2022-2023学年广东省茂名市重点中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列物理现象，用牛顿力学无法解释的是( )
A. 高速运动的子寿命变长 B. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动
C. 汽车转弯时发生的侧滑现象 D. 随瀑布自由下落的物体不受浮力作用
2. 图甲所示是一种回旋镖，将回旋镖以某种方式从手中抛出，回旋镖在空中运动一段时间后就会返回到抛出者手中，如图乙所示为回旋镖从点抛出后，再次返回到点的轨迹图。关于轨迹上的、、、四点给出的速度方向和受力方向，可能正确的是( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
3. 如图所示，两挡板和竖直固定在水平地面上，高度均为，间距为。现将一小球从挡板的顶端以速度当地的重力加速度为向挡板水平抛出，当小球与两挡板碰撞时，竖直分速度保持不变，水平分速度大小不变、方向相反，则小球在水平地面上的落点到挡板的距离为( )
A. B. C. D.
4. 如图甲所示为生活中常用的滚筒洗衣机，洗衣机工作时，滚筒就会转动。如图乙所示，洗衣机未放衣物绕转轴空转时，遗漏在滚筒内的一粒纽扣贴在圆筒内壁上随圆筒一起做匀速圆周运动，、、、为纽扣在不同时刻所在的四个位置，其中为最高点，为最低点，、两点与圆心等高，下列说法正确的是( )
A. 纽扣在运动过程中加速度不变 B. 纽扣在点的向心力由筒壁的弹力提供
C. 纽扣在点处于失重状态 D. 纽扣在点和点所受到的摩擦力相同
5. 天文学家发现遥远星空中的某颗半径为绕通过两极的轴自转的行星两极处的重力加速度为，而赤道处的重力加速度为两极处重力加速度的，则该行星自转的角速度为( )
A. B. C. D.
6. 真空中一静止的点电荷产生的电场中有、两点，其场强的方向如图所示，则点和点的电场强度大小之比为( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示一轻绳一端与静置在光滑水平面上质量为的小物块相连，另一端绕过定滑轮，现施加竖直向上的力使小物块从点运动到点，该过程中拉力随力的作用点的位移变化如图乙所示，当物块到达点时，细线与水平方向的夹角，则此时力作用点的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 用图示两种实验装置探究力与距离之间的关系并测定相应的常量，则涉及的相同物理思想或方法是( )
A. 理想模型法 B. 微小量放大法 C. 控制变量法 D. 均分思想
9. 一辆机车在水平路面上从静止开始启动做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图所示。已知机车的质量，机车前进过程中所受阻力大小恒定，时机车达到额定功率，之后保持该功率不变，下列说法正确的是( )
A. 机车所受到的阻力大小为
B. 内牵引力做功为
C. 机车的最大速度为
D. 机车从开始运动到达到最大速度所需要的时间可能为
10. 如图所示真空中固定着两个相同的正点电荷、，粗糙程度均匀的绝缘细杆垂直两个电荷的连线靠近电荷竖直固定，质量为的带正电的金属圆环套在细杆上，从细杆上的点无初速度释放后，经连线上的点时速度为，经点时的速度为，已知、和、间距均为，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 小环在运动过程中加速度大小不变
B. 小环从运动到的过程中克服摩擦力做的功为
C. 小环从运动到的过程中克服电场力做的功为
D. 若仅将小环所带的电荷换成等量负电荷，则小环经过点时的速度仍为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 如图所示，物理实验小组应用图甲所示的装置探究平抛运动的特点，已知当地的重力加速度为。
关于该实验，下列描述正确的是_________填正确答案标号。
A.应选用光滑的斜槽，以减少摩擦力的影响
B.小球放置于末端能够保持静止，就可判断斜槽末端水平
C.小球尽量选用体积较小、密度较大的金属球
D.实验中可以用重垂线确定竖直方向
一同学采用频闪照相的方法确定了小球运动的三个位置、、，选定坐标纸上某个交叉位置为原点，建立直角坐标系如图乙所示。已知每个背景方格的实际边长均为，当地的重力加速度为，则小球做平抛运动的初速度_________，小球运动到位置时的速度_________，小球抛出点的位置坐标为_________。用题中给出的物理量表示
12. 如图甲所示为探究系统机械能守恒的实验装置，其中滑块和遮光条的总质量为，钩码的质量为，遮光条的宽度为。
实验开始前，先调节气垫导轨水平，验证气垫导轨是否水平的依据是打开气源_________填“前”或“后”，将滑块放置于气垫导轨上，若滑块能_________，说明气垫导轨已调节水平，或者给滑块一个初速度，滑块通过光电门和光电门的时间_________。
将带有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的左端，用细线拴接滑块将细线的另一端绕过气垫导轨右端的定滑轮，悬挂质量为的钩码，然后由静止释放滑块。
某次实验时光电门记录的时间是，则遮光条通过光电门时滑块的瞬时速度_________用题目中给出的物理量的字母表示。
让滑块多次从同一位置无初速度释放，光电门的位置始终不变，改变光电门的位置，记录遮光条每次经过光电门的时间和对应的光电门和之间的距离，根据记录的多组数据作出图像如图乙所示。已知图像的斜率为，截距为，当地的重力加速度为，则遮光条经过光电门时滑块和遮光条的总动能为_________，只要满足_________，就能验证滑块和钩码组成的系统机械能守恒。用题目中给出的物理量的字母表示
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 设想未来，我国的宇航员登上月球，要从月球返回地球，先乘坐宇宙飞船从月球基地升空，进入近月轨道做匀速圆周运动，从轨道Ⅰ的点加速，进入椭圆轨道绕月球运动，再次返回点时继续加速，最终宇宙飞船进入月地转移轨道，回到地球。已知宇宙飞船在轨道上运行周期为，远月点到月心的距离为，月球半径为，引力常量为。求：
月球的质量
宇宙飞船在椭圆轨道的运行周期。
14. 两个质量均为，带电量均为的小球分别用绝缘细线悬挂于匀强电场中的、两点，静止时的位置如图甲和图乙所示。图甲中细线与竖直方向的夹角，该匀强电场的方向与细线垂直；图乙中细线与竖直方向的夹角，该匀强电场的方向与细线的夹角。已知重力加速度为，图甲中匀强电场的电场强度为，图乙中匀强电场的电场强度为。
求
若剪断图乙中的细线，求经过时间小球电势能的变化量。
15. 如图所示，一滑道由斜面、水平面、水平传送带和竖直平面内的光滑半圆轨道平滑连接而成。现将一滑块从斜面上某一位置由静止释放。已知斜面的倾角，水平面的长度为，传送带的长度为，半圆轨道的圆心为、半径为，滑块与斜面、水平面和传送带的动摩擦因数均为，重力加速度为，传送带始终保持的速度逆时针转动，。
若滑块通过点时，对点的压力大小为，求滑块通过点时的速度大小；
若滑块恰好能够到达点，求释放点到点的距离；
若滑块从斜面上距离点的位置由静止释放，求滑块停止运动的位置到点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
牛顿力学适用于低速宏观领域，相对论适用于高速接近光速领域；量子力学适用于微观领域。
【解答】
牛顿力学适用于低速宏观领域，对于高速微观领域不适用，高速运动的子寿命变长涉及到高速微观领域，而其他三项涉及低速宏观领域，项正确。
2.【答案】
【解析】
【分析】
曲线运动的物体受到的合力一定指向轨迹弯曲的内侧，曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，明确这两点即可解题。
【解答】
由曲线运动的特点可知，速度方向为曲线上这一点的切线方向，曲线运动的轨迹向着受力一侧弯曲，故 C项正确。
3.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键是掌握平抛运动的基本规律，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。
【解答】
将小球的运动等效为平抛运动，由，，可得等效平抛运动的水平位移为，则小球在水平地面上的落地点到挡板的距离，项正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
纽扣做匀速圆周运动，合力指向圆心，合力等于向心力，明确其向心力来源，知道竖直方向加速度向上时，是超重；竖直方向加速度向下时，是失重。
【解答】
纽扣在运动过程中加速度大小不变，方向时刻改变，项错误
纽扣在点的向心力由纽扣的重力和筒壁对纽扣的弹力的合力提供，项错误
纽扣在圆周运动的最低点，所受力的合力指向圆心，纽扣所受的支持力大于重力，纽扣处于超重状态，项错误
纽扣在点和点所受合力指向圆心，可知所受摩擦力均与重力等大反向，项正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查星球表面万有引力与重力的关系，由于星球自转，在赤道上万有引力减去重力等于向心力，在两极由于向心力为零，所以重力等于万有引力。
【解答】
对于该行星两极处的物体，可得，对于赤道处的物体，可得，解得该行星自转的角速度，项正确。
6.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键是掌握点电荷的电场分布情况，同时掌握点电荷的场强公式。
【解答】
将、两点的电场强度反向延长，可得点电荷的位置在图中点，设之间的距离为，则之间的距离为，由真空中点电荷的电场强度，可知点和点的电场强度大小之比为，项正确。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动能定理、绳牵连问题，动能定理表述为合外力做功等于物体的动能变化；对于绳牵连问题，要明确绳连接的物体在沿绳方向的速度都等于绳子的速度。
【解答】
小物块从点运动到点，由动能定理可得，可得物块到达点的速度，根据速度的合成与分解可得力作用点的速度，项正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助，故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。
【解答】
两实验共同采用的方法是控制变量法和微小量放大法，、项正确。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题通过图像考查汽车恒定加速度启动问题。
通过图像可知，汽车先做匀加速运动，牵引力恒定，速度不断变大，则功率变大，当功率增大到额定功率时，汽车将不能保持匀加速运动的状态，
这时候额定功率保持不变，根据可知牵引力开始减小，则加速度开始减小，当加速度减小为零时，汽车速度达到最大值，开始做匀速运动，此时牵引力和阻力平衡。
【解答】
A.由图像可知，时，汽车恰好达到额定功率，此时速度，由，，可得机车所受到的阻力大小为，项正确
B.内机车所受到的牵引力，机车运动的位移大小，牵引力做的功，项正确
C.当牵引力和阻力相等时，机车的速度最大，由，可得机车的最大速度，项错误
D.设机车从开始运动到达到最大速度的时间为，由图像可知，一定存在，把，，，代入可得，项错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿第二定律、动能定理、电场力做功等知识点。做好小环的受力分析，根据牛顿第二定律分析加速度；根据动能定理求小环从到过程克服摩擦力做功以及从到克服电场力做功。
【解答】
A.小环下滑过程中，所受到的合力大小变化，因此小环加速度大小变化，项错误
B.点和点电势相等，小环由到，由动能定理得，可得小环从运动到的过程中克服摩擦力做的功为，项正确
C.小环由到，应用动能定理，可得小环从运动到的过程中克服电场力做的功，项错误
D.若仅将小环所带的电荷换成等量负电荷，小环从运动到的过程中克服摩擦力做的功与带正电荷时相同，可得小环到点的速度仍为，项正确。
11.【答案】
【解析】此实验中，对斜槽的光滑程度无要求，项错误；判断斜槽末端切线水平的依据是将小球置于斜槽末端能够静止，项正确；为了尽量减少空气阻力的影响，小球尽量选用体积小、密度大的金属球，项正确；竖直方向的确定可以用重垂线，项正确。
设相机频闪的时间间隔为，水平方向 ，竖直方向 ，可得平抛运动的水平速度 设小球下落到点时的竖直分速度 ，由 ，可得 ，则小球在位置的速度 由于频闪的时间间隔相同，对于竖直方向的自由落体运动，第个、第个、第个内的位移 ，结合图像可知抛出点的纵坐标为，抛出点的横坐标为 ，故小球抛出点的坐标为 。
12.【答案】后 保持静止 相同或相等
【解析】打开气源后，将滑块放置于气垫导轨上，若滑块能保持静止，说明气垫导轨调节水平，或者给滑块一个初速度，滑块通过光电门和光电门的时间相同或相等，也能说明气垫导轨调节水平。
由于遮光条很窄，通过光电门的时间很短，遮光条通过光电门时滑块的瞬时速度 。
由图乙可知，截距为滑块通过光电门时速度的平方，即 ，则遮光条经过光电门时滑块和遮光条的动能为 ，若系统机械能守恒，则满足 ，可得 ，即 。
13.【答案】；
【解析】宇宙飞船在近月轨道上运动，由万有引力提供向心力可得
可得月球的质量
宇宙飞船在椭圆轨道上运动，椭圆的半长轴
根据开普勒第三定律可得
解得宇宙飞船在椭圆轨道的运行周期
14.【答案】；
【解析】对图甲中的小球受力分析，根据平衡条件可得
对图乙中的小球受力分析，根据平衡条件可得
解得
剪断细线后，对小球受力分析，可得
剪断细线后，小球做初速度为零的匀加速直线运动，经过时间 ，小球运动的位移
静电力做功
电势能的变化量等于克服静电力做的功
代入数据解得
15.【答案】；；
【解析】滑块通过点时，对点的压力大小为，对点的滑块受力分析可得
解得滑块在点的速度大小
若滑块恰好能够到达点，对点的滑块受力分析可得
由动能定理可得
解得
对滑块从斜面上距离点的地方释放到刚滑到点的过程应用动能定理，可得
解得
滑块从斜面上距离点的地方释放到速度减为零的过程，由功能关系，可得
解得滑块速度减为零时在传送带上运动的距离
可知滑块速度减为零后，仍在传送带上，之后就会反向运动
由于 ，所以当滑块反向运动到点时的速度大小
滑块在面上做匀减速直线运动，滑块减速为时经过的位移
滑块最终静止的位置到点的距离
第1页，共1页
