湖南省湖南师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷(物选班) Word版含解析

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【文档说明】湖南省湖南师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷(物选班) Word版含解析.docx,共(11)页,791.021 KB,由小赞的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明:

湖南师大附中2023—2024学年度高一第二学期期末考试物理(物选班)时量:75分钟满分:100分一、单项选择题:(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.下列说法正确的是A.半导体材料导电性能与外界条件无关B.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都变为原来的二分之一C.由URI=可知,R与导体两端电压U成正比,与通过导体的电流I成反比D.某些金属、合金

和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小为零2.如图甲、乙所示,两个电荷量均为q的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的半圆环和34圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F,则图乙中环对圆心同一点电荷的库仑力大小为A.22FB.23FC.2F

D.32F3.我国新能源汽车领先全球,2024年3月,小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市,其技术领先且价格符合大众消费,一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶,汽车的质量为32.010kgm=,发动机的额定功率为0200kWP=,设汽车在行

驶过程中受到的阻力大小恒为34.010Nf=。如果汽车从静止开始以额定功率启动,则A.汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后做加速度减小的加速运动B.汽车在行驶过程中所能达到的最大速度50m/smv=C.若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同D.若汽车到达最大速度的时间

为t,则这段时间内的位移2mvxt=4.某同学设计了一个电容式风力传感器,如图所示,将电容器与静电计组成回路,可动电极在风力作用下向右移动,风力越大,移动距离越大(两电极始终不接触)。若极板上电荷量保持不变,P点为极板间的

一点,下列说法正确的是A.风力越大,电容器电容越小B.风力越大,极板间电场强度仍保持不变C.风力越大,P点的电势仍保持不变D.风力越大,静电计指针张角越大5.在x轴上有两个点电荷1q、2q,其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下

列说法正确的有A.1q和2q带有同种电荷B.1x处的电场强度为零C.负电荷从1x移到2x,电势能增加D.负电荷从1x移到2x,受到的电场力减小6.如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏。2块相同木板a、b紧挨放在水平地面上。某顾客使小滑块(可视为质点)以某一水平初速度从a的左端滑上木板,若滑块分别停

在a、b则分别获得二、一等奖,若滑离木板则不得奖。已知每块木板的长度为L、质量为m,木板下表面与地面间的动摩擦因数均为,滑块质量为2mM=,滑块与木板a、b上表面间的动摩擦因数分别为4、2,重力加速度大小为g,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,则下列说法正确的是A.若木板

全部固定,顾客要想获奖,滑块初速度的最大值为26gLB.若木板全部固定,顾客获一等奖的最小速度为2gLC.若只有木板a固定,顾客获一等奖,滑块初速度的最大值14gLD.若木板都不固定,顾客获二等奖,滑块初速度的最大值32gL二、多选题(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。全部选对的得5分,选对但选不全的得3分,有选错得0分)7.两根长度相同、半径之比:2:1ABrr=的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路,下列说法正确的是A.A、B的电阻之比为1:4B.流过A、B的电流之比为2:1C.通过A、B的电子定向移动速率之

比为1:4D单位时间通过A、B的电量之比为4:18.如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅受它们相互之间的静电力,三球均处于静止状态,AB和BC小球间的距离分别是1r、2r,则以下判

断正确的是A.A、C两个小球可能带异种电荷B三个小球的电荷量大小为CABQQQC.摆放这三个小球时,可以先固定C球,摆放A、B使其能处于静止状态,再释放C球D.12ACrQrQ=9.如图所示,由两根不可伸长的细绳a和b悬挂在天花板上的水平木板上放置一个

由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m,离地面的高度为H,初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳a、b同时断裂,木板触地前,两物块未发生碰撞,重力加速度为g,下列说法正确的是A.木板与两物块组成的系统机械能守恒B.物块可能先做变加速曲线运

动,再做匀变速曲线运动C.物块到地面时的速度可能小于2gHD.两个物块落地的速度不相同10.如图甲所示,在空间坐标系xOy中,a射线管放置在第Ⅱ象限.由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成,细管C到两金属板距离相等,右侧的开口在y轴上,金属板和细管C均平行于x轴。放射源P在A板

左端,可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为L、间距为d,当A、B板间加上某一电压时,粒子刚好能够以速度0v从细管C水平射出,进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着如图所示的辐向电场,分布在整个第Ⅰ象限的区域内.电场线沿半径方向,指向与坐标系原点

重合的圆心O。粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动,粒子运动轨迹处的场强大小处处为0E。0t=时刻粒子垂直x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中,交变电场的场强大小也为0E,方向随时间的变化关系如图乙所示,规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为2

e(e为元电荷)、质量为m,重力不计。以下说法中正确的是A.粒子从放射源P运动到C的过程中动能减少了2202mdvLB.粒子从放射源P发射时的速度大小为2021dvL+C.粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为2002mv

reE=D.在2tT=时刻,粒子的坐标为220000,22mveETvTeEm+−三、实验题(共14分,11题6分,12题8分)11.(6分)某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象,设计电路如图甲所示。开关K闭合,将开关S与端点2连接时电源短时间内对电容器完成

充电,充电后电容器右极板带负电;然后把开关S连接端点1,电容器通过电阻放电,计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时间变化的It−图像;(1)根据It−图像估算电容器在充电结束时储存的

电荷量为________(结果保留两位有效数字);(2)已知直流电源的电压为6V,则电容器的电容约为________F(结果保留两位有效数字);(3)如果不改变电路其他参数,断开开关K,重复上述实验,则充电时的It−图像可能是图

丙中的虚线________(选填“a”“b”或“c”中的一个,实线为闭合开关K时的It−图像)。12.(8分)某实验小组想利用平抛运动实验装置来验证机械能守恒定律,利用身边的器材组装了如图甲所示的装置,具体实验操作如下:①在水平桌面上利用硬练习本做成斜面,使小球从斜面上某一固定位置由静止滚下,小

球离开桌面后做平抛运动;②利用频闪相机对小球离开桌面后的运动进行拍摄,得到小球下落的图片如图乙所示;③利用刻度尺测得图中位置1与2的水平距离为0x,位置1与3的竖直高度为1h,位置2与5的竖直高度为2h,位置4与6的竖直高度为1h。已知频闪相机的

工作频率为f,测得小球质量为m,当地重力加速度为g,试回答以下问题:(1)小球运动到位置2时的动能ME=________,小球运动到位置5时的动能ME=________,当满足表达式________28gh=时,则可验证小球从位置2到位置5运动的过程机械能守恒。(用题干中给

出的物理量字母表示)(2)实验结束后,某小组成员突然发现,桌面右端不水平,于是小组成员对实验结论提出质疑,你认为右端不水平对实验结果________(填“有”或“无”)影响。四、解答题(共42分,要求有必要的文字说明)13.(10分)天文观测到某行

星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星,已知卫星质量为m,万有引力常量为G。求:(1)该行星的质量M是多大?(2)如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的110,那么行星表面处的重力加速度是多大?(3)如果该行星的半径为R,行星与其卫星之间的引力势能表达式为pGMmEr=

,r为行星与卫星的中心间距。求在该行星上发射—颗刚好脱离此行星的卫星,发射速度应为多少?14.(14分)如图所示,水平轨道AB的左端有一压缩的弹簧,其储存的弹性势能4.5pEJ=。弹簧左端固定,右端放一个质量为1kgm=的物块(可视为质点),物块与弹簧

不粘连,弹簧恢复原长时,物块仍未到B点。传送带BC的长为10.7mL=,CD为水平轨道,DE是竖直放置的两个半径为0.3mR=的半圆轨道,D和D错开少许,物块从D进入圆弧轨道,从D出来进入水平轨道DH。AB、BC、CD、DH均平滑连接,不影响物块的运动。已知物块与传

送带间的动摩擦因数为0.5=,其余轨道均光滑,重力加速度210m/sg=。(1)若传送带静止,物块到达传送带右端C点时的速度大小;(2)若传送带沿顺时针方向匀速转动,物块沿圆周运动能到达E点,求传送带的最小速度。15.(18分)如

图所示,在竖直平面内有一足够长的绝缘轨道ABCD,AB水平放置,CD竖直放置,轨道AB、CD粗糙,BC是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道,圆弧的圆心为O,半径0.5mR=,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小44.010N/CE=。现有质量0.2kgm=,电荷量41.010qC−=

−的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知AB的距离1m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5,假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求:(取210m/sg=)(1)带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小;(2)带电体最终停在何处;(3)如果电场强度的大小可

在0到4410N/C范围内调节,当E取不同值时,求带电体全程摩擦产生的热量。师大附中高一期末考试物理答案1.答案:DA:与温度有关,错;B:电阻率不变;C:非决定式,R与两者都无关;D,对一一超导现象2.答案:A由题图甲中均匀带电半圆环对圆心点电荷的库仑力大小为F,可以得出14圆环对圆心

点电荷的库仑力大小为22F。将题图乙中的均匀带电34圆环分成三个14圆环,关于圆心对称的两个14圆环对圆心点电荷的库仑力的合力为零,因此题图乙中的34圆环对圆心点电荷的库仑力大小为22F。3.答案:B恒定功

率启动,v增加,F牵减小,由牛二可知,a减小,故汽车作加速度减小的加速运动;当Ff=牵时,v达到最大,利用0PFv=,求得最大速度50m/s=;不同0P启动,最大速度不同;非匀变速直线运动,故位移不等于/2Vmt。4.答案:B/EUd=,/UQC=,结合S/4kd

C=,可知4kQ/SE=,不受d变化影响,A错,B对;d变小,E不变,则P点与左边极板之间电势差减小,左极板电势0=,故P点电势减小,两极板之间电势差减小,指针偏角减小。5.答案:D由图可知:无穷远处电势为零,又有电势为正的地方,故存在正电荷;又有电势为负的地方,故也存在负电荷

,所以,1q和2q带有异种电荷;电场强度等于图中曲线斜率,1x处的斜率不为零,故电场强度不为零;负电荷从1x移到2x,曲线斜率减小,电场强度减小,所以,受到的电场力减小;负电荷从1x移到2x,电势增大,电势能减小。6.答案:CA:该选项条件对应滑块刚好滑到b

木板右端时速度0=由于木板全部固定,由动能定理可知:2010242222mVmgLmgL−=−−023VgL=B:该选项条件对应滑块刚好滑到b木板左端时速度0=由动能定理:20102422mVmgL−=−022VgL=C.滑块滑上b木板后,由于

上表面动摩擦因数大于下表面,故滑块将与b木板共同减速停下,两者vt−图像112230~:~:b~:ttttt仅滑块运动滑块减速,木板加速共同减速其中12~tt过程中:滑块加速度11212VVagtt−==−共b木板加

速度221Vagtt==−共且相对位移为b板长(获一等奖最大速度对应条件)阴影面积可得:16VgL=又:10t过程中,由动能定理:()221012422mmVVgL−=−014VgL=D.将a,b木板看成整体,滑块加速度14ga=该整体加速度22ga=共速后共同减速

至0,相对位移为a板长,可得023VgL=7.答案:AC根据电阻公式LRS=可知,两导体的电阻之比为22:::1:4AABABARRSSrr===根据串联的特点可知,流过A、B的电流之比为1:1,根据电流的定义式

QIt=可知,单位时间通过A、B的电量之比为1:1,由电流的微观表达式InqSv=,可得::1:4ABABIIvvnqSnqS==8.答案:BC根据“两同夹异”原则判断,AC必定带同种电荷;根据“两大夹小、近小远大”原则,判断,B、C正确;对B受力分析,左右两个方向的库仑力大小相

等,可得AC电荷量之比应等于1r、2r平方之比。9.答案:BD竖直方向上,两物块仅受重力,不受支持力,做自由落体;故水平方向不受摩擦力,只受绳子弹力,因此包含绳子在内的系统整体机械能守恒;初始时刻物块受重力和

