精品解析：江苏省邗江中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷

江苏省邗江中学5月阶段性检测试卷 学科：物理 时间：100分钟 2024.5.23 一、单选题（共10小题，每题4分，共40分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，盘面上一个小物块随圆盘一起做匀速圆周运动。物块所受力的个数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，小物块做匀速圆周运动，对小物块受力分析可知，竖直方向受重力和圆盘的支持力，水平方向受指向圆心的静摩擦力提供小物块最圆周运动的向心力，则小物块受3个力。 故选C。 2. 关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（ ） A. 当r趋近于无穷大时，万有引力趋近于零 B. 当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 D. 公式中的G为比例系数，它的单位是 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据可得当r趋近于无穷大时，万有引力趋近于零，故A正确； B．根据表达式适用于可把两物体看成质点间的引力计算，可知当r趋近于零时，物体不能再看成质点，万有引力公式已经不适用，B错误； C．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上，是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力，C错误。 D．由万有引力公式可得 则有万有引力恒量G的单位是，D错误。 故选A。 3. 2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是（　　） A. 月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置 B. “鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同 C. “鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度 D. “鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由开普勒第一定律可知，月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上，A错误； B．“鹊桥二号”在近月点距离月球最近，受到的万有引力最大，加速度最大；在远月点距离月球最远，受到的万有引力最小，加速度最小，故“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小不相同，B错误； C．“鹊桥二号”在远月点的速度小于轨道与远月点相切的卫星的线速度，轨道与远月点相切的卫星的线速度小于第一宇宙速度，故“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度，C正确； D．由开普勒第二定律可知，同一颗卫星与月球的连线在相同时间扫过的面积相等，但是“鹊桥二号”与 “嫦娥四号”是两颗轨道不同的卫星，相同时间扫过的面积不相等，D错误。 故选C。 4. 下列关于功和能的说法中，不正确的是（　　） A. －10J的功大于＋5J的功 B. 重力势能具有相对性和系统性，势能的正负表示大小 C. 静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体做正功、做负功或不做功 D. 若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移 【答案】D 【解析】 【详解】A．功的正负不表示功的大小，－10J的功大于＋5J的功；故A正确，不符合题意； B．重力势能具有相对性和系统性。重力势能为正，表示比选定参考平面上的重力势能大，重力势能为负，表示比选定参考平面上的重力势能小。故B正确，不符合题意； C．恒力做功的表达式 滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可能位移为零，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功。故C正确，不符合题意 D．恒力做功的表达式 可知，若某一个力对物体不做功，可能物体沿力方向没有发生位移或物体的位移的方向与该力方向垂直。故D错误，符合题意。 故选D。 5. 不计阻力的情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A. 图甲中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 B. 图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C. 图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 图丁中，运动员上升过程中其机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力对物块做负功，则物块的机械能减小，选项A错误； B．图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，根据 因开始在A点时竖直速度为零，到B点时竖直速度又变为零，可知小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小，选项B正确； C．图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员以及蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，选项C错误； D．图丁中，运动员上升过程中人本身消耗生物能，则人的机械能增加，选项D错误。 故选B。 6. 关于电场线的以下说法中正确的是（ ） A. 