精品解析：江苏省扬州市新华中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

扬州市新华中学2023~2024学年度第二学期自主练习 高一物理试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律 B. 哈雷通过扭秤实验测量出了万有引力常量 C. 卡文迪许利用万有引力定律通过计算发现了彗星轨道 D. 开普勒提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 2. 如图所示，一个球绕中心轴线以角速度ω转动，则（　　） A. A点角速度小于B点角速度 B. A、B两点的线速度相同 C. 若，则vA∶vB=1∶ D. 若，则TA∶TB=1∶ 3. 2011年下半年，我国发射了“天宫一号”目标飞行器，随后发射神舟八号飞船与之进行第一次无人交会对接。对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此可以判定（　　） A. “天宫一号”发射速度应大于第二宇宙速度 B. “天宫一号”的运行速度大于第一宇宙速度 C. “天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期 D. “神舟八号”减速后有可能与“天宫一号”实现对接 4. 把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对两小球做的功不同 D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率PA>PB 5. 如图，某质点沿直线运动的图像为余弦曲线，从图中可以判断（　　） A. 在时间内，合力逐渐减小 B. 在时间内，合力做负功 C. 在时间内，合力的功率越来越大 D. 在时间内，合力的功率先变大后变小 6. 如图所示，某段滑雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从雪道上距底端高为h处由静止开始匀加速下滑，加速度大小为g，他沿雪道滑到底端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B. 运动员获得动能为mgh C. 运动员克服摩擦力做的功为mgh D. 由于合外力做正功，下滑过程中系统的机械能增大 7. 工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时，利用如图所示装置监控产品的厚度，两个完全一样的金属板A、B，平行正对水平固定放置，A在上、B在下，通过导线与静电计（已充电）的金属球和外壳相连，当流水线上通过的产品厚度增大时（　　） A. 两板间电压不变 B. 两板间电场强度不变 C. 两板所带电荷量减小 D. 静电计指针偏角减小 8. 如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（　　） A. A、B两处电势、场强均相同 B. C、D两处电势、场强均相同 C. 在虚线AB上O点的场强最大 D. 带负电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能 9. 如图所示，在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J.下列说法中正确的是（　　） A. 金属块带负电荷 B. 金属块克服电场力做功8J C. 金属块的电势能减少4J D. 金属块的机械能减少12J 10. 质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则( ) A. t1~t2时间内，汽车的平均速度等于 B. 0~t1时间内，汽车的牵引力等于 C. t1~t2时间内，汽车的功率等于 D. 汽车运动的过程中最大速度 二、非选择题：本题共5小题，共60分。其中第12 ~ 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. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平，交流电源．回答下列问题． （1）为完成此实验，除了现有器材，还需要的器材是____________； （2）关于本实验，在操作过程正确情况下，下列说法中正确的是_______； A．实验时一定要称出重锤的质量 B．实验中测得重锤重力势能的减少量DEP略大于它动能的增加量DEk，是因为阻力做功造成的 C．如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，则无论用何种方法处理数据，该纸带都不能用于验证机械能守恒定律 D．处理实验数据时，可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点” （3）若按实验要求选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻两点时间间隔为0.02s），当地重力加速度g=9.80 m/s2，重锤质量为0.50 kg，那么打下点B时重锤的动能EkB=________J，从O到B 的过程中重力势能减少量为DEP=_____J．（计算结果均保留三位有效数字） （4）在实验中，某同学根据实验测得的数据，通过计算发现，重锤在下落过程中，重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是______________ A．重锤质量偏大 B．交流电源的电压偏高 C．交流电源的频率小于50 Hz D．重锤下落时受到的阻力过大 12. 如图所示，一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线，沿与此平行线成60°角的方向，把10-6C的负电荷从A点移到B点，电场力做功为2×10-6J，A、B间距为2cm。求： （1）匀强电场的场强大小； （2）若B点电势为3V，则处于A点的电子的电势能是多少电子伏特。 13. 如图所示，水平转盘上有一质量为m的小物块，用长为L的细绳与通过转盘中心的竖直转轴相连，细绳与转轴间的夹角为θ；系统静止时，细绳绷直但绳中张力为零。物块与转盘间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转盘可以不同的角速度匀速转动。求： （1）要使细绳上张力为零，转盘的角速度大小ω应该满足的条件； （2）转盘的角速度多大时，物体刚要离开地面。 14. 如图所示，足够长的木板静止在粗糙的水平地面上，木板的质量M=2kg，与地面间的动摩擦因数μ1=0.1；在木板的左端放置一个质量m=2kg的小铅块（视为质点），小铅块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3。现给铅块一向右的初速度v0=4m/s，使其在木板上滑行，木板获得的最大速度v=1m/s，g取10m/s2，求： （1）木板达到最大速度时，木板运动的位移； （2）铅块与木板间因摩擦产生的总热量； （3）整个运动过程中木板对铅块的摩擦力所做的功。 15. 为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为、长为的粗糙倾斜轨道，通过水平轨道与半径为的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道，整个轨道除段以外都是光滑的。其中与轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量的小物块以初速度从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度。，，。 （1）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功； （2）若小物块能够从轨道滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足的条件； （3）若小物块始终没有离开轨道（从轨道滑出也是离开），求竖直圆弧轨道的半径应满足的条件及小物块在斜面AB上通过的路程？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 扬州市新华中学2023~2024学年度第二学期自主练习 高一物理试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律 B. 哈雷通过扭秤实验测量出了万有引力常量 C. 卡文迪许利用万有引力定律通过计算发现了彗星的轨道 D. 开普勒提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 【答案】A 【解析】 【详解】A．牛顿发现万有引力定律，故A正确； B．英国的科学家卡文迪许通过实验测出了引力常量G，故B错误； C．哈雷利用万有引力定律通过计算发现了彗星的轨道，故C错误。 D．哥白尼提出“日心说”，开普勒发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，一个球绕中心轴线以角速度ω转动，则（　　） A. A点角速度小于B点角速度 B. A、B两点的线速度相同 C. 若，则vA∶vB=1∶ D. 若，则TA∶TB=1∶ 【答案】C 【解析】 【详解】AB．共轴转动的各点角速度相等，故A、B两点的角速度相等，但运动半径不等，所以线速度不等，故AB错误； C．设球的半径为R，当时，A的转动半径 B的半径为R，根据 可知 故C正确； D．共轴转动各点角速度相等，故A、B两点的角速度相等，周期也相等，故D错误。 故选C。 3. 2011年下半年，我国发射了“天宫一号”目标飞行器，随后发射神舟八号飞船与之进行第一次无人交会对接。对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此可以判定（　　） A. “天宫一号”发射速度应大于第二宇宙速度 B. “天宫一号”的运行速度大于第一宇宙速度 C. “天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期 D. “神舟八号”减速后有可能与“天宫一号”实现对接 【答案】C 【解析】 【详解】A．“天宫一号”处于地球引力场中，所以“天宫一号”发射速度应小于第二宇宙速度，故A错误； B．第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动的最大运行速度，故“天宫一号”的运行速率均小于第一宇宙速度，故B错误； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 “天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径，故“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期，故C正确； D．“神舟八号”减速后做近心运动，轨道高度变小，不可能和高轨道的“天宫一号”实现对接，故D错误。 故选C。 4. 把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对两小球做功不同 D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率PA>PB 【答案】D 【解析】 【详解】A、C项：根据动能定理得，重力做功相同，初动能相同，则末动能相同，可知落地的速度大小相等，但是方向不同，故AC错误； B项：由知，落地的速度大小相等，但是A落地时速度方向与重力之间有夹角，可知两球落地时的重力功率不同，故B错误； D项：从开始抛出到落地，重力做功相同，但是竖直上抛运动时间大于平抛运动的时间，由，所以，故D正确． 5. 如图，某质点沿直线运动的图像为余弦曲线，从图中可以判断（　　） A. 在时间内，合力逐渐减小 B. 在时间内，合力做负功 C. 在时间内，合力的功率越来越大 D. 在时间内，合力的功率先变大后变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．在时间内，v-t图线的斜率绝对值在增大，即加速度大小增大，根据牛顿第二定律可知合力逐渐增大，故A错误； B．v-t图线的斜率代表加速度，在时间内，速度为负值，加速度为负值，即合力为负值，所以速度方向与合力方向相同，合力做正功，故B错误； C．在时间内，速度越来越小，加速度越来越小，即合力越来越小，根据 P=Fv 合力的功率越来越小，故C错误； D．时刻，质点的速度为0，可知合力的功率为0，时刻，图线的斜率为0，即加速度为0，由牛顿第二定律可知合力为0，故合力的功率为0，在时间内，合力与速度均不为0，夹角也不为90°，故合力的功率不为0，可知时间内，合力的功率先增大后减小，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，某段滑雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从雪道上距底端高为h处由静止开始匀加速下滑，加速度大小为g，他沿雪道滑到底端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B. 运动员获得的动能为mgh C. 运动员克服摩擦力做的功为mgh D. 由于合外力做正功，下滑过程中系统的机械能增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．若物体不受摩擦力，则加速度应为 而现在的加速度为g小于g，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，故A错误； B．运动员下滑的距离 由运动学公式可得 得动能为 故B正确； C．由动能定理可知 得 故C错误； D．整个过程中除重力做功外，还有阻力做负功，所以下滑过程中系统的机械能减小，故D错误。 故选B。 7. 工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时，利用如图所示装置监控产品的厚度，两个完全一样的金属板A、B，平行正对水平固定放置，A在上、B在下，通过导线与静电计（已充电）的金属球和外壳相连，当流水线上通过的产品厚度增大时（　　） A. 两板间电压不变 B. 两板间电场强度不变 C. 两板所带电荷量减小 D 静电计指针偏角减小 【答案】D 【解析】 【详解】根据 当流水线上通过的产品厚度增大时，介电常数增大，电容增大，金属板A、B间电荷量不变，根据 可知两板间电压减小，静电计指针偏角减小，根据 可知两板间电场强度减小。 故选D。 8. 如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（　　） A. A、B两处电势、场强均相同 B. C、D两处电势、场强均相同 C. 在虚线AB上O点的场强最大 D. 带负电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B场强相同，A点电势较高，故A错误； B．根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性，C、D两处电势、场强均相同，故B正确； C．根据电场线疏密表示场强的大小可知，在AB之间，O点场强最小，故C错误； D．O点电势高于B点电势，负电荷在O处电势能小于在B处电势能，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J.下列说法中正确的是（　　） A. 金属块带负电荷 B 金属块克服电场力做功8J C. 金属块的电势能减少4J D. 金属块的机械能减少12J 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．金属块滑下的过程中动能增加了12 J，由动能定理知 WG＋Wf＋WF＝ΔEk 摩擦力做功 Wf＝－8 J 重力做功 WG＝24 J 解得电场力做功 WF＝－4 J 电场力做负功，金属块带正电荷，电势能增加了4 J，故ABC错误； D．由功能关系可知机械能的变化量 ΔE＝Wf＋WF＝－12 J 即机械能减少了12 J，故D正确。 故选D。 10. 质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则( ) A. t1~t2时间内，汽车的平均速度等于 B. 0~t1时间内，汽车的牵引力等于 C. t1~t2时间内，汽车的功率等于 D. 汽车运动的过程中最大速度 【答案】C 【解析】 【详解】由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平均速度大于，故A错误．由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，a=，F1-Ff=ma，联立得，F1=m+Ff，故B错误；在t1时刻汽车达到额定功率P=F1v1=(m+Ff)v1，t1～t2时间内，汽车保持额定功率不变，故C正确；汽车达到最大速度时满足P=Ffv2，则最大速度，选项D错误； 【点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉． 二、非选择题：本题共5小题，共60分。其中第12 ~ 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. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平，交流电源．回答下列问题． （1）为完成此实验，除了现有的器材，还需要的器材是____________； （2）关于本实验，在操作过程正确的情况下，下列说法中正确的是_______； A．实验时一定要称出重锤的质量 B．实验中测得重锤重力势能的减少量DEP略大于它动能的增加量DEk，是因为阻力做功造成的 C．如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，则无论用何种方法处理数据，该纸带都不能用于验证机械能守恒定律 D．处理实验数据时，可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点” （3）若按实验要求选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻两点时间间隔为0.02s），当地重力加速度g=9.80 m/s2，重锤质量为0.50 kg，那么打下点B时重锤的动能EkB=________J，从O到B 的过程中重力势能减少量为DEP=_____J．（计算结果均保留三位有效数字） （4）在实验中，某同学根据实验测得的数据，通过计算发现，重锤在下落过程中，重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是______________ A．重锤的质量偏大 B．交流电源的电压偏高 C．交流电源的频率小于50 Hz D．重锤下落时受到的阻力过大 【答案】 ①. （1）刻度尺 ②. （2）B D ③. （3）1.00 ④. 1.05 ⑤. （4）C 【解析】 【详解】（1）[1]．纸带各点间距离需要刻度尺测量，所以还需要的器材有刻度尺； （2）[2]．实验时不需要称出重锤的质量，故A错误；阻力做功使得实验中测得重锤重力势能的减少量△Ep略大于它动能的增加量△Ek ，故B正确；如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，可以选择纸带上其他清晰两点来验证机械能守恒定律，故C错误；处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法，若采用计数点，是使测量长度变长，从而减小测量长度的误差，故D正确． （3）[3][4]．B点时重锤的速度等于AC两点间的平均速度．AC间距为： xAC＝(25.71−17.72)cm＝7.99cm＝7.99×10−2m B点时重锤的速度为 从O到B的过程中动能增量 Ek= 从O到B的过程中重力势能减少量为 △Ep=mgh=0.500×9.8×0.2152J=1.05J （4）[5]．根据mgh=mv2可知，测量结果与重锤质量m无关，所以A错误；由 可知，测量结果与电压U无关，所以B错误；由，其中，所以若实际交流电源的频率小于50Hz，而将f=50Hz代入上式求出的速度要大于实际速度，从而导致∆Ek＞mgh，所以C正确；根据能量守恒定律可知，若重锤下落时受到的阻力过大，则重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量，所以D错误．故选C. 点睛：我们做验证实验、探究实验过程中，不能用验证的物理规律和探究的物理结论去求解问题．纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能． 12. 如图所示，一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线，沿与此平行线成60°角的方向，把10-6C的负电荷从A点移到B点，电场力做功为2×10-6J，A、B间距为2cm。求： （1）匀强电场的场强大小； （2）若B点电势为3V，则处于A点的电子的电势能是多少电子伏特。 【答案】（1）200V/m；（2）-1eV 【解析】 【详解】（1）A、B间的电势差为 匀强电场的场强大小 （2）A、B间的电势差为 解得A点的电势为 处于A点的电子的电势能 13. 如图所示，水平转盘上有一质量为m的小物块，用长为L的细绳与通过转盘中心的竖直转轴相连，细绳与转轴间的夹角为θ；系统静止时，细绳绷直但绳中张力为零。物块与转盘间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转盘可以不同的角速度匀速转动。求： （1）要使细绳上张力为零，转盘的角速度大小ω应该满足的条件； （2）转盘的角速度多大时，物体刚要离开地面。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）要使细绳上张力为零，则由静摩擦力提供物块的向心力，由牛顿第二定律得 解得 （2）物体刚要离开地面时，设绳子拉力为，竖直方向 水平方向 联立解得 14. 如图所示，足够长的木板静止在粗糙的水平地面上，木板的质量M=2kg，与地面间的动摩擦因数μ1=0.1；在木板的左端放置一个质量m=2kg的小铅块（视为质点），小铅块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3。现给铅块一向右的初速度v0=4m/s，使其在木板上滑行，木板获得的最大速度v=1m/s，g取10m/s2，求： （1）木板达到最大速度时，木板运动的位移； （2）铅块与木板间因摩擦产生的总热量； （3）整个运动过程中木板对铅块的摩擦力所做的功。 【答案】（1）0.5m；（2）12J；（3）-16J 【解析】 【详解】（1）小铅块在木板上滑动过程中，木板达到最大速度时，木板运动的位移为，由动能定理得 解得 （2）根据能量守恒，铅块与木板间因摩擦产生的总热量为 （3）对铅块，根据动能定理，整个运动过程中木板对铅块的摩擦力所做的功为 15. 为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为、长为的粗糙倾斜轨道，通过水平轨道与半径为的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道，整个轨道除段以外都是光滑的。其中与轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量的小物块以初速度从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度。，，。 （1）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功； （2）若小物块能够从轨道滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足的条件； （3）若小物块始终没有离开轨道（从轨道滑出也是离开），求竖直圆弧轨道的半径应满足的条件及小物块在斜面AB上通过的路程？ 【答案】（1）-12J；（2）；（3）R≥0.8m，5m 【解析】 【详解】（1）小物块从A到C的过程中，根据动能定理有 解得 （2）若小物块能够从轨道滑出，表明能够做完整的圆周运动，设小物块进入圆轨道到达最高点时速度的最小值为，则有 解得 小物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有 结合上述，当时，联立解得半径的最大值 可知，竖直圆弧轨道的半径 （3）小物块始终没有离开轨道，表明物块没有越过原核轨道的四分之一位置，则有 解得 结合上述有 解得 可知，小物块返回倾斜轨道后又将下滑，再次返回圆弧轨道，经过多次往返运动，最终静止在倾斜轨道最低点，则有 解得 x=5m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$