精品解析：辽宁省大连市第二十四中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

2023—2024学年度下学期高一年级期中考试物理科试卷 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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 1. 下列来说法符合物理史实的是（　　） A. 天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律 B. 开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律 C. 库仑通过油滴实验测出元电荷e D. 卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G 【答案】D 【解析】 【详解】A．天文学家第谷通过艰苦的观测，开普勒总结出行星运动三大定律，故A错误； B．牛顿进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律，故B错误； C．密立根通过油滴实验测出元电荷e，故C错误； D．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，被称为测量地球质量的第一人，故D正确。 故选D。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动的物体机械能一定守恒 B. 变速运动的物体机械能不可能守恒 C. 平抛运动的物体机械能一定守恒 D. 自由落体运动的物体机械能可能不守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体，机械能不一定守恒，如在竖直平面内做匀速圆周运动的物体，动能不变，重力势能不断变化，机械能不断变化，故A错误； B．变速运动的物体机械能可能守恒，如水平方向的匀速圆周运动，故B错误； C．平抛运动的物体只有重力做功，机械能一定守恒，故C正确； D．自由落体运动的物体只有重力做功，机械能一定守恒，故D错误。 故选C。 3. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，此时A、B相距最近，如图所示，已知卫星B运动周期为T，则（　　） A. 经时间T，A、B再次相距最近 B. C运动的向心力一定小于B运动的向心力 C. A、B匀速圆周运动的半径三次方与周期平方之比相等 D. 相同时间内，B与地心连线扫过的面积等于A与地心连线扫过的面积 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为，所以可得 得 故A错误； B．C、B质量大小未知，无法比较向心力大小，故B错误； C．根据开普勒第三定律，A、B匀速圆周运动的半径三次方与周期平方之比相等，故C正确； D．B、A不在同一轨道，相同时间内，B与地心连线扫过的面积不等于A与地心连线扫过的面积，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，劲度系数分别为和的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定。若弹簧弹性势能可表示为，其中为弹簧形变量，则弹性势能的关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】弹簧A和B两端的拉力大小相等，胡克定律可知 解得 弹簧A和B弹簧弹性势能分别为 ， 则 即 故选A。 5. 图中实线所示为某电场的电场线，虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从 a 点到 b点的运动轨迹，则下列说法正确的是 A. b 点的电场强度比 a 点的电场强度小 B. 该试探电荷带负电 C. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中电场力一直做负功 D. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中速度先增加后减少 【答案】B 【解析】 【详解】A. 由图可知，b处电场线较密，则b处电场强度较大，故A项与题意不相符； B. 合力大致指向轨迹凹的一向，可知电场力方向向上，与电场线的方向相反，所以该粒子带负电，故B项与题意相符； CD. 从a运动到b，力和速度方向夹角为锐角，电场力做正功，动能增大，速度增大，故CD项与题意不相符． 6. 图甲为某提水设施工作原理简化图，辘轳绕绳轮轴半径，水桶的质量，井足够深，忽略井绳质量和因绳子缠绕导致轮轴的半径变化，某次从井中汲取的水，轮轴由静止开始绕中心轴转动从而竖直向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度，则（　　） A. 末水桶的速度大小为 B. 内水桶上升的高度为 C. 末井绳对桶拉力的瞬时功率为 D. 内井绳对桶拉力所做的功为 【答案】D 【解析】 详解】AB．由图乙可知 水桶速度随时间变化规律为 可知水桶做匀加速直线运动，且 则10s末水桶的速度大小为 内水桶上升的高度为 故AB错误； C．根据由牛顿第二定律 解得井绳拉力大小 末井绳对桶拉力的瞬时功率为 故C错误； D．内井绳对桶拉力所做的功为 故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，A、B、C、D为匀强电场中等势面，相邻等势面电势差相等且间距为d，等势面与水平地面平行，电量为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出，恰能到达等势面A，该过程中小球的动能Ek和机械能E随高度h的变化关系如图乙所示，为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球初速度大小 B. 小球加速度大小为4g C. 小球抛出时重力势能 D. 电场强度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球初动能为，根据 可得初速度大小 选项A错误； BC．根据动能定理 初始状态 小球抛出时重力势能为 根据 可得 则小球加速度大小为 选项B正确，C错误； D．因 可得电场强度大小为 选项D错误。 故选B。 8. 要使两物体（两物体始终可以看成质点）间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（ ） A. 使两物体质量各减小一半，距离保持不变 B. 使两物体质量各减小一半，距离增至原来的倍 C. 使其中一个物体质量减为原来的，距离增至原来的2倍 D. 使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的 【答案】BC 【解析】 【详解】根据万有引力表达式 A．使两物体质量各减小一半，距离保持不变，则万有引力减小到原来的，故A错误； B．使两物体质量各减小一半，距离增至原来的倍，则万有引力减小到原来的，故B正确； C．使其中一个物体质量减为原来的，距离增至原来的2倍，则万有引力减小到原来的，故C正确； D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的，则万有引力保持不变，故D错误。 故选BC。 9. 两根长为L的绝缘轻绳一端固定在O点，另一端与质量均为m的带电小球M、N相连，两小球均静止，与小球M相连的轻绳竖直，小球M紧靠在左侧竖直的绝缘墙壁上，其电荷量为Q，且保持不变；与小球N相连的轻绳与竖直方向成夹角，此时其电荷量为q，已知两小球均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，则（　　） A. B. 墙壁对小球M的弹力大小为mg C. 若小球N的电荷量缓慢减少，小球N所受轻绳拉力不变 D. 若小球N电荷量缓慢减少，M、N之间距离的三次方与N的电荷量成正比 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对N球受力分析可知最初M、N之间的库仑力大小为 对小球M受力分析可知，墙壁对小球M的弹力大小为 结上合述有得出 故A正确，B错误； C．若小球N的电荷量缓慢减少，小球N逐渐下降，所以所受拉力方向发生变化，故C错误； D．设M、N之间的距离为x，由力的三角形与几何三角形相似可知 可得 可知小球N电荷量缓慢减少的过程中，其电荷量与M、N之间距离的立方成正比，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，煤矿车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N（均在匀速传动），煤块与两传送带间的动摩擦因数均为，每隔在传送带M左端轻放上一个质量为的相同煤块（可视为质点），煤块离开传送带M前已经与M速度相等，且相邻煤块（已匀速）间的距离为，随后煤块平稳地传到传送带N上，N的宽度足够大、以0.8m/s匀速传动，g取，则下列说法正确的是（　　） A. 小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s B. 每个小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为0.5J C. 驱动M的电动机的平均输出功率为0.036W D. 驱动N的电动机的平均输出功率为0.064W 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小煤块在传送带M上，先做匀加速运动后做匀速运动，每隔T=10s在传送带M左端轻放一小煤块，且相邻煤块（已匀速）间的距离为x=6m，可知小煤块的速度即为传送带M的速度，则有 可得小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为 故A错误； B．小煤块传送到传送带N上后，其所受摩擦力大小为 方向如图所示 小煤块相对传送带N做匀减速运动，其加速度大小 小煤块相对传送带以1m/s的速度在N上做匀减速直线运动到静止，这段位移就是煤块在N传送带上留下的痕迹，因此小煤块在传送带N上滑动的划痕是直线，设小煤块在传送带N上滑动的划痕长度为s，由运动学公式可得 小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为 故B正确； C．在传送带M上，小煤块与传送带相对静止的时间 内驱动M的电动机所需的能量为 驱动M的电动机平均输出功率为 故C正确； D．在传送带N上，根据动能定理 则内驱动N的电动机所需的能量为 驱动N的电动机平均输出功率为 故D正确。 故选BCD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，某同学采用了如图所示的实验装置。将带正电的小球A置于可移动且可调整高度的绝缘底座上，带正电的小球B用绝缘丝线悬挂于玻璃棒的O点，如图所示。实验过程中两带电小球在各自位置均可视作点电荷，重力加速度大小为g。 （1）实验过程中，小球A、B在同一水平线上，为测出小球B受到的库仑力大小，需要测量的一组物理量是_____________。 A．小球B的质量，小球B的悬线偏离竖直方向的夹角 B．小球B的质量，小球B的悬线长度 C．小球A、B的质量，小球A、B之间的距离 （2）某次实验时，使小球A、B在同一水平线上且测得小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为30°。保持小球A、B的电荷量不变，移动小球A后，调整小球A的高度，确保两小球始终在同一水平线上，小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为60°，则移动前后小球A、B之间的距离之比为_____________。 （3）本实验中应用到的科学探究方法是_____________。 A．理想实验法 B．微小量放大法 C．控制变量法 D．等效替代法 【答案】 ①. A ②. ③. C 【解析】 【详解】（1）设小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为α，对小球B受力分析根据共点力平衡，有 由此可知需要测量的物理量为小球B的质量、小球B的悬线偏离竖直方向的夹角。 故选A。 （2）移动小球A前，对小球B受力分析有 移动小球A后，对小球B受力分析有 联立解得 （3）实验中控制小球A、B的电荷量不变，改变小球A、B之间的距离，此方法采用了控制变量法，C正确，AB错误。 故选C。 12. 如图所示为验证机械能守恒的实验装置，左侧框架上贴有刻度尺，零刻度线与小球重心等高，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为的小铁球吸住，一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小和，多次改变两个光电门的位置，得到多组和和的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为。 （1）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验需测量小球从释放到通过光电门1的时间 B. 光电门距离小球释放点越近越好 C. 应保持刻度尺竖直放置 （2）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度_______________。 （3）当地的重力加速度为_______________（用k表示）。 （4）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门2时的机械能表达式为_______________（用题中的表示）。 【答案】（1）C （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 A．因为有数字传感器可测算出速度大小，则该实验不需测量小球从释放到通过光电门1的时间，选项A错误； B．光电门距离小球释放点越近，测量引起的误差越大，选项B错误； C．为了保证准确测量两个光电门间的竖直高度差，应保持刻度尺竖直放置，选项C正确。 故选C。 【小问2详解】 测算出的速度 【小问3详解】 根据 可得图像的斜率 可得重力加速度 【小问4详解】 若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门2时的机械能表达式为 13. 某飞船绕地球运动可视为在赤道平面内的匀速圆周运动，飞行方向与地球自转方向相反，已知飞船匀速圆周运动周期为T，地球半径为R，地面重力加速度为g。 （1）求该飞船匀速圆周运动时的离地高度h； （2）若地球的自转周期为，求飞船连续两次经过赤道上某一建筑物的时间间隔t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在地面上的物体受力 飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 由以上二式解得 （2）设该卫星相邻两次经过地球赤道上某点的上空所需的时间为，则有 解得 14. 如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，BC段倾斜，倾角为，两段传送带长度均为，在B处由一段极短的光滑圆弧连接（图中未画出圆弧），两传送带均以的恒定速率顺时针运转，现将一质量的工件（可看做质点）无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数。 （1）求工件从A点开始到达B点过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q； （2）求工件由A点传送至C点过程中，传送带消耗的电能E。 【答案】（1）18J；（2）56J 【解析】 【详解】（1）工件刚放在水平传送带上的加速度为，由牛顿第二定律得 可得 设经时间工件与传送带的速度相同，则有 时间内工件前进的位移为 时间内水平传送带前进的位移为 工件与传送带间仅在存在相对位移时摩擦生热 （2）由题中数据可知 则物块以速度经过处光滑圆弧后，与倾斜传送带间无滑动，所以工件由A点传送至点过程中，传送带消耗的电能为 其中 代入数据可得 15. 如图所示，与水平面成角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所在平面，细杆与圆环所在平面的交点为圆环的圆心O，一套在细杆上的小球从A点以某一初速度沿杆向上运动，恰能到达D点，已知圆环半径为L、带电量为，小球的质量为m、带电量为，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数，求： （1）圆环在C点产生的场强； （2）小球在B点的加速度大小； （3）小球在A点的动能大小。 【答案】（1），沿杆向上；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，圆环上电荷分布均匀，取环上一小圆弧，设其电荷量为，该点到点的距离为 圆环上该点和点的连线与细杆的夹角为，如图所示 根据数学知识 则在点产生的场强为 以点为坐标原点，方向为正方向建立轴，在点场强沿轴方向的分量为 同理，圆环上与之对称的小圆弧（）在点场强沿轴方向的分量同样为 易知相互对称的小圆弧上电荷在点垂直细杆方向的合场强为零，则根据对称性可知，带电量为的圆环在点产生的场强方向沿杆向上，大小为 （2）小滑环在点，由牛顿第二定律得 根据场强的对称性可知 解得小球在点的加速度大小为 （3）根据题意，由对称性可知，小球从点运动到点过程中，电场力做功为零，由动能定理有 解得小球在点的动能大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度下学期高一年级期中考试物理科试卷 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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 1. 下列来说法符合物理史实的是（　　） A. 天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律 B. 开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受引力遵从相同的规律 C. 库仑通过油滴实验测出元电荷e D. 卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G 2. 下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动的物体机械能一定守恒 B. 变速运动的物体机械能不可能守恒 C. 平抛运动的物体机械能一定守恒 D. 自由落体运动的物体机械能可能不守恒 3. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，此时A、B相距最近，如图所示，已知卫星B的运动周期为T，则（　　） A. 经时间T，A、B再次相距最近 B. C运动的向心力一定小于B运动的向心力 C. A、B匀速圆周运动的半径三次方与周期平方之比相等 D. 相同时间内，B与地心连线扫过的面积等于A与地心连线扫过的面积 4. 如图所示，劲度系数分别为和的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定。若弹簧弹性势能可表示为，其中为弹簧形变量，则弹性势能的关系为（　　） A. B. C. D. 5. 图中实线所示为某电场的电场线，虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从 a 点到 b点的运动轨迹，则下列说法正确的是 A. b 点的电场强度比 a 点的电场强度小 B. 该试探电荷带负电 C. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中电场力一直做负功 D. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中速度先增加后减少 6. 图甲为某提水设施工作原理简化图，辘轳绕绳轮轴半径，水桶的质量，井足够深，忽略井绳质量和因绳子缠绕导致轮轴的半径变化，某次从井中汲取的水，轮轴由静止开始绕中心轴转动从而竖直向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度，则（　　） A. 末水桶的速度大小为 B. 内水桶上升的高度为 C. 末井绳对桶拉力的瞬时功率为 D. 内井绳对桶拉力所做的功为 7. 如图甲所示，A、B、C、D为匀强电场中等势面，相邻等势面电势差相等且间距为d，等势面与水平地面平行，电量为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出，恰能到达等势面A，该过程中小球的动能Ek和机械能E随高度h的变化关系如图乙所示，为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球初速度大小 B. 小球加速度大小为4g C. 小球抛出时重力势能为 D. 电场强度大小为 8. 要使两物体（两物体始终可以看成质点）间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（ ） A. 使两物体质量各减小一半，距离保持不变 B. 使两物体质量各减小一半，距离增至原来倍 C. 使其中一个物体质量减为原来的，距离增至原来的2倍 D. 使两物体质量及它们之间距离都减为原来的 9. 两根长为L的绝缘轻绳一端固定在O点，另一端与质量均为m的带电小球M、N相连，两小球均静止，与小球M相连的轻绳竖直，小球M紧靠在左侧竖直的绝缘墙壁上，其电荷量为Q，且保持不变；与小球N相连的轻绳与竖直方向成夹角，此时其电荷量为q，已知两小球均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，则（　　） A. B. 墙壁对小球M的弹力大小为mg C. 若小球N的电荷量缓慢减少，小球N所受轻绳拉力不变 D. 若小球N的电荷量缓慢减少，M、N之间距离的三次方与N的电荷量成正比 10. 如图所示，煤矿车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N（均在匀速传动），煤块与两传送带间的动摩擦因数均为，每隔在传送带M左端轻放上一个质量为的相同煤块（可视为质点），煤块离开传送带M前已经与M速度相等，且相邻煤块（已匀速）间的距离为，随后煤块平稳地传到传送带N上，N的宽度足够大、以0.8m/s匀速传动，g取，则下列说法正确的是（　　） A. 小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s B. 每个小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为0.5J C. 驱动M的电动机的平均输出功率为0.036W D. 驱动N的电动机的平均输出功率为0.064W 二、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，某同学采用了如图所示的实验装置。将带正电的小球A置于可移动且可调整高度的绝缘底座上，带正电的小球B用绝缘丝线悬挂于玻璃棒的O点，如图所示。实验过程中两带电小球在各自位置均可视作点电荷，重力加速度大小为g。 （1）实验过程中，小球A、B在同一水平线上，为测出小球B受到的库仑力大小，需要测量的一组物理量是_____________。 A．小球B的质量，小球B的悬线偏离竖直方向的夹角 B．小球B的质量，小球B的悬线长度 C．小球A、B的质量，小球A、B之间的距离 （2）某次实验时，使小球A、B在同一水平线上且测得小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为30°。保持小球A、B的电荷量不变，移动小球A后，调整小球A的高度，确保两小球始终在同一水平线上，小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为60°，则移动前后小球A、B之间的距离之比为_____________。 （3）本实验中应用到的科学探究方法是_____________。 A．理想实验法 B．微小量放大法 C．控制变量法 D．等效替代法 12. 如图所示为验证机械能守恒的实验装置，左侧框架上贴有刻度尺，零刻度线与小球重心等高，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为的小铁球吸住，一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小和，多次改变两个光电门的位置，得到多组和和的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为。 （1）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验需测量小球从释放到通过光电门1的时间 B. 光电门距离小球释放点越近越好 C. 应保持刻度尺竖直放置 （2）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度_______________。 （3）当地的重力加速度为_______________（用k表示）。 （4）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门2时的机械能表达式为_______________（用题中的表示）。 13. 某飞船绕地球运动可视为在赤道平面内的匀速圆周运动，飞行方向与地球自转方向相反，已知飞船匀速圆周运动周期为T，地球半径为R，地面重力加速度为g。 （1）求该飞船匀速圆周运动时的离地高度h； （2）若地球的自转周期为，求飞船连续两次经过赤道上某一建筑物的时间间隔t。 14. 如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，BC段倾斜，倾角为，两段传送带长度均为，在B处由一段极短光滑圆弧连接（图中未画出圆弧），两传送带均以的恒定速率顺时针运转，现将一质量的工件（可看做质点）无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数。 （1）求工件从A点开始到达B点过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q； （2）求工件由A点传送至C点过程中，传送带消耗的电能E。 15. 如图所示，与水平面成角绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所在平面，细杆与圆环所在平面的交点为圆环的圆心O，一套在细杆上的小球从A点以某一初速度沿杆向上运动，恰能到达D点，已知圆环半径为L、带电量为，小球的质量为m、带电量为，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数，求： （1）圆环在C点产生的场强； （2）小球在B点的加速度大小； （3）小球在A点的动能大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$