精品解析：江苏省南通市崇川区2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

2023~2024学年度第二学期5月份质量监测 高一物理 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分.每题只有一个选项最符合题意. 1. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中两颗卫星绕木星做圆周运动的周期之比为1:4，则这两颗卫星的轨道半径之比为（　　） A. B. C. D. 2. 人体含水量约为70%，水中有钠、钾等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪（如图），其原理就是根据人体电阻大小来判断人体脂肪所占比例，一股情况下（　　） A. 肥胖的人比消瘦的人电阻大 B. 肥胖的人比消瘦的人电阻小 C. 激烈运动之后人的电阻不会改变 D. 激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响 3. 校园科技节上某兴趣小组利用锂电池和微型电机设计了一列“微型高铁”。假设这列高铁的质量为m，在平直轨道上匀速行驶的速度大小为v，受到的阻力大小为f，受到轨道的支持力大小为F，重力加速度为g。则电机的输出功率为（　　） A. B. C. D. 4. 把试探电荷q放到电场中的A点，测得它所受的静电力大小为nF；把另一个电荷量为nq的试探电荷放到B点，测得它所受的静电力大小为F。则A点和B点的电场强度大小之比等于（　　） A. B. C. D. 5. 我国自主研发的北斗卫星系统是建国以来的重大科技成就之一，该系统包括中圆轨道卫星和地球同步卫星。已知中圆轨道卫星的周期约为12h，下列说法中正确的是（　　） A. 中圆轨道卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B. 中圆轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C. 中圆轨道卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度 D. 中圆轨道卫星的轨道半径大于同步卫星的轨道半径 6. 如图所示为某白炽灯的U-I图像，图中A点的坐标为（I1，U1），过A点的切线与横轴交点的坐标为I0。则（　　） A. 随电压的升高，白炽灯的电阻逐渐减小 B. 对应A点，白炽灯的电阻为 C. 对应A点，白炽灯的电阻为 D. 对应A点，白炽灯的电阻为 7. 如图所示，M和N为两平行金属板，板间电压恒为U，在N板附近由静止释放一不计重力的带正电粒子。下列说法中正确的是（　　） A. 若仅减小两板间距离，粒子受到的电场力不变 B. 若仅增大两板间距离，粒子到达M板时的速度将变大 C. 若仅增大两板间距离，回路中会出现逆时针方向的瞬时电流 D. 若仅减小两板的正对面积，回路中会出现顺时针方向的瞬时电流 8. “蹦极”就是蹦极者把一根一端固定在跳台上的长弹性绳绑在脚踝处，然后从数十米高的跳台跳下去的一项极限运动。现将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，忽略空气阻力，某人从开始跳下到最低点过程的v—t图像如图所示，其中0~t1时间内的图线为直线。则（　　） A. t2时刻弹性绳恰好处于原长 B. t2时刻弹性绳中弹力最大 C. t1~t3时间内弹性绳弹性势能先增大后减小 D. t1~t3时间内弹性绳弹性势能一直增大 9. 如图所示，A、B是某电场中同一条电场线上的两点，把电荷量的试探电荷从无穷远处移到A点，静电力做的功；把的试探电荷从无穷远处移到B点，静电力做的功为。现把的试探电荷由A点移到B点，静电力做的功为（　　） A. B. C. D. 10. 有一个半径为R、带电量为Q且电荷均匀分布的绝缘球体，在距球心O为2R的位置有一带电量为q的点电荷。现从带电球中挖去半径为的球体，如图所示。则剩余部分对点电荷q的库仑力大小为（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，一小物块由静止开始沿固定斜面下滑，最终停在水平地面上。设物块在水平地面上的重力势能为零，斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与水平地面间动摩擦因数相等，该过程中，物块的动能Ek、机械能E与水平位移x的关系图像可能正确的是（　　） A. B.  C. D.  二、非选择题：共5题，共56分.其中第13题~第16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. 12. 小明同学用图甲所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条）来验证机械能守恒定律。他先在导轨上合适的位置A、B安装好光电门I、II，并连接上数字计时器，接着测量出遮光条的宽度d，已知重力加速度为g。 （1）本实验还必须使用的实验器材是 。 A. 天平 B. 秒表 C. 毫米刻度尺 （2）小明将导轨适当倾斜，测出A、B点到水平桌面高度h1、h2后，接通气源，让装有遮光条的滑块由A位置上方某处静止释放，光电门I、II记录的遮光时间分别为、。在误差允许范围内，若满足_________，则滑块下滑过程中机械能守恒。（用上述测量的物理量符号表示） （3）若实验过程中光电门I发生故障，小明继续使用该装置完成实验：让滑块由静止释放，记录导轨上滑块释放位置到桌面的高度h、滑块通过光电门II的时间，改变滑块释放位置获得多组数据，作出图像（如图乙）。其中图像与横轴交点的含义是___________；若图像的斜率近似等于___________，则滑块下滑过程中机械能守恒。 （4）实验中在测量高度时未取滑块重心位置到水平桌面的距离，这对实验验证有无影响？试说明理由。___________。 13. 如图所示，一根均匀带电细橡胶棒被弯成一个半径为R的圆环，圆环绕过环心O的转轴以角速度ω逆时针匀速转动，已知橡胶棒单位长度所带的电荷量为。 （1）试判断环中等效电流的方向； （2）求环中等效电流的大小I。 14. 在某行星和地球上相对于各自水平“地面”相同的高度处，由静止各释放一个物体（不计空气阻力），它们落地时间之比为1∶2。已知该行星质量约为地球的16倍，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。求： （1）该行星的重力加速度； （2）该行星的半径R'及第一宇宙速度v1。 15. 如图所示，水平传送带AB顺时针转动，其速度大小v可调节，AB左端为光滑平台，右端为粗糙水平轨道BC，半径R=0.8m的光滑竖直圆弧轨道与BC平滑连接。在平台上用一小物块压缩轻弹簧至某处后保持静止，弹簧右端与物块不拴接，弹簧原长小于平台的长度。已知物块质量m=1kg，AB长L=5m，BC长s=1.5m，物块与AB间的动摩擦因数μ1=0.2、与BC间的动摩擦因数μ2=0.3，g取10m/s2。释放物块，当它刚滑上传送带时的速度大小v1=4m/s。 （1）求释放小物块前弹簧弹性势能Ep； （2）若传送带的速度大小v=6m/s，求小物块第一次在传送带上向右运动到B端过程因摩擦产生的热量Q； （3）若小物块刚好能到达圆弧轨道上与圆心O等高的D点，求传送带的速度v'。 16. 真空中一对半径均为R1=6cm圆形金属板P、Q，圆心正对且平行放置，两板距离为d=2cm，Q板中心镀有一层半径为R2=1cm的圆形锌金属薄膜。用紫外线持续照射Q板，锌膜能不停的向外沿不同方向发射电子，其速度大小在0~4×106m/s之间。将P、Q接在电压可调的电源两端，忽略电子的重力以及电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应。已知电子的电量，电子的质量为。 （1）若Q板接电源正极，要使具有最大速度的电子不能打到P板，求此时Q、P的电压UQP； （2）若P板接电源正极且UPQ=56.875V时，求电子到达P板的最短时间； （3）为使锌金属薄膜发射的电子均能到达P板，P、Q间电压应满足什么条件？ 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5月份质量监测 高一物理 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分.每题只有一个选项最符合题意. 1. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中两颗卫星绕木星做圆周运动的周期之比为1:4，则这两颗卫星的轨道半径之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】卫星绕木星做圆周运动，根据开普勒第三定律有 解得 故选D。 2. 人体含水量约为70%，水中有钠、钾等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪（如图），其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例，一股情况下（　　） A. 肥胖的人比消瘦的人电阻大 B. 肥胖的人比消瘦的人电阻小 C. 激烈运动之后人的电阻不会改变 D. 激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响 【答案】A 【解析】 【详解】AB．脂肪不容易导电，说明肥胖的人的电阻大，消瘦的人的电阻小，故A正确，B错误； CD．人在激烈运动之后、沐浴之后，体脂率变小，测量此人体的电阻会变小，激烈运动对脂肪测量仪测量的结果有影响，故CD错误。 故选A。 3. 校园科技节上某兴趣小组利用锂电池和微型电机设计了一列“微型高铁”。假设这列高铁的质量为m，在平直轨道上匀速行驶的速度大小为v，受到的阻力大小为f，受到轨道的支持力大小为F，重力加速度为g。则电机的输出功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】高铁匀速运动，牵引力与阻力平衡，则有 电机的输出功率 解得 故选C。 4. 把试探电荷q放到电场中的A点，测得它所受的静电力大小为nF；把另一个电荷量为nq的试探电荷放到B点，测得它所受的静电力大小为F。则A点和B点的电场强度大小之比等于（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对试探电荷q有 对电荷量为nq的试探电荷有 结合上述解得 故选B。 5. 我国自主研发的北斗卫星系统是建国以来的重大科技成就之一，该系统包括中圆轨道卫星和地球同步卫星。已知中圆轨道卫星的周期约为12h，下列说法中正确的是（　　） A. 中圆轨道卫星发射速度大于第二宇宙速度 B. 中圆轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C. 中圆轨道卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度 D. 中圆轨道卫星的轨道半径大于同步卫星的轨道半径 【答案】C 【解析】 【详解】A．第二宇宙速度是卫星脱离地球束缚的发射速度，而中圆轨道卫星仍然绕地球运动，故中圆轨道卫星的发射速度小于第二宇宙速度，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 第一宇宙速度对应飞行器在理想状态下贴地飞行的速度，中圆轨道卫星轨道半径更大，线速度小于第一宇宙速度，故B错误； D．根据开普勒第三定律 中圆轨道卫星的周期小于地球同步卫星的周期，故中圆轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故D错误； C．根据牛顿第二定律 可得 中圆轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，中圆轨道卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度，故C正确。 故选C。 6. 如图所示为某白炽灯的U-I图像，图中A点的坐标为（I1，U1），过A点的切线与横轴交点的坐标为I0。则（　　） A. 随电压的升高，白炽灯的电阻逐渐减小 B. 对应A点，白炽灯的电阻为 C. 对应A点，白炽灯的电阻为 D. 对应A点，白炽灯电阻为 【答案】B 【解析】 【详解】BCD．根据欧姆定律 可知图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻，由图可知，A点时，白炽灯的电阻为 故B正确，CD错误； A．随着电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率逐渐增大，则随电压的升高，白炽灯的电阻逐渐增大，故A错误。 故选B。 7. 如图所示，M和N为两平行金属板，板间电压恒为U，在N板附近由静止释放一不计重力的带正电粒子。下列说法中正确的是（　　） A. 若仅减小两板间距离，粒子受到的电场力不变 B. 若仅增大两板间距离，粒子到达M板时的速度将变大 C. 若仅增大两板间距离，回路中会出现逆时针方向的瞬时电流 D. 若仅减小两板的正对面积，回路中会出现顺时针方向的瞬时电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．极板之间的电场强度 板间电压U不变，仅减小两板间距离时，极板间电场强度增大，则粒子受到的电场力增大，故A错误； B．根据动能定理有 解得 可知，仅增大两板间距离，粒子到达M板时的速度不变，故B错误； C．根据电容的定义式有 ， 解得 若仅增大两板间距离，电容器极板所带的的电荷量减少，即电容器将放电，此时回路出现逆时针方向的瞬时电流，故C正确； D．结合上述可知，仅减小两板的正对面积，电容器所带的的电荷量减少，电容器将放电，此时回路出现逆时针方向的瞬时电流，故D错误。 故选C。 8. “蹦极”就是蹦极者把一根一端固定在跳台上的长弹性绳绑在脚踝处，然后从数十米高的跳台跳下去的一项极限运动。现将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，忽略空气阻力，某人从开始跳下到最低点过程的v—t图像如图所示，其中0~t1时间内的图线为直线。则（　　） A. t2时刻弹性绳恰好处于原长 B. t2时刻弹性绳中弹力最大 C. t1~t3时间内弹性绳弹性势能先增大后减小 D. t1~t3时间内弹性绳弹性势能一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．人开始跳下后将做自由落体运动，弹性绳处于松弛状态，此过程v—t图像为一条直线，当弹性绳处于原长后，人受到重力和逐渐增大的弹力作用下向下运动，开始时弹力小于重力，重力和弹力的合力方向向下，其合力逐渐减小，结合牛顿第二定律知，此过程人做加速度减小的加速运动，由于v—t图像斜率表示加速度，则该过程的v—t图像为一条曲线，可知，t1时刻弹性绳恰好处于原长，故A错误； B．结合上述，当弹力等于重力时，人所受的合力为0，此时人的速度最大；当弹力大于重力时，重力和弹力的合力方向向上，其合力逐渐增大，结合牛顿第二定律知，此过程人做加速度逐渐增大的减速运动，当人的速度减为0时，弹性绳拉得最长，此时弹性绳的弹力最大，可知，t3时刻弹性绳中弹力最大，故B错误； CD．结合上述可知，t1~t3时间内，人一直向下运动，弹性绳的形变量一直在增大，则时间内弹性绳弹性势能一直增大，故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，A、B是某电场中同一条电场线上的两点，把电荷量的试探电荷从无穷远处移到A点，静电力做的功；把的试探电荷从无穷远处移到B点，静电力做的功为。现把的试探电荷由A点移到B点，静电力做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于无穷远电势为0，根据 可得 解得 ， 则A、B间的电势差为 静电力做的功为 故选B。 10. 有一个半径为R、带电量为Q且电荷均匀分布的绝缘球体，在距球心O为2R的位置有一带电量为q的点电荷。现从带电球中挖去半径为的球体，如图所示。则剩余部分对点电荷q的库仑力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】没有挖去之前，点电荷所受库仑力 挖去部分对点电荷的库仑力为 其中 令剩余部分对点电荷的库仑力为，则有 解得 故选A。 11. 如图所示，一小物块由静止开始沿固定斜面下滑，最终停在水平地面上。设物块在水平地面上的重力势能为零，斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与水平地面间动摩擦因数相等，该过程中，物块的动能Ek、机械能E与水平位移x的关系图像可能正确的是（　　） A. B.  C. D.  【答案】D 【解析】 【详解】设释放时物块离地高度为H，当物体在斜面上时，由动能定理 解得此时物块的动能 物块的机械能 则物体在斜面上时，图像是一条过原点的直线，是一条倾斜向下的直线，其纵截距为正值；当物块在水平面时，由动能定理 解得物块的动能 物块的机械能 则图像和图像都是一条倾斜向下的直线，其中物块在水平面时的图像的斜率和在斜面上的图像的斜率相同。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分.其中第13题~第16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. 12. 小明同学用图甲所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条）来验证机械能守恒定律。他先在导轨上合适的位置A、B安装好光电门I、II，并连接上数字计时器，接着测量出遮光条的宽度d，已知重力加速度为g。 （1）本实验还必须使用的实验器材是 。 A. 天平 B. 秒表 C. 毫米刻度尺 （2）小明将导轨适当倾斜，测出A、B点到水平桌面的高度h1、h2后，接通气源，让装有遮光条的滑块由A位置上方某处静止释放，光电门I、II记录的遮光时间分别为、。在误差允许范围内，若满足_________，则滑块下滑过程中机械能守恒。（用上述测量的物理量符号表示） （3）若实验过程中光电门I发生故障，小明继续使用该装置完成实验：让滑块由静止释放，记录导轨上滑块释放位置到桌面的高度h、滑块通过光电门II的时间，改变滑块释放位置获得多组数据，作出图像（如图乙）。其中图像与横轴交点的含义是___________；若图像的斜率近似等于___________，则滑块下滑过程中机械能守恒。 （4）实验中在测量高度时未取滑块重心位置到水平桌面的距离，这对实验验证有无影响？试说明理由。___________。 【答案】（1）C （2） （3） ①. 导轨上光电门Ⅱ所在位置到水平桌面的高度 ②. （4）无影响，滑块下滑过程中重心下降的高度差不变 【解析】 小问1详解】 实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离。时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平。 故选C。 【小问2详解】 过程重力势能减少量 根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，两点对应的速度 ， 则动能增加量 若机械能守恒 可得 【小问3详解】 [1]若滑块下滑过程中机械能守恒，则 整理得 可知横截距是，即导轨上光电门Ⅱ所在位置到水平桌面的高度。 [2]图像的斜率为 可知若斜率近似等于，则滑块下滑过程中机械能守恒。 【小问4详解】 实验中在测量高度时未取滑块重心位置到水平桌面的距离对实验验证无影响，滑块下滑过程中重心下降的高度差不变。 13. 如图所示，一根均匀带电的细橡胶棒被弯成一个半径为R的圆环，圆环绕过环心O的转轴以角速度ω逆时针匀速转动，已知橡胶棒单位长度所带的电荷量为。 （1）试判断环中等效电流的方向； （2）求环中等效电流的大小I。 【答案】（1）顺时针方向；（2） 【解析】 【详解】（1）橡胶棒带负电，圆环O的转轴逆时针匀速转动，电流方向与负电荷定向移动方向相反，则环中等效电流的方向为顺时针方向。 （2）根据角速度与周期的关系有 根据电流定义式有 其中 解得 14. 在某行星和地球上相对于各自水平“地面”相同的高度处，由静止各释放一个物体（不计空气阻力），它们落地时间之比为1∶2。已知该行星质量约为地球的16倍，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。求： （1）该行星的重力加速度； （2）该行星的半径R'及第一宇宙速度v1。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）物体做自由落体运动 可得 则 该行星的重力加速度为 （2）在地球表面，有 可得 同理可得 解得 根据万有引力提供向心力 可得 15. 如图所示，水平传送带AB顺时针转动，其速度大小v可调节，AB左端为光滑平台，右端为粗糙水平轨道BC，半径R=0.8m的光滑竖直圆弧轨道与BC平滑连接。在平台上用一小物块压缩轻弹簧至某处后保持静止，弹簧右端与物块不拴接，弹簧原长小于平台的长度。已知物块质量m=1kg，AB长L=5m，BC长s=1.5m，物块与AB间的动摩擦因数μ1=0.2、与BC间的动摩擦因数μ2=0.3，g取10m/s2。释放物块，当它刚滑上传送带时的速度大小v1=4m/s。 （1）求释放小物块前弹簧的弹性势能Ep； （2）若传送带的速度大小v=6m/s，求小物块第一次在传送带上向右运动到B端过程因摩擦产生的热量Q； （3）若小物块刚好能到达圆弧轨道上与圆心O等高的D点，求传送带的速度v'。 【答案】（1）8J；（2）2J；（3）5m/s 【解析】 【详解】（1）由机械能守恒，有 解得释放小物块前弹簧的弹性势能为 （2）因，故小物块先向右加速，由牛顿第二定律 解得 设经时间t加速至v，有 此过程物块的位移 故物块恰到达传送带B端，则物块与传送带的相对位移 所以 （3）设小物块向右经过B点时速度大小为，由动能定理，有 得 因为 故小物块在传送带上先向右加速再匀速，所以传送带的速度为 16. 真空中一对半径均为R1=6cm的圆形金属板P、Q，圆心正对且平行放置，两板距离为d=2cm，Q板中心镀有一层半径为R2=1cm的圆形锌金属薄膜。用紫外线持续照射Q板，锌膜能不停的向外沿不同方向发射电子，其速度大小在0~4×106m/s之间。将P、Q接在电压可调的电源两端，忽略电子的重力以及电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应。已知电子的电量，电子的质量为。 （1）若Q板接电源正极，要使具有最大速度的电子不能打到P板，求此时Q、P的电压UQP； （2）若P板接电源正极且UPQ=56.875V时，求电子到达P板的最短时间； （3）为使锌金属薄膜发射的电子均能到达P板，P、Q间电压应满足什么条件？ 【答案】（1）45.5V；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当速度最大的电子垂直于金属板时，根据动能定理有 解得 （2）具有最大速度的电子向左做匀加速直线运动到达P板经历时间最短，根据动能定理有 解得 根据位移的平均速度表达式有 解得 （3）若从锌膜边缘平行Q板射出的电子恰好到达P板边缘，则所有电子均能到达 P板，则有 ，， 解得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$