沿电场线的方向，电场强度越来越小 B. 沿电场线的方向，电势一定降低 C. 电场线越密的地方电势越高 D. 沿着电场线移动电荷，电势能一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示场强的强弱，电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱，电场线越密，电场强度越大，沿电场线的方向，电场强度不一定越来越小，故A错误； BC．沿着电场线方向，电势逐渐降低，电场线的疏密表示场强的强弱，故B正确，C错误； D．电荷的电性未知，无法判断电势能变化，故D错误。 故选B。 7. 在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d。已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成60°角，b点的场强方向与ab连线成30°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为（　　） A. 正电、3E B. 负电、3E C. 正电、 D. 负电、 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】将场强、反向延长，交点即为点电荷所在的位置，如下图所示，由于电场方向向外，故该点电荷带正电，根据几何知识可得，a点到Q的距离为，则b点到Q的距离为，a、b两点到Q的距离之比为,由 可得a、b两点的场强之比为,得出 故C正确，ABD错误。 故选C。 8. 如图所示的平面内，有静止的等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　） A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高 C. M点的场强与N点的场强相同 D. 质子在M点的电势能比在P点的电势能大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量异种点电荷周围电场线的分布可知M和P两点的电场强度大小相等，A错误； B．等量异种点电荷连线上电场方向为正点电荷指向负点电荷，并在二者连线上，所以MN为一等势线，故M点和N点得电势相等，B错误； C．根据等量异种点电荷周围电场线的分布可知M点和N点电场强度大小相等，方向不同，C错误； D．沿着电场线电势逐渐降低，M点的电势高于P点的电势，质子带正电，正电荷在高电势的地方电势能越大，故质子在M点的电势能大于P点的电势能，D正确。 故选D。 9. “观察电容器的充、放电现象”的实验电路图如图所示，已知电容器的电容为C，电容器充电后两极板间的电压为U（　　） A. 开关S接1后，电流表、电压表的示数均逐渐变大 B. 开关S从1断开后，电容器的带电量为2CU C. 开关S从1断开后接2时，流过电阻R的电流方向向左 D. 放电的过程中，电容器把储存的能量转化为电路中其他形式的能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S接1后电源对电容器充电，随着电容器两极板电荷量的增加，电压表的示数变大，电流表的示数不断减小，A错误； B．电容器充电后两极板间的电压为U，电容器的带电量为CU，所以，开关S从1断开后，电容器的带电量为CU，B错误； C．电容器充电时，上极板与电源正极相连带正电，下极板与电源负极相连带负电，开关S从1断开后接2时，流过电阻R的电流方向向右，C错误； D．放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中的内能，D正确。 故选D。 10. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块的质量为m，，物块与桌面间的动摩擦因数为，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中（　　） A. 物块在A点时弹簧的弹性势能等于在B点时弹性势能 B. 物块在O点时动能最大 C. 物块在B点时，弹簧的弹性势能大于 D. 经过O点时，物块的动能小于 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据能量的转化与守恒，从A到B减少的弹性势能转化为内能，故在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时弹性势能，A错误； B．物块在受力平衡位置处动能最大，即向左运动过程中在弹簧拉力与摩擦力相等的位置，一定在O点的右侧，动能最大，过B错误； C．物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于μmga，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga，故C错误； D．从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于W-μmga，D正确； 故选D。 二、非选择题（共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 11. 某同学设计了如图所示的装置来“验证机械能守恒定律”.将量角器竖直固定在铁架台上，使直径边水平，将小球通过一段不可伸长的细线固定到量角器的圆心O处，在铁架台上O点正下方安装光电门(图中未画出)，实验时，让小球在紧贴量角器的竖直平面内运动，调整好光电门，使小球的球心刚好能通过光电门的细光束.（重力加速度为g） （1）以下列举的物理量中，为本实验必须测量的物理量有___; A.小球的质量m B.小球的直径d C.细线的长度L D.小球的运动周期T （2）图中细线与竖直方向的初始偏角为______; （3）实验时，将小球拉开，使细线与竖直方向偏开一定的角度θ，将小球由静止释放，测出小球通过光电门的时间t，则小球通过最低点时的速度为______;如果这一过程中小球的机械能守恒，则题中各物理量应遵循的表达式为_____________; （4）多次实验，由实验数据作出了-cos θ图线，则实验所得的图线应该是_____. A. B. C. D. 【答案】 ①. BC ②. 32.3°(32.0°~32.8°) ③. ④. ＝g(l+)(1-cos θ) ⑤. C 【解析】 【分析】考查实验“验证机械能守恒定律”。 【详解】（1）本实验验证机械能守恒的关系式如下： 联立可得： 所以本实验必须测量的物理量有绳长L，小球直径d，故选BC。 （2）由题图读数可知，图中细线与竖直方向的初始偏角为32.3°。 （3）小球直径为d，通过光电门的时间为t，所以通过光电门时的速度为 ；应遵循的表达式为： （4）由关系式： 可得： 图线是一条倾斜的直线，斜率为负，截距为正，故选C。 12. 如图所示，质量m=2kg的小球从距离窗户上沿h1=0.8m处自由落下经过窗户，窗高h2=1.0m，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小球经过窗户上沿时刻重力的功率P1； （2）小球经过窗户的过程中重力的功率P2。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由自由落体运动公式，解得小球经过窗户上沿时刻的速度 小球经过窗户上沿时刻重力的功率 解得 （2）由，解得小球经过窗户上沿时刻的速度 小球经过窗户的过程中重力的功率 解得 13. 2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称正式公布，月面着陆器被命名为“揽月”，载人登月进入倒计时。假设若干年后，已经把月球开发成了度假星球，可以随时去月球观光旅游，体验与地球上不一样的风景与乐趣。某人穿着宇航服在月球基地外平直月面上打高尔夫。已知地球的质量为M、半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，月球的质量为m、半径为r。 （1）求月球的第一宇宙速度； （2）若高尔夫球的初速度大小为，方向与月面的夹角为，求高尔夫球在空中的运动时间t； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）地球表面万有引力与重力近似相等，有 根据万有引力提供向心力有 解得 （2）在月面上有 高尔夫球到达最高点的时间满足 解得 14. 如图所示，真空中，电量均为＋Q的两个点电荷分别固定在边长为L的正三角形顶点A、B上。现将一带电量为－q的试探电荷从无穷远处移至顶点C处，静电力做的功为W。静电力常量为k，取无穷远处电势为0。求 （1）C点的电场强度大小E； （2）试探电荷在C点的电势能及C点的电势。 【答案】（1）；（2）-W， 【解析】 【详解】 （1）两个点电荷在C点的场强大小为 由场强叠加原理得，C点的电场强度大小 （2）当试探电荷从无穷远处移点C处时，由功能关系知电场力做正功，电势能减小，即 W=0-Ep 则 Ep = -W C点的电势 15. 如图所示，在光滑水平面和粗糙水平面之间连接一长度为的传送带，长度，圆心为O、半径为的竖直光滑半圆轨道与水平面在D点平滑连接，其中段为光滑圆管，E和圆心O等高，。可视为质点的小物块从A点以的初速度向右滑动，已知小物块的质量，与传送带、水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取10。 （1）若传送带不转，求小物块滑到半圆轨道D点时对轨道压力F的大小； （2）若传送带以的速率顺时针方向转动，求小物块第一次运动到C点的过程中系统产生的热量Q； （3）在第（2）问基础上试通过计算判断小物块是否会脱离轨道； 【答案】（1）；（2）；（3）不会脱离轨道 【解析】 【详解】（1）从A到D，根据题设条件，由动能定理得 在D点，由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律有压力 联立代入数据解得 （2）假设到达C之前已与传送带共速，此时小物块相对于地面的位移为，则有 代入数据解得 所以物块到达C点时恰好与传送带共速，设所用时间为t，则由速度—时间关系有 传送带相对于地面的位移为，则由匀速运动规律有 小物块第一次运动到C点的过程中系统产生的热量 联立代入数据解得 （3）①在小物块第一次沿半圆轨道上升的过程中先判断是否可以通过F点。从D到F，由动能定理得 可得在F点恰好满足 可知小物块恰好可以通过F点；再判断是否可以通过G点，上升到最高点时，由机械能守恒有 可得 则小物块不会通过G点。设小物块第二次通过C点的速度，则有 解得 通过计算可知，小物块可在传送带上减速为0，并反向加速至第三次通过C点，且，则小物块第二次通过D点后上升至速度为0时，根据动能定理有 解得 则小物块第二次冲上半圆时，不会上升超过E点。综上，小物块不会脱离轨道。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省邗江中学5月阶段性检测试卷 学科：物理 时间：100分钟 2024.5.23 一、单选题（共10小题，每题4分，共40分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，盘面上一个小物块随圆盘一起做匀速圆周运动。物块所受力的个数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2. 关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（ ） A. 当r趋近于无穷大时，万有引力趋近于零 B. 当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 D. 公式中的G为比例系数，它的单位是 3. 2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是（　　） A. 月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置 B. “鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同 C. “鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度 D. “鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等 4. 