精品解析：江西省丰城中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

丰城中学2023-2024学年度下学期高一年级第三次段考试卷 物理 试卷总分为100分考试时长为75分钟 考试范围：必修第八章至第十章（不含第五节） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题只有一个选项正确。 1. 如图，沿倾角为的固定斜面向上推一个质量为的木箱，推力沿水平方向，木箱沿斜面向上移动的距离为，木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则关于木箱所受各力做功情况的说法中正确的是（　　） A. 木箱克服重力做功 B. 推力做功为 C. 做功为 D. 支持力做功为 2. 如图所示，质量为的小球沿高度为、倾角为的光滑斜面静止滑下．质量为小球自相同高度由静止落下，两球分别落地．下列说法正确的是（　　） A. 重力对两球做的功相同 B. 落地前的瞬间球的速度等于球的速度 C. 落地前的瞬间球重力的瞬时功率大于球重力的瞬时功率 D. 两球重力的平均功率相同 3. 2023年5月7日，在加拿大举行的世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站顺利落幕，中国跳水“梦之队”实现包揽全部9枚金牌的壮举，以9金1银的成绩位列奖牌榜第一。如图所示，某质量为m的运动员（可视为质点）从距离水面高度为h的跳台以初速度v0斜向上起跳，最终落水中。重力加速度大小为g，不计空气阻力，以跳台所在水平面为重力势能的参考平面，则（　　） A. 运动员在空中运动时的机械能先减小后增大 B. 运动员入水时的动能为 C. 运动员入水时的机械能为 D. 运动员入水时的重力势能为mgh 4. 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为，球2的带电量为，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知（　　） A. n=3 B. n=4 C. n=5 D. n=6 5. 如图所示，真空中两个带电金属球半径均为，两球心间距离为，所带电荷量大小相等，均为。关于它们之间电荷的相互作用力大小，下列说法正确的是（　　） A. 若带同种电荷， B. 若带异种电荷， C. 若带同种电荷， D. 无论带何种电荷， 6. 如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为不同带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b，c、d为轨迹和虚线圆的交点，e为两轨迹的交点。不计重力，下列说法正确的是（　　） A. M带负电荷，N带正电荷 B. M在b点的加速度小于在a点的加速度 C. N在d点的电势能小于它在c点的电势能 D. 分别从a、c运动到e的过程，电场力对两带电粒子所做的功一定相等 7. 如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒子左边附近，达到静电平衡后，盒子内部电场处处为零。则盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的或不答的得0分。 8. 把质量是的小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至的位置，如图所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置，途中经过位置时弹簧正好处于原长．已知、的高度差为，、的高度差为，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，取．小球从运动到的过程中，下列说法正确的是（） A. 小球的动能先增大后减小 B. 弹簧的弹性势能的最大值为 C. 小球在点的动能最大，为 D. 小球的动能与弹簧的弹性势能的总和逐渐增加 9. 如图，A、B两个点电荷固定在空间，实线为两点电荷电场中的部分电场线，弯曲虚线为一个带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法正确的是（　　） A. A、B带同种电荷 B. A、B带电量的绝对值不相等 C. a点电场强度比在b点电场强度大 D. 运动的带电粒子带负电 10. 如图所示，a、b为竖直的电场线上的两点，一带负电质点从a点由静止释放，沿电场线向上运动，恰好能到b点，下列说法中正确的是（　　） A. 带电质点在a、b两点的电势能相等 B. a点的电势比b点的电势低 C. 带电质点从a点运动到b点电场力先做正功后做负功 D. a点的场强比b点的电场强度大 三、实验题（每空3分，小计18分） 11. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。 （1）某同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，已知当地重力加速度、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量_______J；重物的动能增加量_______J（结果均保留三位有效数字）。 （2）某同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，请判断这位同学的实验是否成功_______（填写“是”或“否”） 。 12. “观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示。电路中，电源的输出电压恒为8V。实验前，电容器C不带电；实验时，先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后再使S与“2”端相连，直至放电完毕。