广西桂林市2023-2024学年高一下学期期末质量检测物理试卷

桂林市2023~2024学年度下学期期末质量检测
高一年级物理
（考试用时75分钟，满分100分）
说明：
1．答题前，考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。

2．直接在答题卷上答题（不在本试卷上答题）。

第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、选择题：（本题共10小题，共46分。

在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）
1．如图所示，光滑圆弧轨道AB与粗糙水平面BC平滑连接，一个小球从圆弧轨道的A点释放，经圆弧轨道AB和平面BC后从C点水平飞出，落在地面上D点，不计空气阻力，在此过程中下列说法正确的是（）
A．从A到B的过程机械能不守恒B．从B到C的过程机械能不守恒
C．从C到D的过程机械能不守恒D．从A到D的整个过程机械能守恒
2．在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（）
A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点a、b
B．图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点O不等距的两点a、b
C．图丙中离点电荷等距的任意两点a、b
D．图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
3．如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处和B 处各放一个菜盘，OA大于OB，圆盘匀速转动，两菜盘均视为质点且不打滑。

下列说法正确的是（）
A．A处菜盘的周期比B处菜盘大B．A处菜盘的周期比B处菜盘小
C．A处菜盘的线速度比B处菜盘大D．A处菜盘的线速度比B处菜盘小
4．为避免发生雷击，高大的建筑物顶端均需安装避雷针。

如图是某避雷针放电时空间电场线的分布图，
a 、
b 、
c 三点在同一电场线上，空间电场分布关于直线ac 对称。

图中的虚线是一带电粒子只在电场力作用下在电场中从A 到B 的运动轨迹。

下列说法正确的是（ ）
A ．粒子一定带负电
B ．粒子的速率一直在增加
C ．a 、b 、c 三点中c 点场强最小
D ．a 、b 、c 三点中a 点电势最小 5．粗糙水平面上有一质量为m 的物体，在水平恒力F 作用下以加速度a 匀加速直线通过距离为x 的A 、B 两点，物体与水平面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则在此过程中恒力F 所做功的大小为（ ）
A ．max
B ．mgx μ
C ．Fx
D ．()F mg x μ-
6．排球运动是大家非常喜爱的一种球类运动。

如图所示，在运动中，运动员会将排球击打过网。

不计空气阻力，取重力加速度2
10m/s g =。

排球沿水平方向以10m/s 被击出，被击打时距地面的高度为3.2m ，则排球在空中运动的水平位移为（ ）
A ．3.2m
B ．6.4m
C ．7.2m
D ．8m
7．如图所示，两球A 、B 质量分别为2m 和m ，固定在同一轻直杆两端，杆可以绕点O 在竖直面内做圆周运动。

若当B 球通过最低点时，B 球受到杆的作用力为3mg ，重力加速度大小为g ，两球均视为质点，2AO OB =，则此时A 球受到杆的作用力大小为（ ）
A ．6mg
B ．5mg
C ．3mg
D ．2mg
8．如图所示，圆形轨道Ⅰ为空间站运行轨道，设圆形轨道Ⅰ的半径为r 。

载人飞船发射后沿椭圆轨道Ⅱ运行，两轨道相切于A 点，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ，地球质量为M ，引力常量为G 。

下列说法正确的是（ ）
A ．空间站的运行速度3GM v r
=B ．空间站的运行速度GM v r =
C 3
3r a
D 2
3
2r a 9．如图所示，轻质细杆一端固定质量为m 的小球，另一端可绕光滑的固定轴O 在竖直平面内做半径为L 的圆周运动。

在某位置处给小球一初速度，小球经过C 、B 两点后恰能到达最高点A 。

B 点为圆心O 的等高点，C 点为圆周最低点，重力加速度为g ，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．小球到达A 点时速度为零
B ．小球经过B gL
C ．小球经过A 、C 两点时球对杆作用力的大小之比为1:5
D ．小球经过A 、C 两点时球对杆作用力的大小之比为1:6
10．如图所示，在光滑绝缘水平地面上沿一直线有三个带电小球A 、B 、C （可视为质点），质量均为m 。

A 、
B 两球均带正电，电荷量分别为3q 和q ，A 、B 之间距离为L ，B 、
C 之间距离为2L ，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F 作用于C 球，使三球一起向右匀加速直线运动，已知静电力常量为k ，则（ ）
A ．C 球带正电
B ．
C 球带负电
C ．恒力F 的大小为2
260q k L D ．C 球电荷量的大小为72q
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
二、实验探究题（本大题共2小题，共15分）
11．（6分）某同学采用如图甲所示的实验装置进行实验“探究平抛运动的特点”。

（1）实验时需要下列哪些器材______（填选项前的字母符号）。

A ．秒表
B ．刻度尺
C ．重锤线
D ．天平
（2）关于实验装置和操作，下列说法正确的是______（填选项前的字母符号）。

A ．实验要求斜槽轨道必须光滑
B ．使斜槽末端切线保持水平
C ．实验时让小球每次从不同位置开始释放
D ．要使描绘的小球平抛运动轨迹更准确，记录的点应适当多一些
（3）该同学通过实验描绘出小球的运动轨迹如图乙所示，因忘记在白纸上标注小球抛出点的位置O ，故以小球运动轨迹中的某一点A 为坐标原点建立平面直角坐标系，B 、C 两点的坐标如图乙所示，则小球做平抛运动的初速度大小为______m/s 。

（当地重心加速度g 取29.8m/s ）
12．（9分）某实验小组的同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用交流电源的频率为50Hz ，得到如图乙所示的纸带。

选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起点O 的距离为013.75cm x =，点A 、C 间的距离为17.25cm x =，点C 、E 间的距离为28.75cm x =，测得重物的质量为0.2kg M =。

（1）下列做法正确的有______。

A ．图中两限位孔必须在同一竖直线上
B ．实验时，应先释放纸带，再接通打点计时器的电源
C ．选择的重物要求体积大、密度小
D ．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带的上端，且让重物尽量靠近打点计时器
（2）当地重力加速度29.8m/s g =，选取O 、C 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，在该过程中，重物减少的重力势能是______J ，重物增加的动能是______J 。

（结果均保留两位有效数字）
（3）另一实验小组的同学用如图丙所示装置来验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在力传感器上，力传感器可以直接显示绳子张力大小。

将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F 。

已知小球质量为m ，当地重力加速度为g 。

在误差允许范围内，当F 、m 、g 满足关系式______时，即可验证小球的机械能守恒。

三、计算题（本题共3小题，共39分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场成功发射升空，3月25日“鹊桥二号”顺利进入环月轨道飞行，“鹊桥二号”环月飞行运动可看作匀速圆周运动。

已知月球质量为M ，半径为R ，“鹊桥二号”环月轨道距月球表面高度为h ，引力常量为G 。

忽略月球的自转，只考虑月球对“鹊桥二号”的引力作用。

求：
（1）月球表面的重力加速度g ；
（2）“鹊桥二号”的运行周期T 。

14．（13分）如图所示，M 、N 是一方向竖直向上的匀强电场中的两点。

从M 点先后以不同速率沿水平方向抛出两个质量均为m 的小球A 、B ，A 不带电，B 带正电，电荷量为q 。

小球A 从M 点抛出时的速度大小为0v ，到达N 点所用时间为t ；小球B 从M 点抛出到达N 点所用时间为2t ，已知重力加速度为g ，求：
（1）M 、N 两点的高度差h ；
（2）电场强度E 的大小；
（3）小球B 运动到N 点时的速度大小。

15．（16分）如图所示，倾角37θ=︒的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量均不计的光滑定滑轮D ，质量均为2kg m =的物块A 和B 用一劲度系数120N/m k =的轻弹簧连接，物块B 被挡板P 挡住，挡板P 固定于斜面底端且垂直于斜面。

用一不可伸长的轻绳使物块A 跨过定滑轮与质量为M 的小环C 连接，小环C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，小环C 位于Q 处，绳与细杆间的夹角53α=︒，且物块B 对挡板P 的压力恰好为零。

图中SD 水平且长度为
0.8m d =，位置R 与位置Q 关于位置S 对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让小环C 从位置R 由静止释放，之后绳子一直处于绷紧状态，sin370.6︒=，cos370.8︒=，重力加速度g 取210m/s 。

求：
（1）小环C 的质量M ；
（2）小环C 运动到位置Q 的速率；
（3）小环C 从位置R 运动到位置S 的过程中轻绳对小环C 做的功W 。

桂林市2023~2024学年度下学期期末质量检测
高一物理参考答案
一、选择题：（本题共10小题，共46分。

在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

） 题号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C B C D A BC AC BD
二、实验探究题（本大题共2小题，共15分）
11．（6分）（1）BC （2分） （2）BD （2分） （3）1.5（2分）
12．（9分）（1）AD （2分） （2）0.41（2分）、0.40（2分） （3）3F mg =（3分）
三、计算题（本题共3小题，共39分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）
解：（1）在月球表面有2Mm G mg R =① 解得2
GM g R =② （2）对“鹊桥二号”中继星有()()2224πMm
G m R h T
R h =++③ 解得(2πR h T R h GM
+=+ 14．（13分） 解：（1）因小球A 做平抛运动，故M 、N 两点的高度差为212h gt =
① （2）对小球B ，由牛顿第二定律有mg qE ma -=②
由竖直方向运动学公式有()2122h a t =③
联立①②③解得34mg E q
=④ （3）对小球B ，由动能定理得221122N M mgh qEh mv mv -=
-⑤ 因A 、B 水平位移相等有02M v t v t =⑥ 联立解得222012
N v v g t =
+⑦ 15．（16分） 解：（1）对物块A 、B 和弹簧组成的系统，由平衡条件得2sin T mg θ=①
对小环C 在Q 点，由平衡条件得cos53T Mg ⋅︒=②
联立①②解得 1.44kg M =③
（2）小环C 从位置R 运动到位置Q 的过程中，对于小环C 、弹簧和物块A 组成的系统， 由机械能守恒定律得()22A 112cot 22
Mg d Mv mv α=+④ 又A cos v v α=⑤ 联立解得4m/s v =⑥
（3）开始释放小环C 时，物块B 对挡板P 的压力恰好为零，此时对物块B ，
由平衡条件有1sin k x mg θ∆=⑦
解得此时弹簧的伸长量10.1m x ∆=⑧
当小环C 通过位置S 时，A 下降的距离A 0.2m sin d x d α
=-=⑨ 则此时弹簧的压缩量2A 10.1m x x x ∆=-∆=⑩
则小环C 从位置R 运动到位置S 的过程中，初、末态的弹性势能相等。

○11
当小环C 通过位置S 时，分解小环C 的速度可知此时物体A 的速度为零。

对小环C 、弹簧和A 组成的系统，由机械能守恒定律得A k cot sin Mgd mgx E αθ+=○12 对小环C 从位置R 运动到位置S 的过程，由动能定理得k cot W Mgd E α+=○13 联立解得 2.4J W =○14。