第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學年山東省濰坊市高一（下）期末物理試卷一、選擇題（本大題共11小題，共44分）1.如圖所示，小球甲在真空中做自由落體運動，另一同樣的小球乙在黏性較大的油液中由靜止開始下落，它們都由高度為?1的位置下落到高度為?2的位置。在這兩種情況下，下列說法正確的是(

)

A.甲球的重力勢能變化大 B.甲球的末動能大

C.乙球的機械能守恒 D.乙球重力的平均功率大2.如圖所示，平行板A和B之間相距10cm，其間勻強電場的場強E=2×102V/m，方向由A指向B。已知距離B板2cm的P點電勢為4V，則距離A板3cm的Q點電勢為(

)

A.16V B.14V C.10V D.6V3.近日，我市多地組織防溺水應急演練活動。一次演練活動中，在某段平直河道中央放入隨水漂流的漂浮物(模擬溺水者)，巡河員發現在上游發生“溺水”，立刻駕駛小船從河岸以最短時間前往河中央施救，當小船到達河中央時恰好與“溺水者”相遇，施救后再以最短時間回到河岸。已知小船相對靜水的速度為4m/s，忽略小船加速和減速時間。該段河流的寬度為240m，河水的流速與離岸距離的關系如圖所示。則小船(

)

A.前往河中央的運動軌跡為直線 B.前往河中央的最短時間為24s

C.返回河岸時的速度為4m/s D.施救后返回河岸過程的位移大小為150m4.如圖所示，O點正下方固定一帶電量為Q的金屬環。質量為m、帶電量為q的小球用絕緣細線懸掛于O點，小球平衡時與環中心等高，細線與豎直方向夾角為45°。已知細線長為L，重力加速度為g，靜電力常量為k。則(

)

A.細線拉力大小為mg

B.細線拉力大小為22kQqL2

C.小球受靜電力大小為5.如圖所示，豎直輕彈簧固定在水平地面上，彈簧勁度系數為k，原長為l。質量為m的鐵球由彈簧的正上方?高處自由下落，與彈簧接觸后壓縮彈簧，當彈簧的壓縮量為x時，鐵球下落到最低點。不計空氣阻力，重力加速度為g，則此過程中(

)

A.鐵球的最大動能為mg?

B.鐵球減少的機械能為mgx

C.彈簧增加的彈性勢能為mg?+x

D.彈簧與鐵球組成的系統增加的機械能為6.2022年11月1日凌晨4點27分，我國“夢天”實驗艙與“天和”核心艙成功實現“太空握手”，“夢天”入列標志著組建中國空間站的“最后一塊積木”已經到位。如圖所示，若“夢天”實驗艙在近地點P進入橢圓軌道Ⅰ運行，之后與在高度為H的圓形軌道Ⅱ上運行的“天和”核心艙成功對接(Q點為對接點)。若已知地球質量為M、半徑為R，萬有引力常量為G，測得“天和”核心艙在軌道Ⅱ上運轉的周期為T，則“夢天”實驗艙在橢圓軌道上Ⅰ運動的周期為(

)

A.2πR3GM B.π(2R+H7.如圖所示，置于豎直面內的光滑矩形框ABCD，一個帶孔的小球穿在豎直邊BC上，并與一根細繩相連，細繩另一端固定于上邊AB的中點O。矩形框繞豎直對稱軸OO′勻速轉動，則(

)

A.細繩的拉力可能為零

B.豎直邊BC對小球的彈力可能為零

C.轉速越大，細繩的拉力越大

D.轉速越大，豎直邊BC對小球的彈力越大8.如圖所示的正方體空間，其面ABCD水平。現將一小球先后兩次從A點水平拋出，當以速度v1沿AC方向拋出時打在C′點，且在C′點的速度與豎直方向夾角為θ1；當以速度v2沿AD方向拋出時打在DD′中點E，且在E點的速度與豎直方向夾角為θ2。不計空氣阻力，則(

)A.v1:v2=1:1 B.v19.某人駕駛小型汽車行駛在平直的封閉測試道路上，t=0時刻開始無動力滑行，一段時間后以恒定功率加速行駛，車速達到最大后保持勻速，v?t圖像如圖所示。汽車總質量為1×103kg，行駛中受到的阻力保持不變，則(

)

A.汽車行駛中所受阻力大小為2×103N

B.1s～11s內汽車的功率為10kW

C.1s～11s內汽車的位移為62.5m

D.汽車加速過程中速度為10.如圖所示為一電場等勢面的分布情況。虛線為一帶電粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，A、B為軌跡上的兩點，則(

)

A.帶電粒子帶正電

B.帶電粒子在A點的加速度小于B點的加速度

C.帶電粒子在A點的電勢能小于B點的電勢能

D.若帶電粒子由A點靜止釋放，僅在電場力作用下將沿等勢面d運動11.我國北極黃河站科考隊員在北極附近進行實驗：在冰面以上?高度處，將小鋼球自由釋放，經時間t落地。已知地球的半徑為R，萬有引力常量為G。則(

)A.當地重力加速度為2?t2

B.地球的質量為2?R2Gt2

C.第一宇宙速度為12.如圖所示，輕質動滑輪下方懸掛重物A、輕質定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質細線豎直。開始時，用手托住B，A靜置于地面上，B距地面高度為?，細線處于拉緊狀態。釋放后A、B開始運動。已知A、B的質量相等，不計一切摩擦和阻力，以地面為零勢能面。從開始運動至B剛要落地過程中，以下關于A、B的重力勢能EpA、EpB和動能EkA、EkB隨運動距離x變化關系正確的是(

)

A. B.

C. D.二、非選擇題（56分）13.某物理實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒，重物從高處由靜止開始下落，打點計時器在重物連著的紙帶上打下一系列的點，并測得紙帶上計時點間的距離如圖乙所示，O點是剛開始運動時打下的點，已知重物質量為0.5kg，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地重力加速度g=9.8m/s2

(1)紙帶上打下計數點B時的速度vB=_____m/s(保留兩位有效數字(2)在打點O到點B過程中，重物的重力勢能的減少量ΔEp=_____J，動能的增加量ΔEk=14.某同學利用如圖所示的實驗裝置，測定當地的重力加速度。實驗裝置中水平軌道可上下調整并固定，其左端安裝有單一檔位彈射裝置，右端下方懸掛重錘，向下指向地面O點；地面上平鋪薄薄一層細沙帶。在軌道末端安裝一光電門，通過數據采集器與計算機相連。實驗步驟如下：

Ⅰ.測出小球的直徑d=1.00cm；Ⅱ.將軌道固定在某一位置，讀出軌道末端到地面的高度?1。將小球用彈射裝置水平彈出，小球落在沙帶上并留下印記；重復彈射小球，在沙帶上留下一個印記區域，做出該區域的外接圓，外接圓的圓心作為小球的落點；測量落點到O點的距離xⅢ.調整軌道的高度為?2，重復(Ⅱ)中的實驗過程測量落點到O點的距離xⅣ.記錄多組?、x數據，如下表所示：實驗順序12345?(cm)50.040.030.020.010.0x(cm)32.128.624.820.314.4x10.308.186.154.122.07

請根據上述數據，完成下列問題：(1)在給定的坐標紙上作出x2??的圖像(2)根據對實驗的過程分析，寫出x2??的圖像的數學表達式x2=_____?(用平拋初速度v0(3)光電計時器記錄的平均遮光時間為t=10ms，根據上述圖像求得當地的重力加速度大小g=_____m/s2((4)實驗中，每次記錄的?值均漏掉了小球的半徑，按照上述方法計算出的重力加速度大小與真實值相比_____(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。15.將電荷量q=?1.6×10?19C的帶電粒子從電場中的A點移到B點過程中，電場力做功W1=?9.6×10(1)電子在B點的電勢能EpB及B點的電勢φ(2)A點的電勢φA及電子在A點的電勢能E16.滑板運動深受青少年喜愛。一滑板場地的簡化模型如圖所示，AB為助滑道，BC為起跳區，CD為著陸坡，DE為停止區，其中AB與水平方向夾角α未知，BC與水平方向的夾角β=15°，CD與水平方向間的夾角θ=30°，A、C兩點間高度差?=1.5m、水平距離L=5m。一滑板愛好者從起滑點A由靜止出發沿AB下滑，經C點沿斜面飛出后在空中運動一段時間，落在著陸坡上的P點(未標出)。已知在AB和BC段運動過程中滑板愛好者受到滑道的阻力為對滑道壓力的0.14(1)從C點飛出時的速度大小；(2)飛出過程中與著陸坡CD的最大距離。

17.如圖甲所示的裝置由粒子直線加速器、偏轉電場和熒光屏三部分組成。其中直線加速器由n個橫截面積相同的同軸金屬圓筒依次組成，序號為奇數的圓筒與序號為偶數的圓筒分別和交變電源相連，交變電源兩極間的電勢差的變化規律如圖乙所示。在t=0時，奇數圓筒比偶數圓筒電勢高，此時和偶數圓筒相連、序號為0的金屬圓板中央有一自由電子由靜止開始運動。圓筒長度經設計，可使電子運動到圓筒與圓筒之間各間隙中都能恰好使靜電力方向跟電子運動方向相同而不斷被加速。忽略電子通過圓筒間隙的時間。偏轉電場由兩塊相同的平行金屬板A與B組成，板長和板間距均為L，兩極板間的電壓UAB，兩板間的電場可視為勻強電場。距兩極板右側L側豎直放置一足夠大的熒光屏。電子自直線加速器射出后，沿兩板的中心線PO射入偏轉電場，并可從另一側射出，最后打到熒光屏上。已知電子的質量為m，電荷量為e，交變電源電壓的絕對值為U0，周期為(1)電子經0～1圓筒間電場加速后速度v1(2)第7個金屬圓筒的長度L7(3)由第7金屬圓筒射出的電子進入偏轉電場，偏轉電場兩極板間的電壓UAB可在?16U0

18.如圖甲所示，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分組成，其中A部分為“L”形平臺，其上表面光滑，上方有一與其等長輕質彈簧，彈簧左端固定，右端自然伸長；B部分為質量M=1.25kg，長L=3.0m的長木板，其上表面粗糙、下表面光滑；C部分為半徑R=0.9m的豎直光滑半圓軌道，其直徑豎直。現用質量m=1.8kg的小物塊將彈簧壓縮至P點，由靜止釋放后，小物塊沿滑道運動至Q點水平拋出后恰好落在A的最右端。已知小物塊與B上表面的動摩擦因數μ=13，g=10m/(1)小物塊運動至Q點時對豎直半圓軌道C的壓力；(2)彈簧壓縮至P點時的彈性勢能；(3)如圖乙所示，將豎直半圓軌道C向右移動一段距離s后固定，并解除對長木板B的固定。再次將小物塊壓縮彈簧至P點由靜止釋放，小物塊滑上B且恰好未滑下，此后B與C碰撞，小物塊沖上豎直半圓軌道C。求：(i)距離s至少多大；(ii)小物塊沖上豎直半圓軌道C至落地過程中上升的最大高度。

答案和解析1.【答案】B

【解析】A.根據題意，由重力勢能表達式

Ep=mg?Δ可知，下落過程中，甲球?e乙球重力勢能變化相同，故A錯誤；B.根據題意，由動能定理可得，甲球的末動能為E乙球的末動能為E可知，甲球的末動能大，故B正確；C.乙球下落過程中，阻力做功，機械能不守恒，故C錯誤；D.根據題意，由牛頓第二定律可知，乙球下落過程中有阻力，加速度小，則下落相同高度所用時間長，由公式

P=Wt

可知，由于下落過程中，甲球和乙球的重力做功相同，則乙球重力的平均功率小，故故選B。

2.【答案】B

【解析】由勻強電場的電場強度與電勢差的關系公式

E=UdUPB由電勢差與電勢的關系，可得U可得φ解得φ則有U可有U解得φACD錯誤，B正確。故選B。

3.【答案】C

【解析】A.由題意可知，小船的速度不變，水流速度隨離岸的距離增大而增大，小船在水中運動時，同時參與了一個是勻速直線運動，一個是變速直線運動，由運動的合成規律，可知小船前往河中央的運動軌跡為曲線，A錯誤；B.小船前往河中央的最短時間為t=B錯誤；

C.小船返回河岸時，水流速度是零，因此只有小船在靜水中的速度，則小船速度為4m/s，C正確；D.施救后返回河岸的運動中，小船在垂直河岸方向的分運動是勻速直線運動，位移是120m，時間是30s，水流速度隨小船向河岸位移成比例的減小，也就是隨小船返回時間成比例減小，因此可知，當小船返回到河岸時，小船沿水流方向的位移為x可得施救后小船返回河岸過程的位移大小為x=D錯誤。故選C。

4.【答案】D

【解析】ABC.根據題意，對小球受力分析，如圖所示

由平衡條件有FF解得F=F由幾何關系可得，金屬環圓心到小球的距離為d=由于金屬環不能看成點電荷，則金屬環和小球間的靜電力大小F則細線拉力大小F=故ABC錯誤；D.根據題意，由公式

E=FqE=故D正確。故選D。

5.【答案】C

【解析】A.根據題意可知，鐵球下落過程中，當鐵球剛接觸彈簧時，由機械能守恒定律可知，此時鐵球的動能為E由于鐵球重力大于彈簧的彈力，則鐵球繼續加速，則鐵球的最大動能大于

mg?

，故A錯誤；BCD.根據題意可知，鐵球下落過程中，鐵球和彈簧組成的系統機械能守恒，則鐵球減少的機械能等于彈簧增加的彈性勢能，鐵球下落到最低點，機械能減少量等于鐵球重力勢能的減少量

mg?+x

，則彈簧增加的彈性勢能為

mg?+x

，故BD錯誤，故選C。

6.【答案】BC

【解析】“天和”核心艙在軌道Ⅱ上運轉時，由地球的萬有引力提供向心力，可得G解得

T設“夢天”實驗艙在橢圓軌道上Ⅰ運動的周期為T12R+H解得T或T1AD錯誤，BC正確。故選BC。

7.【答案】B

【解析】A.小球隨矩形框在水平面內做勻速轉動時，小球受合外力提供向心力，豎直邊BC光滑，小球在豎直方向受力平衡，即細繩在豎直向上方向的分力大小等于重力，因此細繩的拉力不可能是零，A錯誤；B.小球在水平面內做勻速轉動，受合外力提供向心力，當轉動的角速度較小時，豎直邊BC對小球的彈力向外，細繩在水平方向的分力與豎直邊BC的彈力的合力提供向心力，當角速度較大時，豎直邊BC對小球的彈力向里，細繩在水平方向的分力與豎直邊BC的彈力的合力提供向心力，因此當角速度合適時，豎直邊BC對小球的彈力可能是零，B正確；CD.由于細繩在豎直方向的分力大小等于小球的重力，即小球在豎直方向保持平衡，因此細繩的拉力不變。設細繩與豎直轉軸間的夾角為α，轉動半徑為r，若光滑矩形框做勻速轉動的轉速ω較小，則豎直邊BC對小球的彈力方向垂直BC向外，如圖所示，在水平方向上，由牛頓第二定律可得

F解得

F可知，轉速ω變大，其它量不變，則有豎直邊BC對小球的彈力FN變小，CD故選B。

8.【答案】A

【解析】根據題意，設正方體的棱長為

a

，由幾何關系可知，當沿AC方向拋出時，水平位移為x則有豎直方向上有a=解得v在

C′

點時的豎直分速度為v則有tan當沿AD方向拋出時，水平方向上有a=豎直方向上有av解得vv則有tan則vtan故選A。

9.【答案】AD

【解析】A.根據題意，由圖像可得，汽車無動力滑行時的加速度大小為a由牛頓第二定律可得，汽車行駛中所受阻力大小為f=m故A正確；B.根據題意，由圖可知，當

t=11s

時，汽車達到最大速度

7.5m/s

，此時汽車的牽引力為F=f=2×1汽車的功率為P=F故B錯誤；C.根據題意，設

1s～11s

內汽車的位移為

x

，由動能定理有P代入數據解得x=67.1875m故C錯誤；D.汽車加速過程中速度為

6m/s

時，牽引力為F由牛頓第二定律有a=故D正確。故選AD。

10.【答案】AC

【解析】A.由電場方向與等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢，帶電粒子運動軌跡向低電勢方向彎曲，即粒子受到向低電勢方向的電場力，電場力方向與電場方向相同，可知帶電粒子帶正電，故A正確；B.等差等勢面越密的地方，電場線越密，電場強度越大，則有E帶電粒子在A點受的電場力大于在B點受的電場力，因此帶電粒子在A點的加速度大于B點的加速度，故B錯誤；C.帶電粒子帶正電，在高電勢位置的電勢能大，在低電勢位置電勢能小，因此帶電粒子在A點的電勢能小于B點的電勢能，故C正確；D.若帶電粒子由A點靜止釋放，僅在電場力作用下將沿低電勢方向運動，不會在等勢面d運動，故D錯誤。故選AC。

11.【答案】ABD

【解析】A.根據題意，設當地重力加速度為

g1

?=解得g故A正確；B.根據題意，由萬有引力等于重力有GMm解得M=故B正確；C.根據題意，由萬有引力提供向心力有GMm解得v=故C錯誤；D.若在相同位置以初速度

v0

將該小球水平拋出，由公式

x=vv則落地速度為v=故D正確。故選ABD。

12.【答案】BC

【解析】根據滑輪組可知，B下落的高度為A上升高度的兩倍，設B運動距離為

xB

時，A運動距離為

xAx對B，初始重力勢能為E當B運動距離為

xB

EB的末重力勢能為0。對A，初始重力勢能為0，當A運動距離為

xA

E由滑輪組可知，A上升的高度為B下降高度的一半，故x故A的末重力勢能為E根據滑輪組可知，在運動過程中v對AB組成的系統，當B運動距離為

xB

mg對B可得EB的末動能為E對A，當A運動距離為

xA

EA的末動能為E故選BC。

13.【答案】

3.9

3.83

3.80

【解析】(1)[1]根據題意，由于打點計時器所用電源的頻率為50Hz，則相鄰計時點間的間隔為T=由中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度可得，紙帶上打下計數點B時的速度為v(2)[2]在打點O到點B過程中，重物的重力勢能的減少量Δ[3]動能的增加量Δ

14.【答案】

2v02g

9.72【解析】(1)[1]根據題意，由表格中數據，用描點畫圖的方法，畫出

x2??

(2)[2]根據題意可知，小球做平拋運動，則水平方向上有x=豎直方向上有?=整理可得x(3)[3]根據題意題意可知，小球的初速度為v結合(1)中圖像和(2)中分析可得2解得g≈9.72m/(4)[4]根據題意可知，小球落在地面，即小球的下沿落地留下一個印記，則小球的下落高度即為軌道末端到地面的高度，與小球半徑無關，則按照上述方法計算出的重力加速度大小與真實值相比不變。

15.【答案】(1)

14.4×10?19J

，?9V；(2)?3V，【解析】(1)帶電粒子從電場中的A點移到B點過程中，電場力做功

W1=?9.6×1U再從B點移到無窮遠過程中，電場力做功

W2=14.4×1U取無窮遠處電勢是零，則有U可得φ由

Ep=qφ

，可得電子在E(2)則有UA點的電勢φ電子在A點的電勢能E

16.【答案】(1)4m/s；(2)

4【解析】(1)滑板愛好者由A點運動到C點，設AB