电流传感器与计算机相连，计算机记录了电路中电流随时间变化的关系，如图乙所示。 （1）图乙中阴影部分的面积_____（选填“>”、“<”或“=”）。若计算机测得，则电容器C的电容为_____F． （2）由甲、乙两图可判断阻值_____（选填“>”、“<”或“=”）。 四、计算题（13题10分，14题10分，15题16分） 13. 空间中三点、和是直角三角形的三个顶点，且，，现将点电荷和分别放在、两点，测得点的场强为，方向如图所示，求： （1）产生的电场在点的电场强度大小和方向； （2）电荷量大小； （3）若在点放一个的试探电荷，这个试探电荷受到的静电力大小和方向。 14. 如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD=4cm，其连线的延长线与金属板A成30°角，已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为-4.8×10-17J，元电荷e=1.6×10-19C。求： （1）C、D两点间的电势差UCD，匀强电场的场强大小E； （2）若选取A板的电势φA=0，C点距A板1cm，电子在D点的电势φD和电势能为多少？ 15. 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度，轨道CD足够长且倾角，A、D两点离轨道BC的高度分别为，。现让质量为的小滑块自点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求： （1）小滑块第一次到达D点时的速度大小； （2）小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔； （3）小滑块最终停止的位置距B点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 丰城中学2023-2024学年度下学期高一年级第三次段考试卷 物理 试卷总分为100分考试时长为75分钟 考试范围：必修第八章至第十章（不含第五节） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题只有一个选项正确。 1. 如图，沿倾角为的固定斜面向上推一个质量为的木箱，推力沿水平方向，木箱沿斜面向上移动的距离为，木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则关于木箱所受各力做功情况的说法中正确的是（　　） A. 木箱克服重力做功 B. 推力做功为 C. 做功为 D. 支持力做功为 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，对木箱受力分析，如图所示 由平衡条件可得 则摩擦力为 木箱沿斜面向上移动的距离为，则木箱上升的高度为 A．木箱克服重力做功为 故A错误； B．由几何关系可知，推力与位移的夹角为，则推力做功为 故B正确； C．摩擦力做功为 故C错误； D．物块在支持力方向没有位移，则支持力不做功，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，质量为的小球沿高度为、倾角为的光滑斜面静止滑下．质量为小球自相同高度由静止落下，两球分别落地．下列说法正确的是（　　） A. 重力对两球做的功相同 B. 落地前的瞬间球的速度等于球的速度 C. 落地前的瞬间球重力的瞬时功率大于球重力的瞬时功率 D. 两球重力的平均功率相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，两球的质量不同，下落的高度相同，根据重力做功的特点可知，重力对两球做功不相同。故A错误； B．根据动能定理对球有 对球有 则可得两球落地前瞬间的速度大小均为 但两球的速度方向不一样，所以落地前瞬间两球的速度不相等，故B错误； C．球落地前瞬间重力的瞬时功率为 球的重力的瞬时功率为 则可知落地前的瞬间球重力的瞬时功率等于球重力的瞬时功率，故C错误； D．在斜面上下滑的过程中，球重力的平均功率为 球重力的平均功率为 则可知两球重力的平均功率相同，故D正确。 故选D。 3. 2023年5月7日，在加拿大举行的世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站顺利落幕，中国跳水“梦之队”实现包揽全部9枚金牌的壮举，以9金1银的成绩位列奖牌榜第一。如图所示，某质量为m的运动员（可视为质点）从距离水面高度为h的跳台以初速度v0斜向上起跳，最终落水中。重力加速度大小为g，不计空气阻力，以跳台所在水平面为重力势能的参考平面，则（　　） A. 运动员在空中运动时的机械能先减小后增大 B. 运动员入水时的动能为 C. 运动员入水时的机械能为 D. 运动员入水时的重力势能为mgh 【答案】B 【解析】 【详解】A．不计空气阻力，运动员只有重力做功，所以机械能守恒，故A错误； B．根据动能定理 解得 故B正确； C．以跳台所在水平面为重力势能的参考平面，则运动员的机械能为，由于机械能守恒，所以运动员入水时的机械能为，故C错误； D．以跳台所在水平面为重力势能的参考平面，运动员入水时的重力势能为-mgh，故D错误； 故选B。 4. 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为，球2的带电量为，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知（　　） A. n=3 B. n=4 C. n=5 D. n=6 【答案】D 【解析】 【详解】设1、2距离为r，则球1、2之间作用力为 则3与2接触后，它们带的电的电量均为 再3与1接触后，它们带的电的电量均为 将球3移至远处后,球1、2之间作用力为 联立求得 n=6 D正确。 故选D。 5. 如图所示，真空中两个带电金属球半径均为，两球心间距离为，所带电荷量大小相等，均为。关于它们之间电荷的相互作用力大小，下列说法正确的是（　　） A. 若带同种电荷， B. 若带异种电荷， C. 若带同种电荷， D. 无论带何种电荷， 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由于两球心距离并不远大于球的半径，两带电金属球不能视为点电荷，电荷在球上的分布会因相互作用而改变。 若带同种电荷，电荷相互排斥，会分布在小球的外侧，等效电荷中心间的距离大于，根据库仑定律，实际作用力，故A错误，C正确； B．若带异种电荷，电荷相互吸引，会分布在小球的内侧，等效电荷中心间的距离小于，，实际作用力，故B错误； D．综上，只有带同种电荷时，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为不同带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b，c、d为轨迹和虚线圆的交点，e为两轨迹的交点。不计重力，下列说法正确的是（　　） A. M带负电荷，N带正电荷 B. M在b点的加速度小于在a点的加速度 C. N在d点的电势能小于它在c点的电势能 D. 分别从a、c运动到e的过程，电场力对两带电粒子所做的功一定相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由粒子运动轨迹的弯曲方向可知，M受到的是吸引力，N受到的也是吸引力，可知M带负电荷，N带负电荷，A错误； B．b点的场强大于a点的场强，因此粒子M在b点受到的电场力较大，加速度较大，B错误； C．N从c到d的过程中，库仑力做正功，粒子的动能增大，电势能减小，C正确； D．a与c的电势相等，到达e点电势变化也相等，但二者的电荷量不一定相等，所以电场力对两带电粒子所做的功不一定相等，D错误。 故选C。 7. 如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒子左边附近，达到静电平衡后，盒子内部电场处处为零。则盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】带电量为Q的点电荷在周围空间中产生的电场强度为 方形金属盒达到静电平衡后，盒内合场强为零，所以金属盒上感应电荷在某点处产生的场强大小与点电荷Q在该处产生的电场强度大小相等，感应电荷的电场与点电荷Q的电场的方向相反。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的或不答的得0分。 8. 把质量是的小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至的位置，如图所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置，途中经过位置时弹簧正好处于原长．已知、的高度差为，、的高度差为，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，取．小球从运动到的过程中，下列说法正确的是（） A. 小球的动能先增大后减小 B. 弹簧的弹性势能的最大值为 C. 小球在点的动能最大，为 D. 小球的动能与弹簧的弹性势能的总和逐渐增加 【答案】AB 【解析】 【详解】A．开始阶段弹力大于重力，合外力方向向上，加速度向上，速度增加，动能增加；随着小球上升，减小，不变，合外力先减小到，后反向增大，加速度向下，速度减小，动能减小，A正确； B．小球在a点时弹性势能最大，当小球运动到点时，弹性势能转化为从到重力势能的增量． 所以弹簧的弹性势能的最大值为，故B正确； C．当小球所受合力为时，加速度恰好减少到，此时速度最大，而弹力，弹簧长度不为原长，C错误； D．整个过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球重力势能增加，则动能和弹性势能之和减小．故D错误； 故选AB。 点睛：利用能量之间的关系求解弹性势能，并利用能量守恒找到动能和弹性势能之和的变化情况． 9. 如图，A、B两个点电荷固定在空间，实线为两点电荷电场中的部分电场线，弯曲虚线为一个带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法正确的是（　　） A. A、B带同种电荷 B. A、B带电量的绝对值不相等 C. a点电场强度比在b点电场强度大 D. 运动的带电粒子带负电 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图中电场线起源于A，终止与B，电场线分布的特征可知两粒子带异种电荷，且A带正电，B带负电，故A错误； B．根据图像可知，图中电场线分布不具有对称性，则两点电荷带电量的绝对值不等，故B正确； C．由于电场线分布的密集程度表示电场的强弱，由图像可知，b点附近电场分布线密度大于a点，所以，b点电场强度比a点电场强度大，故C错误； D．根据运动轨迹可知A对运动粒子吸引，B对其排斥，则可知运动的带电粒子带负电，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，a、b为竖直的电场线上的两点，一带负电质点从a点由静止释放，沿电场线向上运动，恰好能到b点，下列说法中正确的是（　　） A. 带电质点在a、b两点的电势能相等 B. a点的电势比b点的电势低 C. 带电质点从a点运动到b点电场力先做正功后做负功 D. a点的场强比b点的电场强度大 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．由a到b，根据动能定理可知，重力做负功，则电场力一直做正功，则电势能减小，则a点的电势能大于b点的电势能，故AC错误； B．a点的电势能大于b点的电势能，根据 由于 且质点带负电，则 可知a点的电势比b点的电势低，故B正确； D．由题意可知，开始电场力大于重力，做加速运动，然后电场力小于重力做减速运动，所以a点的电场力大于b点的电场力，则a点的电场强度大于b点的电场强度，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空3分，小计18分） 11. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。 （1）某同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，已知当地重力加速度、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量_______J；重物的动能增加量_______J（结果均保留三位有效数字）。 （2）某同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，请判断这位同学的实验是否成功_______（填写“是”或“否”） 。 【答案】（1） ①. 1.82 ②. 1.71 （2）是 【解析】 【小问1详解】 [1] 在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量 [2] 打B点时的速度 重物的动能增加量 【小问2详解】 据机械能守恒得 则： 则图像的斜率为，故这位同学的实验成功。 12. “观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示。电路中，电源的输出电压恒为8V。实验前，电容器C不带电；实验时，先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后再使S与“2”端相连，直至放电完毕。电流传感器与计算机相连，计算机记录了电路中电流随时间变化的关系，如图乙所示。 （1）图乙中阴影部分的面积_____（选填“>”、“<”或“=”）。若计算机测得，则电容器C的电容为_____F． （2）由甲、乙两图可判断阻值_____（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1） ①. = ②. 0.15 （2）< 【解析】 【小问1详解】 [1]曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积相等，即； [2]充电结束后，电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容为 【小问2详解】 由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，即 可得 四、计算题（13题10分，14题10分，15题16分） 13. 空间中三点、和是直角三角形的三个顶点，且，，现将点电荷和分别放在、两点，测得点的场强为，方向如图所示，求： （1）产生的电场在点的电场强度大小和方向； （2）电荷量大小； （3）若在点放一个的试探电荷，这个试探电荷受到的静电力大小和方向。 【答案】（1），由C指向A；（2）；（3），水平向右 【解析】 【详解】（1）如图所示，根据矢量叠加法则可知QA在C点产生的电场强度方向一定由C指向A，而QB在C点产生的电场强度方向一定由B指向C，所以有 解得 （2）根据前面分析可知QA带负电，根据几何关系可得 根据点电荷场强公式有 解得 （3）试探电荷受到的静电力大小为 由于试探电荷带负电，所以F的方向与EC的方向相反，为水平向右 14. 如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD=4cm，其连线的延长线与金属板A成30°角，已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为-4.8×10-17J，元电荷e=1.6×10-19C。求： （1）C、D两点间的电势差UCD，匀强电场的场强大小E； （2）若选取A板的电势φA=0，C点距A板1cm，电子在D点的电势φD和电势能为多少？ 【答案】（1）300V，1.5×104V/m；（2）-450V，7.2×10−17J 【解析】 【详解】（1）电子从C点移到D点，根据电势差的定义，有 电场强度 （2）AD两点的电势差 UAD=EdAD=1.5×104×3×10−2V=450V 由 UAD=φA-φD φA=0 可得 φD=-450V 电子在D点的电势能为 EP=qφD=−1.6×10−19×（−450）J=7.2×10−17J 15. 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度，轨道CD足够长且倾角，A、D两点离轨道BC的高度分别为，。现让质量为的小滑块自点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求： （1）小滑块第一次到达D点时的速度大小； （2）小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔； （3）小滑块最终停止的位置距B点的距离。 【答案】（1）3m/s；（2）2s；（3）1.4m 【解析】 【详解】（1）小滑块从A点到第一次到达D点过程中，由动能定理得 代入数据解得 （2）小滑块从A点到第一次到达C点过程中，由动能定理得 代入数据解得 小滑块沿CD段上滑的加速度大小为 小滑块沿CD段上滑到最高点的时间为 由对称性可知小滑块从最高点滑回C点的时间为 故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔为 （3）设小滑块在水平轨道上运动的总路程为，对小滑块运动全过程应用动能定理有 代入数据解得 故小滑块最终停止的位置距B点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $