安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高一下学期段考物理试卷

合肥一中瑶海校区2023-2024学年度第二学期高一物理素质拓展六 一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项符合题目要求，第9-12拥有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块。用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端。物块与小车间的摩擦力为，在此过程中（　　） A. 小物块的机械能增加量为 B. 小物块与小车系统的机械能增加量为 C. 小车的机械能增加量为 D. 木块与小车组成的系统产生的内能为 2. 如图所示，一质量为m的物体，在竖直向上的恒力F（大小未知）的作用下由静止开始向上运动，经过一段时间上升的高度为h，此时撤去F，又经过两倍的时间刚好回到出发点，不计空气阻力，则（重力加速度为g）（　　） A. 撤去F前后加速度之比为 B. 从出发点开始，物体上升的最大高度为 C. 恒力F的大小为 D. 回到出发点时物体的动能为 3. 轻质直角支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动。如图所示，开始时OA边与水平方向的夹角为，。由静止释放A球，（重力加速度为g，，）下列说法正确的是（　　） A. A、B两球线速度大小始终相等 B. A球速度最大时位于O点正下方 C. A由静止释放至摆动到最低点的过程中，支架对A不做功 D. A摆动到最低点位置时，杆对A做功的功率为零 4. 如图所示，质量为m的小球甲用长度为3L 轻质绝缘细线悬挂在天花板上的O 点，小球乙固定在绝缘地面上的 B点，两球均视为点电荷，带电量相等，甲静止时位于 A 点，已知B点在O 点的正下方，A、B两点间的距离为4L，O、B两点间的距离为5L，静电力常量为k，重力加速度为g,，下列说法正确的是（　　） A. 细线对甲的拉力与水平方向的夹角为30° B. 细线对甲的拉力大小与乙对甲的库仑力大小之比为4∶3 C. 两球的带电量为 D. 若再给甲施加一个由O指向A 大小为F 的作用力，且甲仍位于 A 点，则细线的拉力大小为 5. 弹球游戏装置结构如图，轻质弹簧下端固定在光滑斜面底部，弹簧处于原长时上端在O点。 小球将弹簧压缩到A点（未栓接）由静止释放后，运动到B点速度为零。 以O点为坐标原点， 沿斜面向上为正方向建立x轴，小球上升过程的速度 v、加速度a、动能Ek及其机械能E随位置坐标x的变化规律可能正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图，边长为的立方体八个顶点上有八个带电质点，其中顶点、电量分别为、，其他顶点电量未知，点上的质点仅在静电力作用下处于平衡状态，现将上质点电量变成，静电力常数为，则顶点上质点受力的合力为（不计重力）（　　 A. B. C. D. 0 7. 如图所示，一个均匀的带电圆环，其带电荷量为+Q、半径为R，圆心为O点，放在绝缘水平桌面上。过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷+q，静电力常数为，则+q在A点所受的电场力为（　　） A. ，方向向上 B. ，方向向上 C. ，向水平向左 D. ，方向水平向右 8. 质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为。物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率P0为（ ） A. B. C. D. 二、多选题 9. 如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（　　） A. 在由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等 B. 在由C点下滑到A点的过程中，重力对做功功率先增大后减小 C. 在由C点下滑到A点的过程中，机械能守恒 D. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 10. 两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为α、β，且α＜β，如图所示。现将两细线同时剪断，则（　　） A. 两球都将做匀变速运动 B. 两球同时落在同一水平地面 C. 两球同时落在同一水平地面上时水平位移不相同 D. 若两球同时落在同一水平地面上时，则a球落地时的速度小于b球落地时的速度 11. 如图所示，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，b放在地面上，a、b通过铰链用长为l的刚性轻杆连接，初始时刚性杆与水平地面的夹角为60°，现将装置从静止开始释放，不计一切摩擦，将a、b视为质点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 滑块a下落过程中机械能一直减小 B. 当杆与水平面的夹角为30°时，滑块a与b的速度之比为 C. 滑块b的最大速度 D. 滑块a落地时b的速度为 12. 如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰好处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为，，重力加速度为g，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A. 小球d一定带负电 B. 小球b的周期为 C. 外力F大小等于 D. 小球c的加速度大小为 三、填空题（每空2分） 13. 利用图实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题。 （1）实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整： A．按实验要求安装好实验装置； B．使重物靠近打点计时器，接着先_______，后_______，打点计时器在纸带上打下一系列的点； C．