广西百色市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6小题，共24.0分）

1. 摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，下列说法中正确的是（）

A、说明羽毛带有与琥珀所带电性不同的电荷 B、说明带电体能吸引轻小物体 C、当羽毛与琥珀接触时，琥珀所带的电荷会运动到羽毛中去 D、琥珀与琥珀摩擦也能带电

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2. 在东北严寒的冬天，人们经常玩一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯开水沿弧线均匀快速地泼向空中。图甲所示是某人玩“泼水成冰”游戏的瞬间，其示意图如图乙所示。泼水过程中杯子的运动可看成匀速圆周运动，人的手臂伸直，在0.5 s内带动杯子旋转了210°，人的臂长约为0.6 m。下列说法正确的是（　　）

A、泼水时杯子的旋转方向为顺时针方向 B、P位置飞出的小水珠初速度沿1方向 C、杯子在旋转时的角速度大小为 $\frac{7 π}{6} r a d / s$ D、杯子在旋转时的线速度大小约为 $\frac{7 π}{5} m / s$

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3. 某学校举行科学晚会，一位老师表演了一个“魔术”，如图所示，一个没有底的空塑料瓶内部固定着一根铁锯条 $($ 左边 $)$ 和一块易拉罐 $($ 金属 $)$ 片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于这个“魔术”，下列说法正确的是（）

A、摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电屏蔽 B、摇动起电机时，金属片和铁锯条之间形成匀强电场 C、摇动起电机时，电极间形成强电场，带正电的烟尘飘向负极，带负电的烟尘飘向正极 D、摇动起电机时，铁锯条附近电场强度最大

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4. $2023$ 年 $5$ 月 $30$ 日 $9$ 时 $31$ 分，我国自主研发的长征二号 $F$ 遥十六运载火箭，搭载景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员的神舟十六号载人飞船，在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十六号飞船入轨后在停泊轨道 $($ Ⅰ $)$ 上进行数据确认，后择机经转移轨道 $($ Ⅱ $)$ 于当日 $16$ 时 $29$ 分与中国空间站组合体完成自主快速交会对接，其变轨过程可简化如右图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径 $R$ ，中国空间站轨道距地面的平均高度为 $h$ ，飞船在停泊轨道上的周期为 $T_{1}$ ，则（）

A、飞船在停泊轨道上的速度大于第一宇宙速度 B、飞船在转移轨道上 $P$ 、 $Q$ 两点的速率之比为 $R ： (R + h)$ C、若飞船在Ⅰ轨道的点 $P$ 点火加速，至少经过时间 $\frac{T_{1}}{2} \sqrt{{(1 + \frac{h}{2 R})}^{3}}$ ，才能在Ⅱ轨道的 $Q$ 点与空间站完成交会对接 D、中国空间站的物品或宇航员可以漂浮，说明此时它们或他们不受地球引力作用

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5. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）

A、铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力助火车转弯 B、“水流星”表演中，通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 C、汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的支持力大于重力 D、脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出

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6. $2023$ 年初防城港市海上风电示范项目全面启动，力争 $2023$ 年底首台机组并网发电。某一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 $R$ 的圆面，某时间内该地区的风速是 $v$ ，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气密度为 $ρ$ ，假如这个风力发电机能将此圆内 $10 %$ 的空气动能转化为电能。关于该风力发电机，下列说法正确的是（）

A、单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为 $π R^{2} v$ B、单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流动能为 $\frac{ρ π R^{2} v^{2}}{2}$ C、该风力发电机发电的功率为 $\frac{ρ π R^{2} v^{2}}{20}$ D、单位时间内发电机产生的电能为 $\frac{ρ π R^{2} v^{3}}{10}$

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二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

7. 如下图所示，是足球比赛运动员发定位球的示意图，运动员把质量为 $m$ 的足球从水平地面踢出，足球恰好飞过高为 $h_{0}$ 的人墙顶部，并继续在空中运动到最高点 $h$ ，足球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为 $g$ ，下列说法正确的是（）

A、以过人墙顶部的水平面为参考平面，足球在最高点的重力势能为 $m g (h - h_{0})$ B、足球从被踢出至运动到最高点的过程中，重力势能增加了 $m g (h - h_{0})$ C、足球从被踢出至运动到最高点的过程中，重力的瞬时功率一直减小 D、足球运动到最高点时，重力的瞬时功率最大

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8. 如图所示，将质量为 $2 m$ 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳跨过光滑定滑轮在另一端系一质量为 $m$ 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为 $d$ ，重力加速度为 $g$ 。现将小环在与定滑轮顶部等高的 $A$ 处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为 $d$ 时 $($ 图中 $B$ 处 $)$ ，下列说法正确的是（）

A、小环释放后的极短时间内轻绳中的张力一定等于 $2 m g$ B、小环到达 $B$ 处时，重物上升的高度为 $(\sqrt{2} - 1) d$ C、小环到达 $B$ 处时，小环的速度与重物速度大小之比为 $\sqrt{2}$ D、小环到达 $B$ 处时，小环的速度与重物速度大小之比为 $\frac{\sqrt{2}}{2}$

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9. 有一种“飞椅”的游乐项目。长为 $L$ 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径 $r$ 的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度 $ω$ 匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。图中左钢绳的长度大于右钢绳的长度，甲 $($ 连同飞椅 $)$ 的质量小于乙 $($ 连同飞椅 $)$ 的质量，当转盘转动稳定后，左、右钢绳与竖直方向的夹角分别为 $θ_{1}$ 、 $θ_{2}$ ，不计钢绳的重力， $g = 10 m / s^{2} ， s i n 5 3^{∘} = 0.8$ ，下列判断正确的是（）

A、座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力作用 B、若飞椅以 $10 r / m i n$ 的转速水平匀速转动，飞椅的旋转周期为 $6 s$ C、 $θ_{1}$ 一定小于 $θ_{2}$ D、甲的向心加速度大于乙的向心加速度

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10. 北京时间 $2021$ 年 $9$ 月中旬至 $10$ 月下旬出现了“火星合日”现象，即当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线干扰无线电时，影响通信的天文现象，因此中国首辆火星车“祝融号”发生短暂失联。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同。火星的公转周期为 $T_{1}$ ，地球公转周期为 $T_{2}$ ， “祝融号”在火星赤道表面做匀速圆周运动的周期为 $T$ ， “祝融号”的质量为 $m$ ，火星的半径为 $R$ ，万有引力常量为 $G$ ，则下列说法正确的是（）

A、火星的第一宇宙速度大小为 $\frac{2 π R}{T}$ B、太阳的质量为 $\frac{4 π^{2} R^{3}}{G T^{2}}$ C、火星的公转周期为 $T_{1}$ 小于地球公转周期为 $T_{2}$ D、相邻两次“火星合日”的时间间隔为 $\frac{T_{1} T_{2}}{T_{1} - T_{2}}$

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三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11. “频闪摄影”是研究物体运动的一种常见的有效的方法，“频闪摄影”的重要特点在于照相机总是每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但是我们能够从这些不连续的图像中发现揭示物体运动的规律。某同学受此启发，利用实验室设备配合频闪摄像机设计了如下实验来验证“平抛运动的规律”。设计步骤如下：

①如图甲，该同学将两个相同的实心金属小球放置实验装置上，调整 $A$ 、 $B$ 小球的高度，使两个小球重心在同一水平线上。
②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，并打开摄像功能。
③用小木槌敲击弹片，让 $A$ 、 $B$ 两个小球同时开始运动，直到小球落在实验台上。
④通过频闪摄像机连接打印机进行打印得到如图乙所示的图片。
⑤在图乙中沿水平方向和竖直方向建立坐标系 $($ 坐标系图中未画出 $)$ ，选择 $A$ 球的三个影像 $C$ 、 $D$ 、 $E$ 的球心位置进行测量，得到水平位移： $X_{C D} = X_{D E} = 20.00 c m$ ，竖直位移： $H_{C D} = 35.00 c m$ ， $H_{D E} = 45.00 c m$ 通过测量数据可知，该频闪摄像机的闪光频率为 $H_{Z}$ ，小球 $A$ 抛出时的初速度大小为 $m / s ($ 保留三位有效数字 $)$ ；小球 $A$ 经过 $D$ 点时速度大小为 $m / s ($ 可用根号表示 $) (g$ 取 $10 m / s^{2})$

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12. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球先后经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间分别为 $Δ t_{1}$ 、 $Δ t_{2}$ ，已知当地的重力加速度为g，小球的直径为d。

(1)、为了减小空气阻力的影响，实验中小球应该选择密度（选择“大”“小”“任意”）表面光洁的实心小球。

(2)、该实验还需要测量下列哪些物理量____（填选项序号）。

A、小球的质量m B、光电门1和光电门2之间的距离h C、小球从光电门1运动到光电门2的时间t

(3)、小球通过光电门1时的瞬时速度大小 $v_{1} =$ 。

(4)、若表达式：成立，则小球下落过程中机械能守恒（用题中所用的物理量符号表示）。

(5)、为了减小偶然误差，保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出 $\frac{1}{{(Δ t_{2})}^{2}}$ 随h变化的图像如图2所示，若该图线的斜率k= ，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。

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四、简答题（本大题共2小题，共22.0分）

13. 在 $2022 — 2023$ 赛季 $C B A$ 总决赛的某场比赛中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成 $45 °$ 的倾角准确落入篮筐内，运动员跳起投篮时，设投球点和篮筐正好在同一水平面上。如图乙所示，设投球点到篮筐中心的水平距离为 $9.8 m$ ，不考虑空气阻力， $g$ 取 $9.8 m / s^{2}$ ，篮球视为质点。求：

(1)、篮球进框的速度大小；

(2)、篮球从投出到进入篮筐的时间；

(3)、篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度。

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14. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，A、B、C、D是边长为L的正方形的四个顶点，在A点和C点固定放置电荷量均为q的正电荷，在B点放了某一个未知电荷q′后，D点处的电场强度恰好为零，静电力常量为k。求：

(1)、放在B点的电荷q′的电性及其电荷量；

(2)、若将一试探电荷（已知质量为m、电荷量为+q₀）放到AC连线的中点O处，此时试探电荷在O处加速度的大小和方向。

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五、计算题（本大题共1小题，共15.0分）

15. 如图所示，水平面右端放一质量m = 0.1kg小物块，使小物块以v₀= 4m/s的初速度向左运动，运动d = 1m后将弹簧压至最紧，反弹回出发点物块速度大小v₁= 2m/s。若水平面与一长L = 3m的水平传送带平滑连接，传送带以v₂= 10m/s的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接，圆轨道半径R = 0.8m。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。（取g = 10 m/s² ， sin53˚=0.8，cos53˚=0.6）求：

(1)、小物块与水平面间的动摩擦因数μ₁；

(2)、弹簧具有的最大弹性势能E_p；

(3)、要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数μ₂应满足的条件。

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