娄底市第三中学等多校2023-2024学年高一下学期期末考试
物 理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册第九、十章。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．钱学森弹道是我国科学家钱学森于20世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想，这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起，使之既有弹道导弹的突防性，又有飞航式导弹的灵活性。导弹在同一竖直平面内的一段飞行轨迹如图所示，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，导弹在这四个位置的速度v与所受合外力F的关系可能正确且速度正在减小的是（ ）
A．位置A B．位置B C．位置C D．位置D
2．某款游戏中，参与者身着各种游戏装备及护具，进行模拟作战训练。若某游戏参与者以相等间隔时间连续水平发射三颗子弹，不计空气阻力，O为图线中点，则子弹在空中的排列形状应为（ ）
A． B． C． D．
3．在某一点电荷产生的电场中，A、B两点的电场强度方向如图所示，则A、B两点的电场强度大小之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：4 D．4：1
4．若某列车从长沙南站由静止启动做匀加速直线运动，匀加速运动过程经历的时间为3t，通过的距离为，则该列车匀加速运动过程中最后一个时间t内通过的距离为（ ）
A． B． C． D．
5．质量为m的汽车行驶在平直的公路上，在运动过程中所受阻力不变。当汽车的加速度大小为a，速度大小为时，发动机的功率为P。若汽车以额定功率行驶的最大速度为，则汽车的额定功率为（ ）
A． B． C． D．
6．科学研究表明，当天体的逃逸速度（即第二宇宙速度，其大小为第一宇宙速度的倍）超过光速c时，该天体就是黑洞。2023年9月，由中国科学家领导的国际合作团队首次证实了黑洞存在自转，已知引力常量为G，则一个质量为M、半径最大的黑洞，其自转周期的最小值为（ ）
A． B． C． D．
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．某次趣味活动中，老师将一带均匀正电的金属球固定在绝缘实验桌上，将另外一带电小球（其电荷量远小于金属球的电荷量）移至金属球球心正上方某一高度处，小球恰好处于悬浮状态。不考虑其他带电体的影响，以距离金属球无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（ ）
A．小球带正电 B．小球带负电
C．小球的电势能大于零 D．小球的电势能小于零
8．安全绳是防止高空作业人员发生坠落或发生坠落后将作业人员安全悬挂的个体防护装置。某次，质量为m的工人（视为质点）系着原长为的弹性安全绳，工人不小心坠落，最终静止时（工人悬挂于空中）安全绳的长度为。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．当安全绳刚伸直时，工人的速度大小为
B．当安全绳刚伸直时，工人的速度大小为
C．安全绳的劲度系数为
D．安全绳的劲度系数为
9．修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为如图所示的模型。A、B是转动的两个齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点，若A、B、C的轨迹半径之比为2：3：2，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B的线速度大小之比为2：3 B．A、B的角速度大小之比为3：2
C．A、C的周期之比为3：2 D．A、C的向心加速度大小之比为9：4
10．如图所示，一质量为m的小球（视为质点）固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，此时弹簧恰好无形变。现由静止释放小球，小球运动到O点正下方B点时的速度大小为v，此时小球与A点的竖直高度差为h。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中重力势能的减少量为mgh
B．小球从A点运动到B点的过程中机械能守恒
C．小球到达B点时，弹簧的弹性势能为
D．小球从A点运动到B点的过程中克服弹簧弹力做的功为
三、非选择题：共56分。
11．（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验。
（1）放在桌面上的平板上铺一张白纸并用图钉固定，将橡皮筋一端与两细绳套打成一个结点A，另一端固定在平板上的B点。
（2）用两弹簧测力计挂钩分别钩住两绳套，并互成角度地拉橡皮筋使结点A移到O点，要求细绳与平板________（填“平行”“不平行”或“可以平行也可以不平行”），记下、________、两细绳套的方向和两测力计的示数、。
（3）撤去一个测力计，用另一测力计拉细绳套，使结点A移到O点，记录细绳套的方向，若测力计的示数如图甲所示，则其示数________N。
（4）选取合适的标度，作出理论上的合力F的图示如图乙所示，比较力与力F的大小和方向是否相同，若在实验误差允许范围内，则力的平行四边形定则得到验证。
12．（9分）学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，当地的重力加速度大小为g。
（1）实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C为依次打下的点，根据纸带上的数据，打点计时器打B点时，重物的速度大小为________；从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量________，重物动能的增加量________。若在实验误差允许的范围内满足，则机械能守恒定律得到验证。
13．（13分）如图所示，一初速度为零的电子经电压加速后，从正中间垂直电场方向进入板长与间距相等的平行金属板，并恰好能穿出金属板。电子的质量为m，电荷量为e，不计电子所受的重力。求：
（1）电子刚进入两金属板间时的速度大小v；
（2）两金属板间的电压U。
14．（13分）如图所示，一质量的长木板在大小、方向水平向右的外力作用下，在水平地面上向右以大小的速度做匀速直线运动，某时刻一质量的物块（视为质点）以大小的速度从木板的左端滑上木板，在物块滑上木板的瞬间撤去外力，物块恰好未滑离木板。物块与木板间的动摩擦因数，取重力加速度大小。求：
（1）撤除外力后瞬间物块的加速度大小以及木板的加速度大小；
（2）木板的长度L。
15．（15分）如图所示，固定在竖直面内的粗糙圆弧轨道BC与水平地面相切于C点，半径OB与水平方向的夹角。质量的物块（视为质点）从O点正上方的A点以大小的速度水平向左抛出，恰好沿B点的切线方向进入并沿圆弧轨道运动，到达C点后沿地面滑行距离停下。物块与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，，不计空气阻力。求：
（1）A、B两点的高度差h以及圆弧轨道的半径R；
（2）物块通过C点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）物块通过B点时的速度大小以及在物块从B点运动到C点的过程中，物块与圆弧轨道之间因摩擦产生的热量Q。
娄底市第三中学等多校2023-2024学年高一下学期期末考试
物理参考答案
1．B 【解析】根据做曲线运动的物体，其受力与速度之间的关系可知，选项B正确。
2．C 【解析】子弹在空中均做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，可知相同时间内子弹的水平间距相等；子弹在竖直方向上做匀加速直线运动，可知相同时间内子弹的竖直间距不相等，选项C正确。
3．A【解析】如图所示，点电荷在O点，根据点电荷的电场强度公式可知，A、B两点的电场强度大小之比，选项A正确。
4．D 【解析】初速度为零的匀加速直线运动在连续相等时间内的位移大小之比为1：3：5：…，因此该列车匀加速过程中最后一个时间t内通过的距离，选项D正确。
5．C 【解析】对汽车受力分析，设汽车受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律有，又，解得，额定功率，解得，选项C正确。
6．D 【解析】根据可知，质量为M的黑洞，最大半径，黑洞自转不瓦解，需满足，解得，选项D正确。
7．AC 【解析】小球处于静止状态，说明其所受库仑力与重力二力平衡，故小球带正电，选项A正确、B错误；因小球带正电，且金属球（场源电荷）也带正电，故当以距离金属球无穷远处的电势为零时，小球的电势能大于零，选项C正确、D错误。
8．AD 【解析】设当安全绳刚伸直时，工人的速度大小为v，根据自由落体运动的规律有，解得，选项A正确、B错误；根据胡克定律可知，安全绳的劲度系数，选项C错误、D正确。
9．BD 【解析】因为修正带是通过两个齿轮相互咬合工作的，所以两个齿轮边缘的A、B两点的线速度大小相等，又A、B两点的轨迹半径之比为2：3，可得A、B两点的角速度大小之比为3：2，选项A错误、B正确；因为A、C两点的角速度大小之比为3：2，又A、C两点的轨迹半径之比为1：1，结合和，可知A、C两点的周期之比为2：3，A、C两点的向心加速度大小之比为9：4，选项C错误、D正确。
10．AC 【解析】小球从A点运动到B点的过程中，小球重力势能的减少量等于该过程中重力对小球做的功，该过程中小球所受重力对小球做的功为mgh，选项A正确；小球减少的重力势能一部分转化为小球的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，选项B错误；对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律有，解得小球到达B点时，弹簧的弹性势能，选项C正确；根据功能关系，小球从A点运动到B点的过程中克服弹簧弹力做的功，选项D错误。
11．（2）平行（2分） O点的位置（2分）
（3）3.70（2分）
【解析】（2）完成本实验时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳方向必须与板面平行，且在同一平面内，确保力的准确性；本实验采用等效替代法，要保证两次拉橡皮筋的效果相同，就要将结点O拉到同一个位置，故必须记下O点的位置。
（3）用弹簧测力计测量时，需要估读，结果为3.70N。
12．（1）电火花计时器（2分）
（2）（2分） （2分） （3分）
【解析】（1）电磁打点计时器通过撞针敲击，利用复写纸在纸带上留下点迹；电火花计时器通过电极放电在纸带上留下点迹，减小了接触摩擦，为减小实验误差，应优先选用电火花计时器。
（2）打点计时器打B点时重物的速度大小；从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量，重物动能的增加量。
13．解：（1）对电子经电压加速的过程，根据动能定理有
（3分）
解得。 （2分）
（2）设两金属板间的距离为d，电子在两金属板之间运动的加速度大小
（2分）
设电子在两金属板之间运动的时间为t，有
（2分）
（2分）
解得。 （2分）
14．解：（1）设木板与地面间的动摩擦因数为，有
（1分）
解得
物块滑上木板后，物块做匀减速直线运动，有
（1分）
解得 （1分）
物块滑上木板后，木板做匀加速直线运动，有
（2分）
解得。（1分）
（2）设从该时刻起，经时间t后，物块与木板的速度相同，有
（2分）
解得 （1分）
在这段时间t内，物块运动的距离
（1分）
解得
在这段时间t内，木板运动的距离
（1分）
解得
又 （1分）
解得。 （1分）
15．解：（1）设物块通过B点时的竖直分速度大小为，根据几何关系有
（1分）
又 （1分）
解得 （1分）
设物块抛出后在空中做平抛运动的时间为t，有
（1分）
又 （1分）
解得。（1分）
（2）设物块通过C点时的速度大小为，对物块沿地面滑行的过程，根据动能定理有
（1分）
解得
设物块通过C点时所受圆弧轨道的支持力大小为，有
（1分）
根据牛顿第三定律有 （1分）
解得。（1分）
（3）物块通过B点时的速度大小 （1分）
解得 （1分）
对物块从B点滑至C点的过程，根据能量守恒定律有
（2分）
解得。（1分）