图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、与O点之间的距离、、 （2）取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能和重力势能，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据数据在图3中已绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ已求得图线Ⅰ斜率的绝对值，请计算图线Ⅱ的斜率k2=______J/m（保留三位有效数字）。重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为___________ （用和表示）。 14. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力大小影响因素的装置，在抽成真空的玻璃容器内，有两块金属圆球（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子科检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作∶ a、为了方便直观知道清电力大小，首先将电子秤的示数归零； b、用起电机让两金属球带上相同的电量，保持电量不变，把两块金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到对的静电力大小，把所得数据记录分析； c、保持两块金属圆球的距离为，逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析； d、保持两块金属圆球的距离为，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析。 请回答下列问题∶ （1）对于本实验采用的主要实验方法是___________（填正确选项前的字母）； A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 微小量放大法 （2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成___________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成___________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。 （3）若某次实验时，将两块金属圆球正对距离调为不变，然后用起电机让两金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为（单位为），已知当地重力速度为g。便可得到对的静电力大小___________（用题中已知的相关物理量的字母表示）。 四、解答题 15. 如图所示，小球A、B质量均为m、带等量正电荷，用长均为L的a、b绝缘细线悬挂于O点处于静止状态，已知细线a和b中的拉力大小相等，重力加速度为g，静电力常量为k，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 （1）求小球A的带电量Q； （2）求O点处的电场强度大小E； （3）若给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力F1、F2，且两力从0开始缓慢增大。求细线b与竖直方向的夹角从0°缓慢增加到53°的过程中F2所做的功W。 16. 如图所示，两异种点电荷的电荷量均为，绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直，平面上A、O、B三点位于同一竖直线上，，点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为、质量为m的小物块（可视为质点），从A点以初速度向B滑动，到达B点时速度恰好减为零。已知物块与平面的动摩擦因数为，静电力常量为，已知重力加速度为g。求： （1）物块运动到B点时加速度的大小和方向； （2）物块通过O点的速度大小。 17. 一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。图（b）为一玩具轨道的模型图，倾角的倾斜轨道AB与地面水平轨道BC在B处平滑连接，“雨滴”形曲线轨道CDE左右对称，D为最高点。图（b）中圆1和圆2分别为C、D两点的曲率圆，其中D的曲率圆半径。现将质量的小滑块（可视为质点）从轨道AB上距底端处静止释放，滑块在轨道CDE内侧运动时的向心加速度恒为。重力加速度g取10m/s2，，。不计一切阻力。 （1）求C点的曲率圆半径。 （2）求曲线轨道CDE任意高度h处的曲率半径ρ与h的关系。 （3）要使滑块能顺利通过轨道CDE，且运动时的向心加速度不超过4g。求滑块在轨道AB上释放点高度H的范围。 合肥一中瑶海校区2023-2024学年度第二学期高一物理素质拓展六 一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项符合题目要求，第9-12拥有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 【1题答案】 【答案】C 【2题答案】 【答案】D 【3题答案】 【答案】D 【4题答案】 【答案】D 【5题答案】 【答案】B 【6题答案】 【答案】B 【7题答案】 【答案】B 【8题答案】 【答案】A 二、多选题 【9题答案】 【答案】BD 【10题答案】 【答案】BCD 【11题答案】 【答案】C 【12题答案】 【答案】BCD 三、填空题（每空2分） 【13题答案】 【答案】 ①. 接通电源 ②. 释放纸带 ③. 2.85~2.90范围内即可 ④. 【14题答案】 【答案】（1）B （2） ①. 正比 ②. 反比 （3） 四、解答题 【15题答案】 【答案】（1）；（2）；（3） 【16题答案】 【答案】（1），方向竖直向上；（2） 【17题答案】 【答案】（1）0.8m；（2）（）；（3） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $