精品解析：江苏省宿迁市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023～2024学年度第二学期期中调研测试 高一物理试卷 一、单项选择题（本题共14小题，共56分。在每个小题给出的四个选项中，选择一个最符合题意的选项，每题4分） 1. 如图所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止。关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况正确的是（　　） A. 摩擦力对重物做负功 B. 支持力对重物做正功 C. 支持力对重物不做功 D. 重力对重物做正功 2. 质量为的汽车，如果启动过程中发动机的功率恒为，汽车速度能够达到的最大值为，行驶过程中受到的阻力不变，那么当汽车的车速为时，汽车的加速度为（ ） A. B. C. D. 3. 如图为蹦床运动示意图。A为运动员到达的最高点，B为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，C为运动员到达的最低点。运动员自A落至C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. B至C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能增加 B. A至B，运动员加速运动；B至C，运动员减速运动 C. A至C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 运动员在C点，速度零，加速度不为零 4. 如图所示，将带正电的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、。下列说法正确的是（ ） A. ， A部分带正电 B. ， A部分带负电 C. ，A部分带正电 D. ， A部分带负电 5. 两个相同金属小球，带电荷量分别为+Q和﹣3Q，相距为d（d远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为F．现让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小将变为（　　） A. B. F C. D. 6. 四种电场电场线分布情况如图所示。将一检验电荷分别放在场中、两点，则该检验电荷在、两点所受的电场力可能相同的是（ ） A. B. C. D. 7. 用轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量的大小为的小球，细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，如图所示，平衡时细线与竖直方向成37°（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（　　） A. 小球带负电 B. 平衡时细线的拉力为0.24N C. 匀强电场的场强为1.0×107N/C D. 若撤走带电小球，原小球所在位置场强大小变为0 8. 在科技馆的静电体验区，当人进入一个金属笼后，用特斯拉线圈产生200多万伏的高压，与金属笼之间发生火花放电，但人在金属笼内是非常安全的。在火花放电过程中（　　） A. 笼体不带电荷 B. 金属笼内部场强为零 C. 人与金属笼内壁接触会发生触电 D. 人和笼体带同种电荷 9. 电场中有A、两点，一个点电荷在A点的电势能为，在点的电势能为。已知A、两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量大小为，那么（ ） A. 该电荷为负电荷 B. 该电荷在A点所受的电场力比在点所受的电场力大 C. A、两点的电势差 D. 把电荷从A到，电场力做功为 10. 如图，虚线表示电场中的三条等势面，相邻等势面间电势差相等，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。由此可知（　　） A. P点的电势低于Q点的电势 B. 带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度 C. 带电粒子在P点时的电势能小于在Q点时的电势能 D. 带电粒子一定是从P点运动到Q点 11. 如图所示，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是（ ） A. 电容器可以存储电荷，电荷量越多电容越大 B. 增大电容器的两端电压，电容器的电容增大 C. 开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 D. 开关接2时，平行板电容器放电，流过灵敏电流计的电流从右到左 12. 如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A. 极板间距离减小 B. 材料竖直方向尺度减小 C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大 13. 如图，水平带电平面下方有一质量为m的带正电的小球，可看成质点，电量大小为q。当它在P点时所受合力为零。P点与平面的垂直距离为d，k和g分别为静电力常量和重力加速度，Q点是与P点对称的平面上方的一点。下列说法正确的是（ ） A. 平面带正电 B. Q点场强大小一定为 C. Q点场强可能为零 D. 若将一负电荷从平面移到P点，该负电荷的电势能一定增加 14. 如图所示，直线加速器由多个横截面积相同金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子（　　） A. 在加速器中一直做匀加速直线运动 B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动 C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动 D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动 二、实验题（15分） 15. 某班同学在实验室利用“自由落体运动”来验证机械能守恒定律。 （1）下列说法正确的是（ ） A. 应选用密度大、体积小的重锤 B. 必须用天平称出重锤的质量 C. 需使用秒表测出重锤下落的时间 D. 可以利用计算出瞬时速度 （2）不同组学生在实验操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是__________。 A. B. C. D. （3）在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起点的距离分别为、、。若打点时间间隔为，重锤质量为，则从点到点动能增加量__________。 （4）甲同学认为可通过测量重锤下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，设点到测量点的距离为，为对应测量点的速度，他做出的关系图线如图所示，由图可得重物下落的加速度__________（结果保留三位有效数字）； （5）乙同学误把点当作点，其它操作与甲同学相同，也绘制出图像，图线是甲同学作的图线，则乙同学所作的图线最有可能是__________（填写图线上的字母）。 三、计算题（本题共2小题，共29分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位） 16. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点。试求： （1）弹簧开始时的弹性势能； （2）物块从B点运动至C点克服阻力做的功； （3）物块离开C点后落回水平面时的动能。 17. 如图所示，某空间有一竖直向下匀强电场，电场强度，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度的a处有一粒子源，粒子源以的初速度向水平面以下的各个方向均匀射出质量为、电荷量为的带电粒子，粒子最终落在金属板b上，若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字） (1)粒子源所在a点的电势； (2)带电粒子打在金属板上时的动能； (3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023～2024学年度第二学期期中调研测试 高一物理试卷 一、单项选择题（本题共14小题，共56分。在每个小题给出的四个选项中，选择一个最符合题意的选项，每题4分） 1. 如图所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止。关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况正确的是（　　） A. 摩擦力对重物做负功 B. 支持力对重物做正功 C. 支持力对重物不做功 D. 重力对重物做正功 【答案】B 【解析】 【详解】物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，处于平衡状态，在缓慢上升的过程中，位移方向向上，重力对物块做了负功，物块在上升的过程中，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的摩擦力对物块做的功为零，由于重力对物块做了负功，摩擦力对物块不做功，根据动能定理可知，支持力对物块做正功。 故选B。 2. 质量为的汽车，如果启动过程中发动机的功率恒为，汽车速度能够达到的最大值为，行驶过程中受到的阻力不变，那么当汽车的车速为时，汽车的加速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，所以发动机的功率为 阻力 当汽车速度为时汽车的牵引力大小为 当汽车的车速为时，汽车的加速度 故选A。 3. 如图为蹦床运动示意图。A为运动员到达的最高点，B为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，C为运动员到达的最低点。运动员自A落至C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. B至C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能增加 B. A至B，运动员加速运动；B至C，运动员减速运动 C. A至C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 运动员在C点，速度为零，加速度不为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．B至C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小，选项A错误； B．A至B，运动员加速运动；B至C，重力先大于弹力，加速度向下，后重力小于弹力，加速度向上，即运动员先加速后减速运动，选项B错误； C．A至C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员与蹦床系统的机械能守恒，运动员的机械能减小，选项C错误； D．运动员在C点，速度为零，弹力大于重力，则加速度不为零，选项D正确。 故选D。 4. 如图所示，将带正电的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、。下列说法正确的是（ ） A. ， A部分带正电 B. ， A部分带负电 C. ，A部分带正电 D. ， A部分带负电 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在导体球C靠近导体前，左侧导体不带电，当导体球C靠近不带电的导体时，发生了感应起电，左侧导体中的电子发生了转移，但是导体整体仍然呈现电中性，则有 故AB错误； CD．根据上述可知导体整体仍然呈现电中性，则有 由于导体球C带正电，当导体球C靠近导体时，左侧的导体中的自由电子在导体球C正电的引力作用下向B端聚集，B端得电子带负电，A端失电子带正电，故C正确，D错误。 故选C。 5. 两个相同金属小球，带电荷量分别为+Q和﹣3Q，相距为d（d远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为F．现让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小将变为（　　） A. B. F C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】接触后，两个小球的电荷量相等，电量为﹣Q，根据库仑定律，接触前后的库仑力大小为，，则F′=F． A. ，与结论不相符，选项A错误； B. F，与结论不相符，选项B错误； C. ，与结论不相符，选项C错误； D. ，与结论相符，选项D正确； 6. 四种电场的电场线分布情况如图所示。将一检验电荷分别放在场中、两点，则该检验电荷在、两点所受的电场力可能相同的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．A图中，与正点电荷等距离的a、b两点场强大小相等，但是方向不同，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同，故A错误； B．B图中，两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点，由对称可知，两点的场强大小和方向均相同，则检验电荷所受的电场力相同，故B正确； C．C图中，两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点的场强大小相同，但是方向不同，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同，故C错误； D．D图中，某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点的场强方向相同，但大小不同，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同，故D错误。 故选B。 7. 用轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量的大小为的小球，细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，如图所示，平衡时细线与竖直方向成37°（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（　　） A. 小球带负电 B. 平衡时细线的拉力为0.24N C. 匀强电场的场强为1.0×107N/C D. 若撤走带电小球，原小球所在位置场强大小变为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在平衡位置时，受力如图所示 电场力方向与场强方向相同，所以小球带正电，故A错误； B．根据平衡条件有 故B错误； C．根据 解得 故C正确； D．场强由场源决定，所以撤走带电小球，原小球所在位置场强不变，故D错误。 故选C。 8. 在科技馆的静电体验区，当人进入一个金属笼后，用特斯拉线圈产生200多万伏的高压，与金属笼之间发生火花放电，但人在金属笼内是非常安全的。在火花放电过程中（　　） A. 笼体不带电荷 B. 金属笼内部场强为零 C. 人与金属笼内壁接触会发生触电 D. 人和笼体带同种电荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属笼处于静电平衡，笼体表面有感应电荷，故A错误； B．金属笼内部场强为零，故B正确。 C．体验者与笼体是等势体，体验者与金属笼内壁接触不会形成电流，不会发生触电，故C错误； D．笼体内部没有电场，因此体验者不带电，故D错误。 故选B． 9. 电场中有A、两点，一个点电荷在A点的电势能为，在点的电势能为。已知A、两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量大小为，那么（ ） A. 该电荷为负电荷 B. 该电荷在A点所受的电场力比在点所受的电场力大 C. A、两点的电势差 D. 把电荷从A到，电场力做功为 【答案】A 【解析】 【详解】A．点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，而由图可知，电场线由B指向A，则A点电势低于B点电势，故该电荷一定为负电荷，故A正确； B．因该电场线周围的电场线分布情况未知，所以两点的场强大小无法比较，电场力大小也无法判定，故B错误； C．根据 得 故C错误； D．从A到B电场力做功 故D错误。 故选A。 10. 如图，虚线表示电场中的三条等势面，相邻等势面间电势差相等，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。由此可知（　　） A. P点的电势低于Q点的电势 B. 带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度 C. 带电粒子在P点时的电势能小于在Q点时的电势能 D. 带电粒子一定是从P点运动到Q点 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线方向电势降低，故P的等势面电势较低，Q的等势面电势最高，故A正确； B．由于相邻等势面之间的电势差相同，等势面越密集的地方电场线越密集，电场强度越大，故P点电场强度较大，电场力较大，加速度较大，故B错误； C．P的等势面电势较低，Q的等势面电势最高，负电荷在电势低的地方电势能较大，则带电粒子在P点时的电势能大于在Q点时的电势能，故C错误； D．根据题意无法判断带电粒子是从P点运动到Q点还是Q点运动到P点，故D错误。 故选A。 11. 如图所示，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是（ ） A. 电容器可以存储电荷，电荷量越多电容越大 B. 增大电容器的两端电压，电容器的电容增大 C. 开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 D. 开关接2时，平行板电容器放电，流过灵敏电流计的电流从右到左 【答案】D 【解析】 【详解】A．电容是电容器本身的性质，与极板上所带的电荷量无关，故A错误； B．电容是电容器本身的性质，与极板两端的电压无关，故B错误； C．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电，故C错误； D．电容器充电后，上极板带正电，下极板带负电，开关接2时，平行板电容器放电，流过灵敏电流计的电流从右到左，故D正确。 故选D。 12. 如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A. 极板间距离减小 B. 材料竖直方向尺度减小 C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大 【答案】B 【解析】 【详解】D．根据题意可知极板之间电压不变，极板上所带电荷量变少，根据 可知电容减小，D错误； AB．电容的决定式 电容减小，可知极板间距d增大；由于电容器上极板固定，则材料竖直方向尺度减小，A错误，B正确； C．极板之间形成匀强电场，场强 可知极板间电场强度E减小，C错误。 故选B。 13. 如图，水平带电平面下方有一质量为m的带正电的小球，可看成质点，电量大小为q。当它在P点时所受合力为零。P点与平面的垂直距离为d，k和g分别为静电力常量和重力加速度，Q点是与P点对称的平面上方的一点。下列说法正确的是（ ） A. 平面带正电 B. Q点场强大小一定为 C. Q点场强可能为零 D. 若将一负电荷从平面移到P点，该负电荷的电势能一定增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．带正电的小球在P点时所受合力为零，可知小球受到的电场力向上，则平面带负电，故A错误； BC．带正电的小球在P点时所受合力为零，则 解得 根据对称性，平面在Q点场强大小为，方向向下，小球在Q点的场强大小为 方向向上，则Q点场强大小为 当小球在Q点的场强大小等于平面在Q点的场强大小时，Q点场强为零，故B错误，C正确； D．若将一负电荷从平面移到P点，电势升高，负电荷在高电势处电势能反而小，该负电荷电势能一定减小，故D错误。 故选C。 14. 如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子（　　） A. 在加速器中一直做匀加速直线运动 B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动 C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动 D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源加在相邻两个金属圆筒之间，所以粒子在相邻两个金属圆筒间受恒定的电场力，做匀加速直线运动，金属圆筒中电场为零，粒子不受电场力，做匀速运动。 故选C。 二、实验题（15分） 15. 某班同学在实验室利用“自由落体运动”来验证机械能守恒定律。 （1）下列说法正确的是（ ） A. 应选用密度大、体积小的重锤 B. 必须用天平称出重锤的质量 C. 需使用秒表测出重锤下落的时间 D. 可以利用计算出瞬时速度 （2）不同组学生在实验操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是__________。 A. B. C. D. （3）在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起点的距离分别为、、。若打点时间间隔为，重锤质量为，则从点到点动能增加量__________。 （4）甲同学认为可通过测量重锤下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，设点到测量点的距离为，为对应测量点的速度，他做出的关系图线如图所示，由图可得重物下落的加速度__________（结果保留三位有效数字）； （5）乙同学误把点当作点，其它操作与甲同学相同，也绘制出图像，图线是甲同学作的图线，则乙同学所作的图线最有可能是__________（填写图线上的字母）。 【答案】（1）A （2）B （3） （4）9.45##9.46##9.47##9.48##9.49##9.50##9.51##9.52##9.53##9.54##9.55##9.56##9.57##9.58##9.59 （5）a 【解析】 【小问1详解】 A．实验中应选用密度较大、体积较小的重锤进行实验，这样可以减小空气阻力带来的影响，故A正确； B．要验证 质量可以两式中的m可以不用比较，直接约去，所以不需要测量，故B错误； C．我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误； D．如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，则不需要验证机械能守恒，故不可以利用计算出瞬时速度。应根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 打点计时器应接交流电源，操作时应用手提住纸带的上端，让重物尽量靠近打点计时器。 故选B。 【小问3详解】 打B点时的速度 动能增加量为 【小问4详解】 根据由图象求斜率得2a，即 小问5详解】 小明同学误把O′点当作O点，其它操作与小华相同，当 时，速度不为0，则小明所作的图线最有可能是a 三、计算题（本题共2小题，共29分。解答时应写出必要文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位） 16. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点。试求： （1）弹簧开始时的弹性势能； （2）物块从B点运动至C点克服阻力做的功； （3）物块离开C点后落回水平面时的动能。 【答案】（1）；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）物块在B点时，由牛顿第二定律得 在物体从A点到B点的过程中，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能 （2）物体到达C点仅受重力mg，根据牛顿第二定律有 物体从B点到C点只有重力和阻力做功，根据动能定理有 解得 物块m从B点运动到C点克服阻力做的功的大小为； （3）物块离开C点后落回水平面的过程，根据动能定理有 解得落回水平面时的动能 17. 如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度的a处有一粒子源，粒子源以的初速度向水平面以下的各个方向均匀射出质量为、电荷量为的带电粒子，粒子最终落在金属板b上，若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字） (1)粒子源所在a点的电势； (2)带电粒子打在金属板上时的动能； (3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）。 【答案】(1)80V；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)匀强电场的场强方向竖直向下，b板接地，电势为零，因此有 (2)不计粒子重力，只有电场力做功，对带电粒子，由动能定理得 可得带电粒子打在金属板上时的动能为 (3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平射出时的落点为边界，设水平射出后经时间t落在金属板上，则 联立以上各式得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$