江西省赣州市2021-2022学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-07-08 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、牛顿发现了万有引力定律并准确测定了引力常量 $G$ B、洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣服上的水甩掉 C、电荷量很小的电荷就是元电荷 D、库仑提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场

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2. 如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点，并处在水平向左的匀强电场E中，小球静止时丝线与竖直方向夹角为 $θ$ ，则电场强度大小为（）

A、 $\frac{m g}{q s i n θ}$ B、 $\frac{m g s i n θ}{q}$ C、 $\frac{m g}{q t a n θ}$ D、 $\frac{m g t a n θ}{q}$

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3. 北京时间2月6日晚，2022女足亚洲杯决赛在印度打响。在上半场0∶2落后于韩国队的情况下，中国女足下半场奋起直追连进三球，最终完成超级逆转，夺得亚洲杯冠军，向永不言弃的“铿锵玫瑰”致敬！已知足球质量约为400g，比赛中运动员将足球从地面踢出后，足球上升的最大高度约为3m，在最高点的速度约为10m/s，不考虑空气阻力，g取 $10 m / s^{2}$ ，试估算运动员此次踢球过程中对足球做的功为（）

A、0J B、20J C、12J D、32J

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4. 如图所示，轻绳跨过轻质定滑轮，两端分别系着质量为1kg和3kg的小球a和b，小球a静止于地面，用手托住小球b，当绳刚好被拉直时，小球b离地面的高度 $h$ 为0.4m，若无初速度释放小球b，不计一切摩擦和阻力，小球a不会碰到滑轮，g取 $10 m / s^{2}$ ，则小球b落地前瞬间速度大小为（）

A、 $2 m / s$ B、 $1 m / s$ C、 $\sqrt{6} m / s$ D、 $2 \sqrt{2} m / s$

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5. 如图是游乐场中小朋友们非常喜爱的“空中飞椅”，其示意图如图所示。某段时间内，“伞盖”保持在水平面内匀速转动，“伞盖”半径为 $r = 2 m$ ，座椅上的悬绳与竖直方向夹角为 $θ = 37 °$ 不变，悬绳长为 $L = 5 m$ ，游客与座椅整体视为质点，其总质量为 $m = 30 k g$ ， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，在此过程中，下列说法正确的是（）

A、游客和座椅整体受到重力、悬绳拉力和向心力三个力的作用 B、悬绳的拉力大小为375N C、游客和座椅整体受到的合力大小为400N D、游客和座椅整体做圆周运动的角速度大小为 $\frac{\sqrt{10}}{2} r a d / s$

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6. 某电场的电场线如图中实线所示， $O$ 、 $Q$ 为同一条电场线上的两点， $M$ 、 $N$ 为另一条电场线上的两点，某带电粒子从 $O$ 点以一垂直该处电场线方向的初速度射入该电场区域，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）

A、该粒子带正电 B、 $O$ 和 $Q$ 处的电场强度大小相等 C、该粒子经过 $P$ 点时的速率大于在 $O$ 点的初速率 D、若在 $M$ 点由静止释放一带正电粒子，仅在电场力作用下，该粒子将沿着 $M N$ 所在电场线运动

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7. “碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签，本次冬奥会有超1000辆氢能源汽车投入运行。如图所示，某款质量为 $M$ 的氢能源汽车在一次测试中，沿平直公路以恒定功率 $P$ 从静止启动做直线运动，行驶位移为 $x$ 时恰好达到最大速度 $v_{m}$ 。假设该车所受阻力恒定，燃烧掉的氢的质量忽略不计，下列判断正确的是（）

A、汽车从静止开始加速至 $v_{m}$ 的时间为 $\frac{2 x}{v_{m}}$ B、汽车从静止开始加速至 $v_{m}$ 过程牵引力对车做的功为 $\frac{1}{2} M v_{m}^{2}$ C、汽车所受阻力大小为 $\frac{P}{v_{m}}$ D、速度大小为 $\frac{v_{m}}{2}$ 时，汽车的加速度大小为 $\frac{2 P}{M v_{m}}$

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二、多选题

8. 2021年5月15日，“天问一号”成功着陆于火星预选着陆区。将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图示虚线椭圆为“天问一号”的地火转移轨道。下列说法正确的是（）

A、火星绕太阳的线速度大于地球绕太阳的线速度 B、“天问一号”的发射速度必须大于第三宇宙速度 C、“天问一号”在转移轨道上运动的周期大于地球的公转周期 D、“天问一号”在 $C$ 点由地火转移轨道变轨至火星运行轨道需点火加速

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9. 如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一带电小球 $A$ ，用绝缘手柄将带电小球 $B$ 沿着以 $A$ 为圆心的圆弧由 $P$ 缓慢移动到 $Q$ ，此过程中 $A$ 保持静止，两小球均视为点电荷，则下列说法正确的是（）

A、两小球间的库仑力大小不变 B、此过程中库仑力对小球 $B$ 做正功 C、若两小球带异种电荷，则地面对 $A$ 的支持力大小先减小后增大 D、若两小球带同种电荷，则地面对 $A$ 的摩擦力方向先向右后向左

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10. 在点电荷 $Q$ 的电场中， $O x$ 轴与它的一条电场线重合， $A$ 、 $B$ 两点的坐标分别为 $x_{A} = 2.0 m$ 和 $x_{B} = 5.0 m$ 。在 $A$ 、 $B$ 两点分别放置试探电荷（电荷量可调），试探电荷受到的静电力 $F$ 跟电荷量 $q$ 的关系如图所示，规定沿 $+ x$ 方向为静电力的正方向，下列说法正确的是（）

A、 $A$ 、 $B$ 两点的电场强度方向相反 B、若将试探电荷 $q$ 移走，则 $A$ 、 $B$ 两点的电场强度为0 C、 $A$ 、 $B$ 两点的电场强度大小之比为 $2 ： 1$ D、点电荷 $Q$ 在 $x = 3.0 m$ 处

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11. 如图甲所示，水平传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量为 $10 k g$ 的木箱（可视为质点）轻放到传送带最左端，木箱运动的速度 $v$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙所示， $4 s$ 末木箱到达传送带最右端，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则（）

A、木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.1 B、整个过程中摩擦生热为20J C、整个过程中传送带对木箱做的功为60J D、为把木箱从传送带左端运送到右端，电动机多消耗的电能为40J

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三、实验题

12. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度质量的关系”实验。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1∶1、2∶1和3∶1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。小球在挡板 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，两个小球随塔轮做匀速圆周运动的向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。

(1)、本实验中用到的方法主要是____；

A、理想实验 B、等效替代法 C、微小量放大法 D、控制变量法

(2)、探究向心力 $F$ 与半径 $r$ 的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板 $C$ 和挡板 $B$ 处，将传动皮带套在两塔轮半径（选填“相同”或“不同”）的轮盘上；

(3)、如图所示，两质量相等的钢球分别放在挡板 $A$ 和 $C$ 处。先将皮带连接在左、右半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1∶4；再将皮带连接在左、右半径之比为3∶1的塔轮上，匀速转动手柄，此时左、右两边塔轮的角速度之比为，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1∶9。实验表明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力大小与（选填“角速度”或“角速度的平方”）成正比。

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13. 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。

(1)、下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，实验操作最合理的是。

(2)、选出一条清晰的纸带如图所示， $O$ 点为打点计时器打下的第一个点， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 为三个计数点，在 $A$ 和 $B$ 、 $B$ 和 $C$ 之间还各有一个点，重锤的质量 $m = 0.4 k g$ ，打点计时器工作频率 $f = 50 H z$ ，当地的重力加速度 $g$ 取 $9.8 m / s^{2}$ ，从打下 $O$ 点到打下 $B$ 点过程中重锤动能增加量 $Δ E_{k} =$ J，重力势能减少量 $Δ E_{p} =$ J。（结果均保留三位有效数字）

(3)、根据（2）所得数据可以得到实验结论：。

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四、解答题

14. 如图所示，真空中 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 三点构成一等腰直角三角形， $A C$ 和 $B C$ 之间的距离均为 $d = 0.3 m$ ，在 $A$ 点固定一电荷量为 $q_{1} = 4.8 \times 1 0^{- 8} C$ 的正点电荷，在 $B$ 点固定另一电荷量为 $q_{2} = - 6.4 \times 1 0^{- 8} C$ 的负点电荷，已知静电力常量 $k = 9.0 \times 1 0^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$ ，求：

(1)、两点电荷之间的库仑力大小；

(2)、 $C$ 点处的场强。（计算结果保留两位有放数字，sin37°=0.6）

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15. 2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，航天员王亚平、叶光富、翟志刚为全国的中小学生呈现了一堂精彩的物理课。授课过程中信号顺畅不卡顿，主要是利用天链系列卫星进行数据传输。如图所示，天链二号02卫星质量为 $m$ ，绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为地球半径的1.5倍。已知地球半径为 $R$ ，地球表面的重力加速度大小为 $g$ ，引力常量为 $G$ ，天链二号02号卫星看成质点，地球看成质量分布均匀的球体，球的体积公式为 $V = \frac{4}{3} π R^{3}$ ，求：

(1)、地球的密度；

(2)、天链二号02卫星绕地球转动的周期。

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16. 如图所示，在粗糙水平地面上固定一个半径为 $R = 0.3 m$ 的光滑竖直半圆轨道，半圆轨道在A点与地面平滑连接。轻弹簧右端固定在竖直墙上，自然伸长时左端恰好在O点， $O A = 2 R$ 。现将质量为 $m = 0.6 k g$ 的小物块P（视为质点）从与圆心等高处的B点由静止释放，小物块P沿圆弧下滑后进入水平轨道将弹簧压缩至E点（图中未标出）时速度减为0，第一次被弹回后恰好停在A点。已知小物块P与水平地面间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，弹簧始终在弹性限度内，g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求小物块P第一次到达圆轨道A时轨道对它的支持力大小；

(2)、求弹簧被压缩至E点时的弹性势能；

(3)、若换一个材料相同的小物块Q放在弹簧左端将弹簧压缩到E点由静止释放，要保证小物块Q能在圆弧AC上运动且在AC上运动时不与轨道分离，求小物块Q的质量 $m_{Q}$ 的取值范围。

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