河北省邯郸市2023-2024学年高一下学期期末质量检测物理试题

试卷更新日期：2024-07-09 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能是原来2倍的是（　　）

A、速度减半，质量增大到原来的2倍 B、质量减半，速度增大到原来的2倍 C、速度减为四分之一，质量增大到原来的4倍 D、质量减为四分之一，速度增大到原来的4倍

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2. 真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是（　　）

A、若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为 $k \frac{Q^{2}}{9 r^{2}}$ B、若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于 $k \frac{Q^{2}}{9 r^{2}}$ C、若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于 $k \frac{Q^{2}}{9 r^{2}}$ D、若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于 $k \frac{Q^{2}}{9 r^{2}}$

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3. 如图所示，在通有电流i的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线在同一平面内且线圈的两个边与导线平行。当矩形线圈远离导线移动时，若在 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内，线圈中没有感应电流，则导线中的电流i与时间t的关系图像可能正确是（　　）

A、 B、 C、 D、

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4. 月球是太阳系中体积第五大的卫星，月球围绕地球做匀速圆周运动的周期为 $T_{1}$ ，月球与地球的连线在单位时间扫过的面积为 $S_{1}$ 。地球同步卫星的周期为 $T_{2}$ ，地球同步卫星与地球的连线在单位时间扫过的面积为 $S_{2}$ 。则 $S_{2} : S_{1}$ 的值为（　　）

A、 $\sqrt{\frac{T_{2}}{T_{1}}}$ B、 $\sqrt{\frac{T_{1}}{T_{2}}}$ C、 $\sqrt[\begin{array}{l} 3 \end{array}]{\frac{T_{2}}{T_{1}}}$ D、 $\sqrt[\begin{array}{l} 3 \end{array}]{\frac{T_{1}}{T_{2}}}$

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5. 如图所示，真空中等边 $Δ A B C$ 的三个顶点上固定着三个电荷量均为+q（q>0）的点电荷，若在三角形所在平面内加一个匀强电场，使得C点的点电荷所受的静电力为零，则所加匀强电场的方向（　　）

A、垂直于A和B的连线，由AB的中点指向C B、垂直于A和B的连线，由C指向AB的中点 C、由A指向C D、由B指向C

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6. 如图所示，照明电路的电压恒为 $U = 220$ V，并联了20盏电阻 $R = 400$ Ω的电灯（忽略灯泡电阻的变化），两条输电线的电阻均为 $r = 1.0$ Ω。下列说法正确的是（　　）

A、并联的电灯越多流过输电线的电流越小 B、只开10盏灯时，输电线上损失的电压约为5.24V C、20盏灯都打开时，输电线上损失的电功率为20W D、20盏灯都打开时，整个电路消耗的电功率为2200W

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7. 如图所示，有一高为h的斜面，其顶端在水平面的投影为O点，底端与水平面平滑连接。一小木块从斜面顶端由静止滑下，滑至水平面上的A点停下。已知A、O两点间的距离为x，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为 $μ$ ，斜面的倾角为 $θ$ ，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、h、x、 $θ$ 和 $μ$ 之间满足关系式 $μ = \frac{h \sin θ}{x \sin θ + h}$ B、小木块到达斜面底端时速度大小 $v = \sqrt{2 g h - \frac{2 g h^{2}}{x \tan θ}}$ C、仅增大斜面的倾角 $θ$ ，小木块将停在点A的右侧 D、仅增大斜面的倾角 $θ$ ，小木块将停在点A的左侧

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为 $r_{1}$ ，线速度大小为 $v_{1}$ ；在远日点与太阳中心的距离为 $r_{2}$ ，线速度大小为 $v_{2}$ ．下列说法正确的是（　　）

A、哈雷彗星的线速度大小 $v_{1} : v_{2} = \sqrt{r_{2}} : \sqrt{r_{1}}$ B、哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为 $r_{2}^{2} : r_{1}^{2}$ C、哈雷彗星轨道的半长轴与地球公转半径之比大于15 D、从2025年到2061年的时间内，哈雷彗星的动能不断增大

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9. 如图所示，一平行板电容器两极板间距离为d，极板间电势差为U，一个电子从O点沿垂直于极板的方向射入两极板间，最远到达A点，然后返回。已知OA两点相距为h，电子质量为m，电荷量为 $- e$ ，重力不计。下列说法正确的是（　　）

A、电子在O点的电势能低于在A点的电势能 B、电子返回到O点时的速度与从O点射入两极板间时的速度相同 C、电子从O点射出时的速度 $v_{0} = \sqrt{\frac{2 e U d}{m h}}$ D、OA间的电势差 $U_{O A} = \frac{h}{d} U$

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10. 如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个可视为质点，质量分别为m、2m的小球A和B。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度为h，A球静止于地面。释放B球，经过时间t，小球A和B的机械能相等。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，取地面为重力势能的零势能面，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、B球落地时的速度大小为 $\sqrt{\frac{4 g h}{3}}$ B、在t时刻，B球离地面的高度为 $\frac{h}{4}$ C、在t时刻，A球克服重力做功的功率为 $m g \sqrt{\frac{g h}{2}}$ D、在t时刻，轻绳对A球拉力的大小为1.5mg

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 某同学做“探究合外力做功与动能改变的关系”实验，装置如图甲所示，将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，保持小车（含遮光条）质量M不变，改变所挂重物质量m多次进行实验，使小车每次都从同一位置A由静止开始运动。已知AB间距离为L，遮光条的宽度为d，重力加速度g取10m/s²。

(1)、测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v，实验中认为小车所受拉力与重物重力大小相等，则M和m应该满足的条件是；

(2)、作出了 $v^{2} - m$ 图像如图乙所示，由图像可知小车受到的摩擦力大小为N（结果保留1位有效数字）；

(3)、在满足（1）中的条件下， $v^{2} - m$ 图像是线性变化的，说明合外力做的功等于动能的改变，此时图像的斜率k的表达式为 $k =$ （用题中所给物理量的字母表示）。

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12. 某实验小组的同学按图甲所示的电路测定电池组的电动势和内阻。图乙为某次实验结果的 $U - I$ 图像。

(1)、由图乙中的图线可知电池组的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ Ω；（结果均保留2位小数）

(2)、实验小组的同学觉得该实验方案存在误差，该误差属于（填“系统”或“偶然”）误差，该误差的存在使得电动势的测量值较真实值（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

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13. 如图所示，在匀强电场中，将电荷量 $q = - 3 \times 10^{- 6} C$ 的点电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做功为 $2.4 \times 10^{- 4} J$ ，再从B点移到C点，静电力做功为 $1.35 \times 10^{- 4} J$ 。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行，规定B点电势为0，且 $A B = 0.8$ m， $B C = 0.6$ m， $A C = 1.0$ m。求：
（1）A、C两点的电势；
（2）匀强电场的电场强度的大小。

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14. 如图所示，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在匀强电场，AB为圆的一条直径。质量为m，带正电的粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知从A点释放的初速度为零的粒子，自圆周上的C点以速度 $v_{0}$ 穿出电场，AC与AB的夹角 $θ = 60 °$ ，运动中粒子仅受电场力作用。求：
（1）进入电场时速度为零的粒子在电场中运动的时间和加速度；
（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子从电场射出时的动能。

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15. 如图所示，长度 $L_{1} = 7$ m的水平传送带AB以速度 $v_{0} = 6$ m/s顺时针转动，传送带的右端与长 $L_{2} = 6$ m的水平轨道BC平滑连接，水平轨道的右端与半径 $R = 0.4$ m的光滑半圆轨道连接，O点为轨道的圆心。现将质量分别为 $m_{1} = 2$ kg、 $m_{2} = 1$ kg的物块甲、乙（可视为质点）同时轻放在水平传送带的左、右两端，物块甲与传送带的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.3$ 、物块甲、乙与水平轨道的动摩擦因数均为 $μ_{2} = 0.1$ ，物块甲在传送带的作用下运动到B点与物块乙发生碰撞，碰后物块甲、乙的速度分别变为碰前物块甲速度的 $\frac{1}{3}$ 和 $\frac{4}{3}$ 。重力加速度g取10m/s²。求：
（1）物块甲从A端传送到B端，电动机多消耗的电能E；
（2）当物块乙运动到圆轨道与圆心O等高位置时，轨道对物块乙支持力的大小F；
（3）若仅将水平轨道的长度改为 $L_{3}$ ，使得物块乙从D点水平抛出后，落到BC上的位置与物块甲停止的位置重合，求 $L_{3}$ 的大小。（结果可用分式及根号表示）

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