下列关于功和能的说法中，不正确的是（　　） A. －10J的功大于＋5J的功 B. 重力势能具有相对性和系统性，势能的正负表示大小 C. 静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体做正功、做负功或不做功 D. 若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移 5. 不计阻力的情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A. 图甲中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 B. 图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C. 图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 图丁中，运动员上升过程中其机械能守恒 6. 关于电场线的以下说法中正确的是（ ） A. 沿电场线的方向，电场强度越来越小 B. 沿电场线的方向，电势一定降低 C. 电场线越密的地方电势越高 D. 沿着电场线移动电荷，电势能一定减小 7. 在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d。已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成60°角，b点的场强方向与ab连线成30°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为（　　） A. 正电、3E B. 负电、3E C. 正电、 D. 负电、 8. 如图所示的平面内，有静止的等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　） A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高 C. M点的场强与N点的场强相同 D. 质子在M点的电势能比在P点的电势能大 9. “观察电容器的充、放电现象”的实验电路图如图所示，已知电容器的电容为C，电容器充电后两极板间的电压为U（　　） A. 开关S接1后，电流表、电压表的示数均逐渐变大 B. 开关S从1断开后，电容器的带电量为2CU C. 开关S从1断开后接2时，流过电阻R的电流方向向左 D. 放电的过程中，电容器把储存的能量转化为电路中其他形式的能量 10. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块的质量为m，，物块与桌面间的动摩擦因数为，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中（　　） A. 物块在A点时弹簧的弹性势能等于在B点时弹性势能 B. 物块在O点时动能最大 C. 物块在B点时，弹簧的弹性势能大于 D. 经过O点时，物块的动能小于 二、非选择题（共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 11. 某同学设计了如图所示的装置来“验证机械能守恒定律”.将量角器竖直固定在铁架台上，使直径边水平，将小球通过一段不可伸长的细线固定到量角器的圆心O处，在铁架台上O点正下方安装光电门(图中未画出)，实验时，让小球在紧贴量角器的竖直平面内运动，调整好光电门，使小球的球心刚好能通过光电门的细光束.（重力加速度为g） （1）以下列举的物理量中，为本实验必须测量的物理量有___; A.小球的质量m B.小球的直径d C.细线的长度L D.小球的运动周期T （2）图中细线与竖直方向的初始偏角为______; （3）实验时，将小球拉开，使细线与竖直方向偏开一定的角度θ，将小球由静止释放，测出小球通过光电门的时间t，则小球通过最低点时的速度为______;如果这一过程中小球的机械能守恒，则题中各物理量应遵循的表达式为_____________; （4）多次实验，由实验数据作出了-cos θ图线，则实验所得的图线应该是_____. A. B. C. D. 12. 如图所示，质量m=2kg的小球从距离窗户上沿h1=0.8m处自由落下经过窗户，窗高h2=1.0m，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小球经过窗户上沿时刻重力的功率P1； （2）小球经过窗户的过程中重力的功率P2。 13. 2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称正式公布，月面着陆器被命名为“揽月”，载人登月进入倒计时。假设若干年后，已经把月球开发成了度假星球，可以随时去月球观光旅游，体验与地球上不一样的风景与乐趣。某人穿着宇航服在月球基地外平直月面上打高尔夫。已知地球的质量为M、半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，月球的质量为m、半径为r。 （1）求月球的第一宇宙速度； （2）若高尔夫球的初速度大小为，方向与月面的夹角为，求高尔夫球在空中的运动时间t； 14. 如图所示，真空中，电量均为＋Q的两个点电荷分别固定在边长为L的正三角形顶点A、B上。现将一带电量为－q的试探电荷从无穷远处移至顶点C处，静电力做的功为W。静电力常量为k，取无穷远处电势为0。求 （1）C点的电场强度大小E； （2）试探电荷在C点的电势能及C点的电势。 15. 如图所示，在光滑水平面和粗糙水平面之间连接一长度为的传送带，长度，圆心为O、半径为的竖直光滑半圆轨道与水平面在D点平滑连接，其中段为光滑圆管，E和圆心O等高，。可视为质点的小物块从A点以的初速度向右滑动，已知小物块的质量，与传送带、水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取10。 （1）若传送带不转，求小物块滑到半圆轨道D点时对轨道压力F的大小； （2）若传送带以的速率顺时针方向转动，求小物块第一次运动到C点的过程中系统产生的热量Q； （3）在第（2）问基础上试通过计算判断小物块是否会脱离轨道； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $