精品解析：江西省抚州市2023-2024学年高一下学期学业质量监测物理试卷

抚州市2023—2024学年度下学期学生学业质量监测 高一物理试题卷 说明： （1）本试题卷共6页，15小题，满分100分，考试时间75分钟； （2）答案须写在答题卡相应的位置上，不得在本试题卷上作答，否则不给分； 第I卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共计46分。1-7题只有一个选项符合题意，每小题4分；8-10题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不作答的得0分。） 1. 物体做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（　　） A. 线速度 B. 位移 C. 周期 D. 向心加速度 2. 如图所示，在离地面同一高度有质量相同的二个小球、，球以速度水平抛出，球做自由落体运动，不计空气阻力（　　） A. 二球落地时，重力的功率相同 B. 二球落地时，球重力的功率更大 C. 从抛出到落地过程，球重力的功率更大 D. 从抛出到落地过程，球重力的功率更大 3. 如图所示，关于做圆周运动物体的向心力来源分析正确的是（　　） A. 图a中汽车在水平路面转弯，地面对车支持力提供向心力 B. 图b中汽车行驶过拱桥最高点时，地面对车的支持力提供向心力 C. 图c中小球在水平面做匀速圆周运动，绳对小球的拉力提供向心力 D. 图d中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块的摩擦力提供向心力 4. 如图，在放置电荷量为的正点电荷，在放置电荷量为的负点电荷，则点和原点的电场强度关系正确的是（　　） A. 电场强度的大小相等、方向不同 B. 电场强度的大小相等、方向相同 C. 点电场强度更大，但方向与点的相同 D. 点电场强度更小，且方向与点的不同 5. 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率随时间的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小恒定不变。下列描述该汽车的速度随时间变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 一带电荷量为的小球固定在绝缘底座上，在它左侧还有一个用绝缘丝线悬挂的带电荷量为的小球B，它们处于同一高度静止，如图所示，两球均视为点电荷，下列说法中正确的是（　　） A. 若增加小球的带电荷量，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 B. 若使小球带电荷量变为，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 C. 小球对小球B库仑力大小等于小球B对小球的库仑力大小 D. 若小球向左平移一段微小距离，则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小 7. 一带负电粒子在仅受电场力作用下，从的位置沿轴正方向运动，电场力做功随位移变化关系如图所示，其中为距离的中点，段的图像是曲线，段的图像是直线，在过程中下列说法正确的是（　　） A. 处的场强一定不为零 B. 粒子在处电势能最小 C. 粒子从处运动到处过程中，电势能不变 D. 、、处的电势、、的关系为 8. “玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。机器人“玉兔号”在距月球表面高处绕月球做匀速圆周运动的周期为，已知月球半径为，月球自转周期为，引力常量为。通过这些数据可以计算出的物理量是（　　） A. 玉兔号的质量 B. 月球的密度 C. 月球静止卫星的轨道半径 D. 玉兔和月球间的万有引力大小 9. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过点，再经过点，以下说法正确的是（　　） A. 该带电粒子带正电 B. 点的电势低于点的电势 C. 粒子在点的加速度大于在点的加速度 D. 粒子在点的电势能小于在点的电势能 10. 如图所示，固定斜面的倾角，物体A与斜面之间的动摩擦因数，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为，B的质量为，初始时物体到C点的距离，现给A、B一初速度，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹回到C点。已知重力加速度，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态。则在此过程中（　　） A. 弹簧的最大压缩量是 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 物体B重力势能的变化是 D. 物体A第一次运动到C点时的速度大小是 第II卷（非选择题 共54分） 二、实验题（本题共2小题，共15分） 11. 某学校兴趣小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象。其中为电池、为电阻箱、为电容器、为电流计、为单刀双掷开关。 （1）将开关S接1，观察到电流计指针偏转情况为________； A. 迅速偏转到某一刻度后保持不变 B. 逐渐偏转到某一刻度后保持不变 C. 迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到零 D. 逐渐偏转到某一刻度后迅速回到零 （2）将开关S接2，观察到电流计指针偏转情况与接1的区别是________； （3）将表换成电流传感器，充电过程完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图所示，已知电池的电动势为，则电容器的电容为________（结果保留两位有效数字）。 12. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 ①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。 ②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。 A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带 三、计算题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，杂技演员表演“水流星”节目。一根长为细绳两端系着盛水的杯子（绳长远大于杯子的大小），演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，杯子运动中水始终不会从杯子中洒出，重力加速度为，每个杯子质量为、里面水的质量为。则： （1）杯子运动到最高点的角速度至少是多少？ （2）杯子在最低点的角速度时，绳子对最低点的杯子拉力是多少？ 14. 如图所示，在平面直角坐标系第一象限和第二象限区域内有电场强度均为、方向分别沿负方向和负方向的匀强电场，将一电荷量为、质量为的粒子由第一象限的点静止释放，不计粒子重力，求： （1）粒子到达轴的时间； （2）粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标。 15. 如图所示，让摆球从图中的位置由静止开始摆下，摆到最低点处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由点向右做匀减速运动，到达孔进入半径的竖直放置的光滑圆轨道，当小球进入圆轨道立即关闭孔。已知摆线长，摆线能承受的最大拉力为，小球可视为质点且质量，点与孔的水平距离，取。 （1）求小球在位置时，摆线与竖直方向的夹角多大； （2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间的动摩擦因数的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 抚州市2023—2024学年度下学期学生学业质量监测 高一物理试题卷 说明： （1）本试题卷共6页，15小题，满分100分，考试时间75分钟； （2）答案须写在答题卡相应的位置上，不得在本试题卷上作答，否则不给分； 第I卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共计46分。1-7题只有一个选项符合题意，每小题4分；8-10题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不作答的得0分。） 1. 物体做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（　　） A. 线速度 B. 位移 C. 周期 D. 向心加速度 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．在描述物体做匀速圆周运动的物理量中，线速度、位移、向心加速度这几个物理量都是矢量，线速度与向心加速度各自的大小不变，可方向时刻变化；位移大小和方向都时刻在变，因此都是变化的物理量，ABD错误； C．周期是标量，因此物体做匀速圆周运动的周期是不变的物理量，C正确。 故选C。 2. 如图所示，在离地面同一高度有质量相同的二个小球、，球以速度水平抛出，球做自由落体运动，不计空气阻力（　　） A. 二球落地时，重力的功率相同 B. 二球落地时，球重力的功率更大 C. 从抛出到落地过程，球重力的功率更大 D. 从抛出到落地过程，球重力的功率更大 【答案】A 【解析】 【详解】CD．A、B两球竖直方向均做自由落体运动，下落高度相等，则 由此可知，两球飞行时间相等，从抛出到落地过程，重力的功率 球和球重力的功率相等，故C错误，D错误； AB．落地时重力的功率为 两球飞行时间相等，由此可知，两球落地时重力的功率相同，故A正确，B错误。 故选A。 3. 如图所示，关于做圆周运动物体的向心力来源分析正确的是（　　） A. 图a中汽车在水平路面转弯，地面对车的支持力提供向心力 B. 图b中汽车行驶过拱桥最高点时，地面对车的支持力提供向心力 C. 图c中小球在水平面做匀速圆周运动，绳对小球的拉力提供向心力 D. 图d中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块的摩擦力提供向心力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图a中汽车在水平路面转弯，地面对车的静摩擦力提供向心力，故A错误； B．图b中汽车行驶过拱桥最高点时，重力和地面对车的支持力的合力提供向心力，故B错误； C．图c中小球在水平面做匀速圆周运动，重力和绳对小球的拉力的合力提供向心力，故C错误； D．图d中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块摩擦力提供向心力，故D正确。 故选D。 4. 如图，在放置电荷量为正点电荷，在放置电荷量为的负点电荷，则点和原点的电场强度关系正确的是（　　） A. 电场强度的大小相等、方向不同 B. 电场强度的大小相等、方向相同 C. 点电场强度更大，但方向与点的相同 D. 点的电场强度更小，且方向与点的不同 【答案】B 【解析】 【详解】两等量异种点电荷形成电场的电场线分布特点如图所示，由图可知两点电荷连线的中垂线上，电场线方向均相同，即场强方向相同，且与中垂线垂直，在中垂线上到关于中垂线与两点电荷连线交点对称的点场强大小相等，由几何关系可知，P点与O点是关于中垂线与连线交点对称的点，因此点和原点的电场强度大小相等、方向相同。 故选B。 5. 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率随时间的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小恒定不变。下列描述该汽车的速度随时间变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题图可知，在时间内发动机的功率不变，若是匀速，则图像是平行时间轴的直线，若是加速，由可知，牵引力逐渐减小，由牛顿第二定律可有 可知加速度逐渐减小，是加速度逐渐减小的加速运动，当速度是零时，则有，汽车开始做匀速直线运动，此时的速度为 因此在时间内，图像先是平滑的曲线，后是平行于时间轴的直线； 在时间内，汽车功率突然增大且不变，则牵引力突然增大，汽车做加速运动，由可知，牵引力逐渐减小，则有 可知加速度逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是零时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时的速度为 可知在时间内，图像先是平滑的曲线，后是平行于时间轴的直线。总上所述，描述该汽车的速度随时间变化的图像中，可能正确的是D图像。 故选D。 6. 一带电荷量为的小球固定在绝缘底座上，在它左侧还有一个用绝缘丝线悬挂的带电荷量为的小球B，它们处于同一高度静止，如图所示，两球均视为点电荷，下列说法中正确的是（　　） A. 若增加小球的带电荷量，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 B. 若使小球带电荷量变为，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 C. 小球对小球B的库仑力大小等于小球B对小球的库仑力大小 D. 若小球向左平移一段微小距离，则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意对小球B受力分析，如图所示，设A、B两小球相距为L，丝线与竖直方向夹角为θ，在水平方向，由库仑定律和平衡条件可得 若增加小球的带电荷量，由库仑定律可知，小球B受的库仑力增大，则稳定后丝线与竖直方向夹角θ增大，A错误； B．若使小球带电荷量变为，则小球B受到库仑吸引力，由库仑定律可知，两小球间的距离减小，则吸引力要大于排斥力，因此稳定后丝线与竖直方向夹角会增大，B错误； C．小球对小球B的库仑力与小球B对小球的库仑力是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知，两力大小相等，C正确； D．若小球向左平移一段微小距离，可知两小球间的距离减小，由库仑定律可知，小球B受的库仑力增大，则稳定后丝线与竖直方向的夹角增大，D错误。 故选C。 7. 一带负电粒子在仅受电场力作用下，从的位置沿轴正方向运动，电场力做功随位移变化关系如图所示，其中为距离的中点，段的图像是曲线，段的图像是直线，在过程中下列说法正确的是（　　） A. 处的场强一定不为零 B. 粒子在处电势能最小 C. 粒子从处运动到处过程中，电势能不变 D. 、、处的电势、、的关系为 【答案】B 【解析】 【详解】A．题图为一带负电粒子在仅受电场力作用下的图像，由 整理有 该图像的斜率为带电粒子所受的电场力，由图像可知，在处粒子所有的电场力为零。根据 可知，此处电场强度为零，故A项错误； B C．由题图可知，粒子在过程，电场力做正功，电势能减小，粒子在过程，电场力做负功，电势能增加，粒子在处电势能最小，故B项正确； C．粒子在过程，电场力做负功，电势能增加，C项错误； D．由之前的分析可知，该图像的斜率为电场力，由题图分析可知，在过程，电场对粒子做正功，由题图可知，在过程，图像的斜率方向反向，即粒子所受电场力的方向反向，该过程，电场对电场力做负功，电场力做负功，电势能增加，所以粒子在处电势能大于处的电势能，由于粒子带负电，所以电势能大的地方，其电势小，即 由题图可知在过程，电场对粒子做负功，所以粒子在处电势能大于处的电势能，由于粒子带负电，所以电势能大的地方，其电势小，即 综上所述有 故D项错误。 故选B。 8. “玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。机器人“玉兔号”在距月球表面高处绕月球做匀速圆周运动的周期为，已知月球半径为，月球自转周期为，引力常量为。通过这些数据可以计算出的物理量是（　　） A. 玉兔号的质量 B. 月球的密度 C. 月球静止卫星的轨道半径 D. 玉兔和月球间的万有引力大小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设机器人“玉兔号”的质量为，在距月球表面高处绕月球做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力可得 解得 又有 解得月球的密度 可知玉兔号的质量不可计算出，可以计算出月球的密度，A错误，B正确； C．由题意可知，月球自转周期为与月球静止卫星的周期相同，设月球静止卫星的轨道半径为，由万有引力提供向心力可得 解得月球静止卫星的轨道半径 C正确； D．由万有引力定律可知，因玉兔的质量不能计算出，所以玉兔和月球间的万有引力大小不能计算出，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过点，再经过点，以下说法正确的是（　　） A. 该带电粒子带正电 B. 点的电势低于点的电势 C. 粒子在点的加速度大于在点的加速度 D. 粒子在点的电势能小于在点的电势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．带电粒子由M到N，其轨迹向下弯曲，可知粒子受电场力方向沿电场线切线方向向下，则该带电粒子带正电，A正确； B．沿电场线方向电势降低，可知点的电势高于点的电势，B错误； C．由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，点的电场强度大于点的电场强度，因此粒子在点受的电场力大于在点受的电场力，由牛顿第二定律可知，粒子在点的加速度大于在点的加速度，C正确； D．点的电势高于点的电势，由电势能公式可知，粒子在点的电势能大于在点的电势能，即，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，固定斜面的倾角，物体A与斜面之间的动摩擦因数，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为，B的质量为，初始时物体到C点的距离，现给A、B一初速度，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹回到C点。已知重力加速度，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态。则在此过程中（　　） A. 弹簧的最大压缩量是 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 物体B重力势能的变化是 D. 物体A第一次运动到C点时的速度大小是 【答案】AD 【解析】 【详解】D．物体A沿斜面向下运动时，B向上做运动，两者加速度大小相等，以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得 代入数据解得 由公式得 故D正确； AB．设弹簧的最大压缩量为x，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点，整个过程中，弹簧的弹力和重力对A做功均为零。根据动能定理得 代入数据解得 弹簧从最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量关系有 所以 故A正确，B错误； C．物体B重力势能增加 C错误； 故选AD。 第II卷（非选择题 共54分） 二、实验题（本题共2小题，共15分） 11. 某学校兴趣小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象。其中为电池、为电阻箱、为电容器、为电流计、为单刀双掷开关。 （1）将开关S接1，观察到电流计指针偏转情况为________； A. 迅速偏转到某一刻度后保持不变 B. 逐渐偏转到某一刻度后保持不变 C. 迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到零 D. 逐渐偏转到某一刻度后迅速回到零 （2）将开关S接2，观察到电流计指针偏转情况与接1的区别是________； （3）将表换成电流传感器，充电过程完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图所示，已知电池的电动势为，则电容器的电容为________（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）C （2）指针偏转方向相反 （3） 【解析】 【小问1详解】 使开关S接1，电源给电容器充电，电流顺时针方向，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0。 故选C。 【小问2详解】 将开关S接2，电容器放电，放电电流方向逆时针方向与充电电流方向相反，随着电容器所带电荷量逐渐减小，放电电流逐渐减小，此过程中观察到电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0。因此将开关S接2，观察到电流计指针偏转情况与接1的区别是指针偏转方向相反。 【小问3详解】 由I-t图像可知图像与横轴围成的面积表示电容器所带的电荷量，图中图像与横轴围成的部分大约由43个小方格，则有电容器所带的电荷量为 则电容器的电容为 12. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 ①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。 ②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。 A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带 【答案】 ①. 阻力与重力之比更小（或其它合理解释） ②. 0.547 ③. 0.588 ④. C 【解析】 【分析】 【详解】①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小 ②[2]由图中可知OC之间的距离为，因此重力势能的减少量为 [3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此 因此动能的增加量为 [4]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。 三、计算题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，杂技演员表演“水流星”节目。一根长为细绳两端系着盛水的杯子（绳长远大于杯子的大小），演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，杯子运动中水始终不会从杯子中洒出，重力加速度为，每个杯子质量为、里面水的质量为。则： （1）杯子运动到最高点的角速度至少是多少？ （2）杯子在最低点的角速度时，绳子对最低点的杯子拉力是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对最高点杯中的水研究，杯子运动到最高点水不会从杯子中洒出的角速度的最小值，是水的重力大小恰好等于水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律则有 解出 （2）对最低点的杯子（包括里面的水）研究，由牛顿第二定律则有 解出 14. 如图所示，在平面直角坐标系第一象限和第二象限区域内有电场强度均为、方向分别沿负方向和负方向的匀强电场，将一电荷量为、质量为的粒子由第一象限的点静止释放，不计粒子重力，求： （1）粒子到达轴的时间； （2）粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）粒子第一象限内做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 根据位移公式有 解出 （2）粒子从第一象限内，根据速度公式有 粒子从第二象限内做类平抛运动，加速度大小与第一象限内相等，若粒子在达到轴之前已经飞出电场，则有 解得 表明粒子在达到轴之前已经飞出电场，之后做匀速直线运动，则飞出点的横坐标为，纵坐标为 则粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标为 15. 如图所示，让摆球从图中的位置由静止开始摆下，摆到最低点处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由点向右做匀减速运动，到达孔进入半径的竖直放置的光滑圆轨道，当小球进入圆轨道立即关闭孔。已知摆线长，摆线能承受的最大拉力为，小球可视为质点且质量，点与孔的水平距离，取。 （1）求小球在位置时，摆线与竖直方向的夹角多大； （2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间的动摩擦因数的范围。 【答案】（1）；（2）或者 【解析】 【详解】（1）当摆球由到运动，根据动能定理有 在点，由牛顿第二定律可得 解得 （2）小球不脱离圆轨道分两种情况 ①要保证小球能到达孔，设小球到达孔的速度恰好为零，由动能定理可得 可得 若进入孔的速度较小，那么小球将会在圆心以下做往返运动，不脱离轨道，其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由动能定理可得 可求得 ②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，当小球恰好到达最高点时，在圆轨道的最高点，由牛顿第二定律可得 由动能定理可得 解得 综上所述，动摩擦因数的范围为或者。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$