44W，则重物匀加速运动过程中，能持续的时间和电动机输出的牵引力分别为（）

A . 8s，5.5N B . 4s，5.5N C . 4s，11N D . 8s，11N

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5. 如图所示，光滑的水平地面上有质量为2kg且足够长平板车M，车上最右端放一质量为0.9kg的物块m，开始时M、m均静止。t=0时，车在在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v-t图像如图所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，0～4s内物块m始终没有滑出小车，取g=10m/s²。下列说法正确的是（）

A . 0～4s内，物块m的加速度一直保持不变 B . 要使物块m不会从车的左端滑出小车，小车的长度至少2m C . 0～4s内，m与M间因摩擦产生的热量为9.6J D . 0～4s内，外力做功16J

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6. 如图所示，一透明绝缘半球壳，O为球心，将带有等量异种电荷的小球分别固定在直径ab的两端，c、d、e、f为平行底面的小圆上的点，且c、d位于过直径ab的大圆周上，e、f位于垂直直径ab面的大圆周上，下列说法正确的是（）

A . e点与f点的场强相同，电势不同 B . c点与d点的场强相同，电势不同 C . 电势差U_co=U_ed D . 将一负电子从c点沿圆弧c-f-d-e-c路径移动，其电势能先减小后增大

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7. 如图所示，在边长为L的正方形竖直平面内固定一光滑四分之一圆弧形杆，D点固定一光滑轻质小滑轮。质量均为m的小环M和N用不可伸长的细线连接，小环M穿在圆弧形杆上位于A点，细线搭在滑轮上，现将小环M和N同时由如图位置开始静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，M在弧形杆上运动过程中，下列描述正确的是（）

A . M运动到C点时的速度为 $\text{[math]}$ B . M速度最大时，细线对M的拉力功率也最大 C . M的最大动能为 $\text{[math]}$ D . N的机械能先增大后减小

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二、多选题

8. 如图所示，已知一匀强电场的电场线平行于等边三角形ABC所在的平面，三角形边长为2 $\text{[math]}$ m，一带电荷量为q₁=1×10^-7C的正点电荷由B点移到无穷远处克服静电力做功为5×10^-7J；而带电荷量为q₂=2×10^-7C的负点电荷从B点移到A点电势能增加6×10⁷J，若已知C点电势为-5V，无穷远处的电势为零，则下列说法中正确的是（）

A . B点电势为5V B . A点的电势低于B点电势 C . 电场强度大小为1V/m D . 电荷q₁在A点的电势能为8×10⁷J

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9. 如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U，给电容器充电，静电计指针张开一定角度，在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作将使静电计指针张角变大的是（）

A . 将M板向下平移 B . 将M板水平向左平移 C . 在MN之间插入云母板 D . 在MN之间插入金属板，且不和M、N接触

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10. 如图所示，传送带的水平部分ab长度为1m，倾斜部分bc长度为3m，bc与水平方向的夹角为37°。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为2m/s。现将质量为m=1kg小煤块A从静止轻放到a处，它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，且此过程中煤块不会脱离传送带，g=10m/s² ，下列说法正确的是（）

A . 小煤块从a点运动到b点的过程中，电动机多消耗的电能为2J B . 小煤块从a点运动到c点所用的时间为1.7s C . 从a点运动到c点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为6J D . 从a点运动到c点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为1.4m

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三、实验题

11. 如图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力大小影响因素的实验装置。匀速转动手柄，使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。已知小球在长槽横臂竖直挡板A、B处和短槽横臂竖直挡板C处做圆周运动半径之比为1：2：1；长、短槽下方各有三层塔轮，且长糟上、中、下三层塔轮的半径分别为R、2R、3R，短槽上、中、下三层塔轮的半径分别为R、 $\text{[math]}$ R、 $\text{[math]}$ 。
1. （1）在操作正确的情况下，让长槽、短槽下方的塔轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，两塔轮边缘的____大小一定相等。
  
  A . 角速度 B . 线速度 C . 周期 D . 向心加速度
2. （2）关于该实验的下列说法错误的是：____
  
  A . 由于小球挤压竖直挡板后，小球运动半径会略微增大，导致系统误差，转速越快，此项系统误差越大 B . 长、短臂的竖直挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力 C . 利用以上装置，共可组合出9种不同的塔轮半径比进行实验 D . 露出套筒外的红、白相间的格子数量之比可代表两球所受向心力的比值
3. （3）若将两个质量相同的小球分别放在挡板B与挡板C处，将皮带分别卡在长槽上层和短槽下层的塔轮上，做匀速圆周运动时，理论上B、C处两小球的向心力之比为。
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12. 用如图甲实验装置验证m₁、m₂ ，组成的系统机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m₁=50g、m₂=150g，电火花计时器所接电源的频率为50Hz，则：
1. （1）要使实验误差更小，应选择“0、1”两记数点距离接近cm的纸带，g=9.8m/s²。（计算结果保留三位有效数字）
2. （2）用h表示各记数点到0点的距离，用v表示各记数点速度，用g表示重力加速度，这个实验需要验证机械能守恒的公式为：；（用相关物理量的字母表示）
3. （3）在记数点0～5过程中系统动能的增量△E_k=J，则系统势能的减少量△E_p=J；在误差允许范围内，系统机械能守恒，g=9.8m/s²。（计算结果均保留三位有效数字）
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四、解答题

13. 将两段轻杆和A、B两小球按如图所示连接，其中长度为3L的轻杆一端与光滑竖直轴O连接在一起，另一端固定一小球A；长度为L的轻杆被固定在A、B两球之间。整个系统可以在光滑水平面上绕轴O转动，同时两杆保持在同一直线上。已知两个小球的质量均为m，可视为质点。则当小球A的线速度大小为v时，求：
1. （1）小球B的向心加速度大小；
2. （2）两段轻杆中拉力的大小分别是多少。
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14. 2022年4月16日，圆满完成任务的三名中国航天英雄乘坐神舟十三号飞船从空间站顺利返回地面，刷新中国载人航天器最快返回的记录，实现了中国航天的又一项重大技术突破。如图所示，某颗卫星的返回回收过程可简化如下：轨道1是某近地圆轨道，其半径可近似看作等于地球半径，轨道2是位于与轨道1同一平面内的中地圆轨道，轨道半径为地球半径的3倍。一颗在轨道2上运行的质量为m的卫星的通过两次制动变轨，先从转移轨道进入轨道1运行，调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面。若已知地球半径R地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响；试求（用题中所给字母表示）：
1. （1）该卫星在轨道2上运行的动能E_k；
2. （2）卫星在地球周围的引力场中具有的势能叫做引力势能，若把无穷远处定为引力势能的零势能点，则质量为m的卫星在距地心r处的引力势能表达为： $\text{[math]}$ ， M为地球质量（未知）。试求该卫星从轨道2经两次变轨到轨道1的过程中，制动力对它做的功。
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15. 如图所示，一质量为m₁=1kg，带电荷量为q=+1C的小球以速度v₀=3m/s，沿两正对带电平行金属板（板间电场可看成竖直向下的匀强电场）左侧某位置水平向右飞入，极板长L=0.6m，不计空气阻力，小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC，圆弧轨道ABC的形状为半径R=0.5m的圆截去了左上角127°的圆弧，CB为其竖直直径，在过A点竖直线 $\text{[math]}$ 的右边界空间存在平行于纸面的匀强电场E₀（图中未画出）（取g=10m/s²）试求解：
1. （1）两极板间的电场强度E₀的大小；
2. （2）若匀强电场E₀水平向左，大小为5N/C，则小球沿圆弧运动到B点时对轨道的压力大小；
3. （3）若匀强电场E₀竖直向下，欲使小球能沿圆弧运动到C点，求E₀的取值应满足的条件。
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