弹力,但是弹力逐渐变小,故合力方向逐渐变化,物块作变加速曲线运动,待弹力0=之后,合力不变(即重力),但此时速度方向并不竖直,故物块作匀变速曲线运动;落地时,由于水平方向速度不为0,故实际速度必定大于2gH;两物块的运动完全对称

,落地时速度大小相同,但方向不同。10.答案:BD设粒子运动到C处时速度为0v,粒子反方向的运动为类平抛运动,水平方向有0Lvt=竖直方向有2122dat=由牛顿第二定律2Uemad=联立解得22022mdv

UeL=,粒子从放射源发射出到C的过程,由动能定理k12Δ2eUE−=,解得220k2Δ2mdvEeUL=−=−,设粒子发射时速度的大小为v,粒子从放射源发射至运动到C的过程,由动能定理2201112222eUmvmv−=−,解

得2021dvvL=+。A错误,B正确;C.由牛顿第二定律2002veEmr=得2002mvreE=,C错误;D.2T时,粒子在x方向的速度为022xeETvm=,所以一个周期内,离子在x方向的平均速度022xxveETvm==每个周期

粒子在x正方向前进2002xeETxvTm==,因为开始计时时粒子横坐2002mvreE=,所以2T时,粒子的横坐标为2200002222mveETxrxeEm=+=+,粒子的纵坐标为02yvT

=−在nT时粒子的坐标为220000,22mveETvTeEm+−D正确,故选BD。11.44.510C−57.510F−a12.2221024hmfx+2223024hmfx+()22

231fhh−无13.(1)2324rGT;(2)22400rT;(3)2328rRT【详解】(1)根据万有引力定律和向心力公式222GMmmrrT=得2324rMGT=(2)在行星表面,万有引力等于重力210GMmmgr=得22400rgT=(

3)所发射的卫星要能够刚好运动到距离地球无穷远处,即无穷远处的卫星动能为零。由能量守恒得RREkEpEkEp+=+21002RGMmmvR−=+得23228RGMrVRRT==14.解:(1)从开始到C点21102cWmglmV−=−弹2m/s

cV=(2)2min3/nEmVFmgVgRmsR====从C到E:2211215/22EccmgRmVmVVms−=−=设从B到C全程加速:'2'1max104/2ccWmgLmVVmsV+=−=弹即:传送带最小速度为15m/s15.(1)从A点运动到C点,根

据动能定理得:()212ABABCqEsRmgRmgsmv+−−=代入数据解得:210m/sCv=,在C点时,根据牛顿第二定律有:2CNmvFqER−=代入数据解得:20NNF=,根据牛顿第三定律得对轨道的压力为20N,方向水平向左(2)设CD向上运动到最高点时速度为0时,上移的位移为x,对

全过程运用动能定理得:()()0ABABqEsRmgsmgRxqEx+−−+−=代入数据解得:1mx=;因为qEmg=,所以物块不会滑下,最终停在离C点上方1m处;(3)①当.4410N/CE=时,最终停在离C点上方1m处,则产生的热量:440.50.21010.511041

03ABQmgsqExJJJ−=+=+=②当电场力等于重力时,即qEmg=,解得:4210N/CE=,带电体恰好在BC段做往复运动,当44210N/C410N/CE时,最终在BC轨道上往复运动,且到

C点速度为零,对全过程运用能量守恒得:()ABqEsRmgRQ+=+代入数据解得:()41.5101QEJ−=−③根据qEmg=得,带电体不能停在水平面上,电场强度至少为:4110N/CE=当44110N/C210N/OE时,最

终在BC轨道上往复运动,且到B点速度为零,对全过程运用能量守恒有:ABQqEs=,代入数据解得:()410QEJ−=.④当40110N/CE时,物体不会动,0Q=。答:(1)带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小为20N;(2)物体最终停在离C点上方1m处;(3)当

.4410N/CE=时,产生的热量为3J;当44210N/410N/CEO时,产生的热量为()41.5101EJ−−;当44110N/210N/CEC时,产生的热量为()410JE−;当40110N/CE

时,产生的热量为0。

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