广西桂林市2022-2023学年高一（下）期末物理试卷

试卷更新日期：2024-01-22 类型：期末考试

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一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 如图所示有两个半径为 $r$ 的金属球，相距为 $L$ ，带电荷量分别为 $Q_{1}$ ， $Q_{2}$ 满足条件 $L > > r$ ，则它们之间的静电力是（）

A、 $\frac{k Q_{1} Q_{2}}{L + 2 r}$ B、 $\frac{k Q_{1} Q_{2}}{{(L + 2 r)}^{2}}$ C、 $\frac{k Q_{1} Q_{2}}{L^{2}}$ D、 $\frac{k Q_{1} Q_{2}}{r^{2}}$

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2. 单指转篮球时间最长的纪录是由沈阳的赵光于 $2003$ 年 $1$ 月 $29$ 日创下的。如图所示，当日他让一个标准篮球在右手食指指尖上绕竖直轴连续旋转，持续时间长达 $3$ 小时 $59$ 分，由此成为“世界上连续转球时间最长的人”，创造了该项目的吉尼斯世界纪录。已知篮球表面的 $P$ 点到转轴的距离比 $Q$ 点的大，则下列说法正确的是（）

A、 $P$ 点的线速度大于 $Q$ 点的线速度 B、 $P$ 点的角速度大于 $Q$ 点的角速度 C、 $P$ 点的转动周期大于 $Q$ 点的转动周期 D、 $P$ 点的向心加速度等于 $Q$ 点的向心加速度

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3. 如图，将一个不带电的金属球壳放入匀强电场后，其周围的电场分布如图所示， $A$ 、 $D$ 是电场中的两点， $B$ 、 $C$ 是球壳上的两点，则下列说法正确的是（）

A、 $A$ 点与 $D$ 点的电场强度相同 B、 $A$ 点与 $B$ 点的电势相同 C、 $B$ 点与 $C$ 点的电势相同 D、将一带正电的试探电荷从 $C$ 移到 $D$ ，电荷电势能增大

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4. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理思想方法。下列四幅图中，与其它三幅运用的物理思想方法不同的是（）

A、探究曲线运动的速度方向 B、卡文迪许扭秤实验 C、位移等于 $v - t$ 图线下面的面积 D、研究物体沿曲面运动时重力做功

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5. 如图所示，平行放置的金属板构成电容器 $A B$ ，两板相距为 $d$ 并与一电源相连，下列说法正确的是（）

A、开关 $S$ 闭合后，充电过程中，流过 $G$ 表的电流方向为 $a \to b$ B、若只将金属板 $B$ 下移，则电容器的电容增大 C、若只将金属板 $A$ 右移，则电容器的电容增大 D、若只在金属板 $A$ 、 $B$ 间插入相对介电常数更大的电介质，则电容器的电容减小

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6. 波轮洗衣机的脱水桶在脱水时，衣服紧贴桶壁做匀速圆周运动，某洗衣机的有关规格如图中表格所示。在脱水程序正常运行时，有一质量

m = 5 g

的扣子被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，重力加速度取

10 m / s^{2} ， π^{2} \approx 10

，若不考虑桶内衣服对扣子的影响，下列说法正确的是（）

型号	$\times \times$
额定电压、频率	$\sim 220 V 、 50 H z$
额定脱水功率	$225 W$
质量	$31 k g$
脱水转速	$600 r / m i n$
脱水筒尺寸	直径 $300 m m$ ，高 $370 m m$
外形尺寸	长 $555 m m$ ，宽 $510 m m$ ， $870 m m$

A、脱水时，因为衣服上的水滴做高速圆周运动受到的离心力大于向心力，所以会被甩出 B、扣子受桶壁的弹力大小约为

3 N

C、扣子受桶壁的摩擦力大小为

50 N

D、扣子随桶壁一起做匀速圆周运动的线速度大小约为

3 m / s

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7. 图甲为电影 $《$ 流浪地球 $2 》$ 中的太空电梯，又称为“斯科拉门德快速电梯”，是电影中一种可以在地球表面和太空空间站来回运输人员和物资的巨型结构。图乙为其模型简易图，固定在空间站和地球间的刚性“绳索”与空间站一起和地球保持相对静止，电梯可沿“绳索”升降，若“太空电梯”停在距地面高度为 $h$ 的绳索上的某处， $h$ 大于零小于同步卫星轨道距地面的高度，已知，地球的自转不能忽略且地球视为均质球体，地球的第一宇宙速度为 $7.9 k m / s$ 。对“太空电梯”里的航天员，则下列说法正确的是（）

A、航天员处于平衡状态 B、航天员绕地心做圆周运动的线速度大于 $7.9 k m / s$ C、航天员绕地心做圆周运动的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 D、若此时“绳索”断了，“太空电梯”会留在距地面 $h$ 高处，绕地球做圆周运动，成为地球的一颗“卫星”

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二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

8. 如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地前下一片片很薄的面片儿，面片儿便飞向锅里。面片刚被削离时距锅的高度为h与锅缘的水平方向的距离为L，锅的半径也为L。将削出的面片的运动视为平抛运动，且面片都落入锅中，重力加速度为g。则下列对所有面片在空中运动的描述，其中，正确的是（）

A、运动的时间相同 B、速度的变化量不相同 C、落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍 D、落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的4倍

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9. 时钟是生活中常用的一种计时器，人们通过它来记录时间。中国历史上留有记载的四类计时器分别为：日晷、沙漏、机械钟、石英钟。如图所示为某个走时准确的石英钟，已知其时针，分针，秒针的长度之比为 $1 ： 1.5 ： 1.8$ ，则以下关于其时针，分针与秒针的说法中正确的是（）

A、秒针的转动周期为 $60$ 秒 B、时针、分针、秒针的线速度大小之比为 $1 ： 1.5 ： 1.8$ C、时针、分针、秒针的角速度大小之比为 $1 ： 1.5 ： 1.8$ D、时针、分针、秒针的转速之比为 $1 ： 12 ： 720$

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10. 抛绣球是广西民族运动会的传统项目。如图甲所示，某同学让绣球从 $A$ 点由静止开始在竖直平面内做圆周运动，获得一定速度后在 $A$ 点松手抛出，运动轨迹如图乙所示， $B$ 点略高于 $D$ 点。已知绣球的质量为 $m$ ， $A C$ 两点间的竖直距离为 $h$ ，绣球经过 $C$ 点时速率为 $v$ ，以 $A$ 点所在水平面为零势能参考面，整个过程不计空气阻力，重力加速度为 $g$ ，下列说法正确的是（）

A、绣球在 $B$ 点时的机械能大于在 $D$ 点时的机械能 B、绣球在 $D$ 点时的机械能为 $m g h + \frac{1}{2} m v^{2}$ C、在整个抛绣球过程中，女子对绣球做的功为 $\frac{1}{2} m v^{2}$ D、在整个抛绣球过程中，女子对绣球做的功为 $m g h + \frac{1}{2} m v^{2}$

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11. 如图，在一长斜面上，有一辆质量为 $M = 1000 k g$ 的汽车，额定功率为 $80 k W$ ，在 $A$ 点从静止开始以 $a = 1 m / s^{2}$ 做匀加速运动，到达 $C$ 点时恰好达到额定功率，之后以额定功率做变加速运动，到达 $B$ 时刚好到达最大速度 $v_{m}$ 。已知，此时 $B$ 点到 $A$ 点的直线距离为 $l = 510 m$ ，垂直距离 $h = 102 m$ ，整个过程中汽车阻力大小恒为车重的 $0.2$ 倍，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ，关于该汽车从 $A$ 运动到 $B$ 的过程，下列说法正确的是（）

A、最大速度 $v_{m} = 40 m / s$ B、 $A C$ 距离为 $128 m$ C、汽车运动总时间为 $36 s$ D、发动机对汽车做功为 $1.22 \times 1 0^{6} J$

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三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12. 在用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验中，实验得到如图乙所示一条纸带。在纸带上连续选取若干个计时点，测得各计时点到起点 $O$ 的距离为 $h_{A} 、 h_{B} 、 h_{C}$ 。

(1)、关于上述实验，下列说法正确的是____。

A、重锤最好选择密度较大、质量较大的金属块 B、实验操作时先释放重锤，后接通电源 C、实验中必须要用到的实验仪器是天平 D、实验数据处理时用 $v = g t$ 求各点速度

(2)、已知打点计时器打点周期为 $T$ ，则 $B$ 点速度大小为。 $($ 可用 $T 、 h_{A} 、 h_{B} 、 h_{C}$ 表示 $)$

(3)、在实验操作正确的情况下，依据相同的方法计算其他各点速度，描绘 $v^{2} - h$ 图像，忽略重锤所受阻力，理论上分析，以下图像合理的是____。

A、 B、 C、 D、

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13. 在物理实验课上，某同学采用如图甲所示的实验装置来“探究平抛运动的特点”，实验前查询得知当地的重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、关于实验装置和操作，下列说法正确的是____。

A、小球与斜槽 $M$ 之间的摩擦会使实验误差增大，故斜槽 $M$ 要光滑 B、安装斜槽 $M$ 时应使其末端切线水平 C、小球每次从斜槽 $M$ 上不同位置由静止开始释放 D、移动水平挡板 $N$ 时，必须等距离下移

(2)、为了使小球做平抛运动时的轨迹尽可能分布在整个坐标纸内，需要从斜槽 $M$ 上适当的高度释放小球。某同学在寻找这一高度时，让小球从斜槽上不同位置由静止释放，小球离开斜槽 $M$ 末端后落到置于坐标纸最下方的水平挡板 $N$ 上，则小球每次在空中运动的时间 $($ 选填“相同”或“不同” $)$ 。若小球落到 $N$ 上的最右端，则此释放位置即为要找的合适高度。

(3)、为了更精确的“探究平抛运动的特点”，另一同学用频闪仪和照相机对两个小球运动进行拍摄，频闪仪每隔相等时间发出一次闪光，所得照片如图乙所示。球 $a$ 自 $A$ 点水平抛出，同时球 $b$ 自 $B$ 点自由下落。运动背景坐标纸与小球运动轨迹平面平行，坐标纸小方格为正方形，边长 $l = 1.25 c m$ 。根据照片信息可求出：
$①$ 频闪仪闪光时间间隔为 $s$ ；
$② a$ 球运动到 $C$ 点时的速度大小为 $m / s ($ 保留两位有效数字 $)$ ；
$③$ 若 $A$ 、 $B$ 两点距地面足够高，则 $a$ 球抛出后 $s$ 时它们之间的距离最小。

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四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

14. 质量为 $2 \times 1 0^{3} k g$ 的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的动摩擦因数 $μ = 0.7$ ，汽车以 $10 m / s$ 的速度经过半径为 $50 m$ 的弯路时，已知当地重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：

(1)、汽车转弯时所需要向心力的大小；

(2)、为了行车安全，此弯道所允许的最大转弯速度的犬小 $($ 结果可保留根式 $)$ 。

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15. 北京时间 $2023$ 年 $5$ 月 $30$ 日，塔载神舟十六号载人飞船的长征二号 $F$ 运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约 $10$ 分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。神舟十六号载人飞船入轨后，与空间站成功对接，之后神舟十六号上的 $3$ 名航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进驻中国空间站，与神舟十五号乘组进行在岗轮换，再现 $6$ 名航天员“太空会师”名场面。这是我国第三批航天员首次执行飞行任务，也是我国航天员队伍“新成员” $— —$ 航天飞行工程师和载荷专家的“首秀”。空间站的轨道可近似看成距地面高度为 $h$ 的圆轨道，其周期为 $T$ ，已知地球半径为 $R$ ，引力常量 $G$ 。

(1)、求空间站的线速度大小；

(2)、求地球的平均密度；

(3)、在火箭发射过程中，若忽略地球自转，初始阶段火箭近似认为沿竖直方向上升，某时刻飞船内仪器显示航天员对座椅的压力是地面重力的 $1.9$ 倍，数据显示此时火箭加速度大小为 $g$ ，方向竖直向上，已知地面重力加速度为 $g$ ，试求此时火箭离地面的高度 $($ 结果可保留根式 $)$ 。

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16. 如图所示轻质绝缘弹簧水平放置在绝缘水平面上，弹簧处于原长状态时恰好在 $A$ 点， $A$ 点左侧光滑，右侧粗糙， $A B$ 部分长为 $1.2 m$ ，滑块与 $A B$ 部分的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端放一质量 $m = 0.2 k g$ 的滑块 $($ 不栓接 $)$ 。 $B C$ 为半径 $R = 0.4 m$ 的光滑绝缘圆弧轨道，其中 $θ = 6 0^{∘}$ ，虚线右侧有一足够宽匀强电场，场强 $E = \sqrt{3} \times 1 0^{3} V / m$ 。现将一滑块置于弹簧右端，当弹簧压缩到某位置时由静止释放滑块，滑块被弹出运动至 $B$ 点时对圆弧轨道的压力为滑块重力的 $5$ 倍，此后滑块进入圆弧轨道并从 $C$ 点抛出，滑块带电量 $q = + 2.0 \times 1 0^{3} C$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ， $C D$ 高度差为 $0.8 m$ ，求：

(1)、滑块运动至 $B$ 点时速度大小；

(2)、弹簧的弹性势能；

(3)、小球落在 $D H$ 水平面上的位置距离 $D$ 点的水平距离。

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