2022-2023学年广西百色市高一（下）期末物理试卷
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
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，在内带动杯子旋转了，人的臂长约为。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. 位置飞出的小水珠初速度沿方向
C. 杯子在旋转时的角速度大小为 D. 杯子在旋转时的线速度大小约为
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
4. 年月日时分，我国自主研发的长征二号遥十六运载火箭，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于当日时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，中国空间站轨道距地面的平均高度为，飞船在停泊轨道上的周期为，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、两点的速率之比为
C. 若飞船在Ⅰ轨道的点点火加速，至少经过时间，才能在Ⅱ轨道的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
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
6. 年初防城港市海上风电示范项目全面启动，力争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的圆面，某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气密度为，假如这个风力发电机能将此圆内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
B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流动能为
C. 该风力发电机发电的功率为
D. 单位时间内发电机产生的电能为
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，运动员把质量为的足球从水平地面踢出，足球恰好飞过高为的人墙顶部，并继续在空中运动到最高点，足球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为，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
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
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
8. 如图所示，将质量为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，重力加速度为。现将小环在与定滑轮顶部等高的处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为时图中处，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
B. 小环到达处时，重物上升的高度为
C. 小环到达处时，小环的速度与重物速度大小之比为
D. 小环到达处时，小环的速度与重物速度大小之比为
9. 有一种“飞椅”的游乐项目。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径的水平转盘边缘。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、，不计钢绳的重力，，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. 若飞椅以的转速水平匀速转动，飞椅的旋转周期为
C. 一定小于
D. 甲的向心加速度大于乙的向心加速度
10. 北京时间年月中旬至月下旬出现了“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，地球公转周期为，“祝融号”在火星赤道表面做匀速圆周运动的周期为，“祝融号”的质量为，火星的半径为，万有引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 火星的第一宇宙速度大小为
B. 太阳的质量为
C. 火星的公转周期为小于地球公转周期为
D. 相邻两次“火星合日”的时间间隔为
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：
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、小球的高度，使两个小球重心在同一水平线上。
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。
用小木槌敲击弹片，让、两个小球同时开始运动，直到小球落在实验台上。
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。
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，选择球的三个影像、、的球心位置进行测量，得到水平位移：，竖直位移：，通过测量数据可知，该频闪摄像机的闪光频率为___，小球抛出时的初速度大小为________保留三位有效数字；小球经过点时速度大小为_______________可用根号表示取
12. 某同学设计出如图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和光电门，光电计时器记录下小球通过光电门的时间分别为、，已知当地的重力加速度为，小球的直径为。
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。
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
B.光电门和光电门之间的距离
C.小球从光电门运动到光电门的时间
小球通过光电门时的瞬时速度大小__________。
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。
为了减小偶然误差，保持光电门位置不变，上下调节光电门，多次实验记录多组数据，作出随变化的图像如图所示，若该图线的斜率__________，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
四、简答题（本大题共2小题，共22.0分）
13. 在赛季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，不考虑空气阻力，取，篮球视为质点。求：
篮球进框的速度大小；
篮球从投出到进入篮筐的时间；
篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度。
14. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，、、、是边长为的正方形的四个顶点，在点和点固定放置电荷量均为的正电荷，在点放了某一个未知电荷后，点处的电场强度恰好为零，静电力常量为。求：
放在点的电荷的电性及其电荷量；
若将一试探电荷已知质量为、电荷量为 放到连线的中点处，此时试探电荷在处加速度的大小和方向。
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小物块，使小物块以的初速度向左运动，运动后将弹簧压至最紧，反弹回出发点物块速度大小。若水平面与一长的水平传送带平滑连接，传送带以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。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。取，，求：
小物块与水平面间的动摩擦因数；
弹簧具有的最大弹性势能；
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应满足的条件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
由电荷的特点得解；由物体带电的实质得解。
本题主要考查电荷的特点及物体带电的实质，难度不大。
【解答】
电荷的特点是能够吸引轻小物体，故摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，不能说明二者电性相反，故A错误，B正确；
物体带电的实质时电子的转移，而由于羽毛与琥珀均为绝缘体，故不会出现电子的转移，根据摩擦起电的实质，琥珀与琥珀摩擦不会有电子的转移，故琥珀与琥珀摩擦不能带电，故CD错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了圆周运动这个知识点；
匀速圆周运动速度的方向沿着该点的切线方向，向心力的方向指向圆心；根据和可确定杯子在旋转时的角速度大小和线速度大小。
【解答】
由图乙中做离心运动的轨迹可知，杯子的旋转方向为逆时针方向，位置飞出的小水珠初速度沿方向，故AB错误；
C.杯子旋转的角速度为 ，故C错误；
D.杯子旋转的轨迹半径约为，则线速度大小约为 ， 故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】当摇动起电机，电极之间形成强电场，将气体电离后形成的自由电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒向正极移动，其工作原理为静电吸附，选项AC错误；
因为静电平衡的导体，尖端电荷更密集，所以电场强度更大，所以锯条附近的电场强度最大，选项B错误，D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】A.因为停泊轨道半径近似为地球半径，所以飞船在停泊轨道上的速度近似等于第一宇宙速度，A错误；
B.由开普勒第二定律可知，飞船在转移轨道上、附近极短时间内扫过的面积相等
故两点的速率之比为
B错误；
C.设飞机在转移轨道运行的周期为 ，由开普勒第三定律可得
整理可得
故飞船在转移轨道上从 点飞到 点所需的时间为
所以飞船在Ⅰ轨道的点点火加速，至少经过时间 ，才能在Ⅱ轨道的点与空间站完成交会对接，C正确；
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万有引力提供向心力，处于完全失重状态，D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】【详解】铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，原因是当火车按规定速度转弯时，由火车的重力和轨道对它的支持力的合力来提供火车转弯所需的向心力，从而避免轮缘对外轨的挤压，故A错误；
B.“水流星”表演中，通过最高点时，水受到重力及筒底的支持力作用，加速度方向竖直向下，处于失重状态，而当“水流星”刚好能通过最高点时，水仅受重力的作用，支持力为零，此时处于完全失重状态，故B错误；
C.汽车通过凹形桥的最低点时，圆心在汽车的正上方，此时重力和支持力的合力提供向心力，即有，可知汽车受到的支持力 大于重力 ，故C正确；
D.脱水桶的脱水原理是：当转筒的速度较大时，水滴做圆周运动所需要的向心力较大，而水与衣物之间的粘滞力无法提供，所以水滴将做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】A. 时间内冲击叶片圆面的气流体积为
故单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积为
故选项A正确；
时间内冲击叶片圆面的气流的动能为
故单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为
该风力发电机的发电功率为
单位时间发电机产生的电能为 ，选项BCD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】A.选取过人墙最高点的水平面为零势能参考面，重力势能为，A正确；
B.足球从被踢出运动到最高点的过程中，高度增加了，则重力势能的增加量为，B错误；
重力的功率为
足球从被踢出运动到最高点的过程中，竖直方向的速度一直减小，重力的功率一直减小，运动到最高点时， ，重力的瞬时功率为零，C正确，D错误。
故选AC。
8.【答案】
【解析】A.设小环释放后的极短时间，绳与杆的夹角变为，把小环的速度沿着绳和垂直于绳正交分解，物体上升的速度为
小环释放后的极短时间内，小环下降的速度环增大，减小，增大，物体上升的速度物增大，重物加速上升，加速度向上，根据牛顿第二定理，绳的拉力大于重力，绳的张力大于，A错误；
B.重物上升的高度为
B正确；
小环到达处时
解得
C正确，D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】重力与拉力的合力为 ，且其合力提供向心力，即
解得
为钢绳延长线与转轴交点到人所在水平面的高度
由
其中 为圆盘半径， 为钢绳长度
可知， 越小则 越小，则 一定大于 ，与质量无关，故AC错误；
D.向心加速度
则甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故D正确；
B.飞椅的转速为
根据周期与转速的关系得
故B正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】A.“祝融号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，有
解得火星质量
由
解得火星的第一宇宙速度大小
故A正确；
B.火星和地球的公转轨道半径未知，所以无法求出太阳的质量，故B错误；
C.根据开普勒第三定律
可知，火星轨道半径大于地球轨道半径，故火星的公转周期更大，故C错误；
D.相邻两次“火星合日”的时间间隔满足
解得
故D正确。
故选AD。
11.【答案】
【解析】竖直方向根据匀变速直线运动规律有
代入数据解得
则频率
初速度
竖直方向速度大小
小球过 点的速度
代入数据解得
12.【答案】大；；；；
【解析】解：实验中小球应该选择密度大表面光洁的实心小球，以减小空气阻力的影响。
小球经过光电门和光电门的速度可表示为，
小球从光电门运动到光电门过程，据机械能守恒定律可得
联立可得
只要上述表达式成立，即可证明小球下落过程机械能守恒。
小球的质量、小球从光电门到光电门下落的时间不需要测量，选项AC错误；
B.光电门和光电门之间的距离要测量，选项B正确。
故选：。
小球通过光电门时的瞬时速度为
小球经过光电门和光电门的速度可表示为，
小球从光电门运动到光电门过程，据机械能守恒定律可得
整理得
由可得随变化的图像的斜率为
如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
故答案为：大；；；；
该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度，以及物体通过光电门的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；
利用平均速度法求解到达光电门时的速度；
根据机械能守恒倒推出测量的量在、和的关系式；
根据实验原理结合图像斜率解得。
解决本题需熟记实验原理，根据实验原理分析所要测的物理量，掌握机械能守恒的表达式和瞬时速度的求解方法。
13.【答案】 ； ；
【解析】设篮球出手和进篮筐的速度大小分别为 和 ，由题意 ，从出手到落入篮筐时间为 ；
在竖直方向篮球只受重力，做竖直上抛运动，有
在水平方向匀速运动
联立解得
竖直方向根据
代入数据解得
14.【答案】 带负电， ； ；方向由 指向
【解析】由题可知， 在 点产生的电场强度与 点的 共同在 点产生的电场强度等大反向，故 带负电，则有
解得
试探电荷在 连线的中点 处受到 两点正电荷 的库仑力等大反向，所以试探电荷在 处受到的合力大小等于 与 之间的库仑力大小，合力方向由 指向 ，根据牛顿第二定律有
解得
加速度的方向由 指向 。
15.【答案】解：小物块在水平面向左运动再返回的过程，根据能量守恒定律得
代入数据解得
小物块从出发到运动到弹簧压缩至最短的过程，由能量守恒定律得弹簧具有的最大弹性势能为：
代入数据解得
本题分两种情况讨论：设物块在圆轨道最低点时速度为时，恰好到达圆心右侧等高点。
根据机械能守恒得，得，说明物块在传送带上一直做匀加速运动。
小物块在传送带上运动的过程，由动能定理得：
解得
设物块在圆轨道最低点时速度为时，恰好到达圆轨道最高点。
在圆轨道最高点有：
从圆轨道最低点到最高点的过程，由机械能守恒定律得
解得，说明物块在传送带上一直做匀加速运动。
小物块在传送带上运动的过程，由动能定理得：
解得
所以，要使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应满足的条件是或。
答：
物体与水平面间的动摩擦因数是。
弹簧具有的最大弹性势能是。
要使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应满足的条件是或。
【解析】小物块在水平面向左运动再返回的过程，其动能转化为内能，根据能量守恒定律求小物块与水平面间的动摩擦因数；
小物块从出发到运动到弹簧压缩至最短的过程，根据能量守恒定律求解弹簧具有的最大弹性势能。
小物块滑上传送带后，在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动，动摩擦因数不同，加速的距离不同，冲上圆弧轨道的初速度就不同，求出恰好到达圆心右侧等高点、圆心右侧等高点和圆轨道最高点时速度，再由牛顿第二定律和运动学公式或动能定理求动摩擦因数的范围。
解决物理问题时，应该先清楚研究对象的运动过程，根据运动性质利用物理规律解决问题；本题关键要抓住竖直平面内圆周运动的临界条件。关于能量守恒定律的应用，要清楚物体运动过程中能量的转化；动能定理可以分过程也可以全过程使用，应适当选择。
第1页，共1页
