精品解析：江苏省淮安市楚州中学、新马中学2023-2024学年高一下学期期中物理试题

楚州中学、新马中学2023~2024学年第二学期第二次联考高一物理试卷 考试时间：75分钟；总分：100分 命题人：张冬来 审核人：蔡元涛 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项正确。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量一定很小 B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点 C. 卡文迪什用扭秤实验测出了元电荷的数值 D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向 2. 据报道，我国探月工程将要发射“嫦娥二号”卫星，它将更接近月球表面做匀速圆周运动，即“嫦娥二号”卫星轨道半径比“嫦娥一号”卫星的轨道半径小。“嫦娥二号”卫星与“嫦娥一号”卫星比较，可以判断（　　） A. 二者周期相同 B. 二者角速度相同 C. “嫦娥二号”卫星的周期大 D. “嫦娥二号”卫星的角速度大 3. 2023年09月21日在距离地球400公里的中国空间站，3位“太空教师”在“天宫课堂”进行了第四课授课，神舟十六号航天员在实验舱演示了钢球在太空舱中的悬停现象，则针对悬停的钢球有（　　） A. 由于钢球悬停不动，可见太空舱里重力加速度为零 B. 钢球围绕地球做匀速圆周运动的线速度比地面赤道上的物体小 C. 由于钢球处于完全失重状态，钢球所在的太空舱里无法用天平称量物体的质量 D. 钢球围绕地球做匀速圆周运动，它离地的高度比地球同步卫星高 4. 电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 从20.0s到30.0s，支持力做负功 B. 从30.0s到35.0s，支持力不做功 C. 从40.0s到50.0s，支持力做正功 D. 从50.0s到60.0s，支持力做正功 5. 两个相同的带电小球相距r时，相互作用力大小为F，电荷量分别为q和-3q，将两球接触后分开，放到相距2r处，相互作用力大小为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，生产车间使用传送带运送货物，传送带运行速度为v。从A点无初速度释放的货物先加速后匀速运动，最后到B点。此过程中（　　） A. 匀加速运动阶段传送带对货物做功为 B. 匀加速运动阶段合外力对货物做功为 C. 匀速运动阶段摩擦力对货物不做功 D. 匀速运动阶段摩擦力对货物做正功 7. 如图所示，水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ，现对木箱施加一与水平方向成θ角的拉力F，使木箱从静止开始沿直线匀加速前进距离l时速度为v，则在该过程中下列说法正确的是（ ） A. 力F做功为Flsinθ B. 力F功率一直增大 C. 木箱克服摩擦力做功为μmgl D. 力F平均功率是Fvcosθ 8. 带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是（　　） A 粒子带负电荷 B. 粒子先加速后减速 C. 粒子加速度一直增大 D. 粒子的动能先减小后增大 9. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则（ ） A. E、F两点电场强度不同 B. A、D两点电场强度不同 C. B、O、C三点中，O点电场强度最小 D. 从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 10. 电容器是一种重要电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E，实验前电容器不带电．先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（ ） A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积 C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值 11. 如图所示，将平行板电容器MN接入恒压电源，电容器的上极板与一个外壳接地的静电计相连，下极板接地，将开关S闭合，电路稳定后一带电油滴恰好静止在电容器两极板间的P点，现将M板缓慢上移，则（　　） A. 静电计中张角变小 B. 电流计中有从左到右的电流 C. P点处的电势升高 D. 油滴会向上运动 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题 12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是______ （2）实验过程中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______。 （3）某同学的实验结果显示，动能的增加量大于重力势能的减少量，原因可能是______ A.没有测量重物的质量 B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C.先释放重物，后接通电源打出纸带 D.利用公式计算重物速度 （4）另一小组同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由______。 三、解答题 13. 如图所示，质量的皮球（视为质点），从A点被踢出后沿曲线ABC运动，AC在同一水平面上，最高点B距地面的高度，皮球在B点的速度，重力加速度，取皮球在地面的重力势能为零，不计空气阻力。求： （1）皮球由B到C过程中重力对皮球做的功WG； （2）皮球在B点的机械能E； 14. 如图所示，在A点固定一点电荷，它所带的电荷量为+Q（Q>0），B点和C点均为A点正上方的点。将质量为m、带电荷量为q的带正电小球（可视为点电荷）放置于B点时，小球恰好能保持静止。静电力常量为k，重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）求A、B两点间的距离x； （2）若小球所带的电荷量，在外界作用下将小球从B点移至C点，该过程中小球的电势能减小了，求B、C两点间的电势差UBC。 15. 长、质量可忽略的轻杆，其一端用铰轮固定于O点，另一端固定质量的小球，现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动（如图所示）。g取10m/s2； （1）若小球恰好能通过最高点，那么小球在最高点的速度是多少？ （2）若小球通过最高点A时速率为，此时小球受到的轻杆的力是拉力还是支持力？大小是多少呢？ （3）若小球做匀速圆周运动，通过与O点等高的C点时速率为，此时小球受到的轻杆的力的大小是多少呢？ 16. 如图甲为在检测某种汽车性能。质量的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度，并描绘出的图像如图乙所示（图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BC均为直线，且BC延长线恰好过原点），假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定。 （1）请说明汽车从B到C做什么运动； （2）求该汽车的额定功率； （3）该汽车由静止开始运动，经过35s达到最大速度，求汽车匀加速行驶的时间和其在BC段的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 楚州中学、新马中学2023~2024学年第二学期第二次联考高一物理试卷 考试时间：75分钟；总分：100分 命题人：张冬来 审核人：蔡元涛 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项正确。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量一定很小 B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点 C. 卡文迪什用扭秤实验测出了元电荷的数值 D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向 【答案】B 【解析】 【详解】A．点电荷是一种理想化模型，其形状大小可以忽略不计，但其所带电荷量不一定很小，故A错误； B．法拉第提出了电荷周围存在电场的观点，故B正确； C．密立根最早通过油滴实验测出了元电荷的数值，故C错误； D．电场中某点场强方向与该点所放正电荷受到的静电力的方向相同，与负电荷所受电场力的方向相反，故D错误。 故选B。 2. 据报道，我国探月工程将要发射“嫦娥二号”卫星，它将更接近月球表面做匀速圆周运动，即“嫦娥二号”卫星轨道半径比“嫦娥一号”卫星的轨道半径小。“嫦娥二号”卫星与“嫦娥一号”卫星比较，可以判断（　　） A. 二者周期相同 B. 二者角速度相同 C. “嫦娥二号”卫星的周期大 D. “嫦娥二号”卫星的角速度大 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可得 可知 ， 由于“嫦娥二号”卫星轨道半径比“嫦娥一号”卫星的轨道半径小，则“嫦娥二号”卫星与“嫦娥一号”卫星比较，“嫦娥二号”卫星的周期小，“嫦娥二号”卫星的角速度大。 故选D。 3. 2023年09月21日在距离地球400公里的中国空间站，3位“太空教师”在“天宫课堂”进行了第四课授课，神舟十六号航天员在实验舱演示了钢球在太空舱中的悬停现象，则针对悬停的钢球有（　　） A. 由于钢球悬停不动，可见太空舱里重力加速度为零 B. 钢球围绕地球做匀速圆周运动的线速度比地面赤道上的物体小 C. 由于钢球处于完全失重状态，钢球所在的太空舱里无法用天平称量物体的质量 D. 钢球围绕地球做匀速圆周运动，它离地的高度比地球同步卫星高 【答案】C 【解析】 【详解】A．钢球在太空中一样受到地球对其的引力，所以重力加速度不为零，故A错误； B．钢球围绕地球做匀速圆周运动，有 解得 则知钢球的线速度比地球同步卫星的大，而地面赤道上物体的角速度与地球同步卫星的角速度相等，根据，可知地球同步卫星的线速度大于赤道物体的线速度，所以钢球围绕地球做匀速圆周运动的线速度比地面赤道上的物体大，故B错误； C．钢球悬停在空间站不动，随空间站一起绕地球做匀速圆周运动，则钢球和所在太空舱处于完全失重状态，在太空舱里无法称物体的质量，故C正确； D．钢球悬停在空间站不动，随空间站一起绕地球做匀速圆周运动，地球同步卫星离地面的高度大约是36000公里，而中国空间站距离地球400公里，可见钢球离地的高度比地球同步卫星低，D错误； 故选C。 4. 电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 从20.0s到30.0s，支持力做负功 B. 从30.0s到35.0s，支持力不做功 C. 从40.0s到50.0s，支持力做正功 D. 从50.0s到60.0s，支持力做正功 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．从20.0s到50.0s，电梯向上运动，支持力做正功，故AB错误，C正确； D．从50.0s到60.0s，电梯静止，支持力不做功，故D错误 故选C。 5. 两个相同的带电小球相距r时，相互作用力大小为F，电荷量分别为q和-3q，将两球接触后分开，放到相距2r处，相互作用力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意由库仑定律有 两小球接触后电荷量先中和再平均分配，可知接触再分开后两小球的电荷量均为，放到相距2r处后可得 则有 故选D。 6. 如图所示，生产车间使用传送带运送货物，传送带运行速度为v。从A点无初速度释放的货物先加速后匀速运动，最后到B点。此过程中（　　） A. 匀加速运动阶段传送带对货物做功为 B. 匀加速运动阶段合外力对货物做功为 C. 匀速运动阶段摩擦力对货物不做功 D. 匀速运动阶段摩擦力对货物做正功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．匀加速运动阶段由动能定理得 故A错误，B正确； CD．匀速运动阶段摩擦力与重力的分力是平衡力，摩擦力方向与货物运动方向相反，做负功，故CD错误。 故选B。 7. 如图所示，水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ，现对木箱施加一与水平方向成θ角的拉力F，使木箱从静止开始沿直线匀加速前进距离l时速度为v，则在该过程中下列说法正确的是（ ） A. 力F做功为Flsinθ B. 力F的功率一直增大 C. 木箱克服摩擦力做功为μmgl D. 力F的平均功率是Fvcosθ 【答案】B 【解析】 【详解】A．力F做功Flcosθ，故A错误 BD．力F的瞬时功率 P = Fvcosθ 由于木箱从静止开始沿直线匀加速运动，则力F的瞬时功率一直增大，故B正确、D错误； C．木箱受到的摩擦力为 f = μFN FN = mg－Fsinθ 则木箱克服摩擦力做功为 W = μ(mg－Fsinθ)l 故C错误。 故选B。 8. 带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电荷 B. 粒子先加速后减速 C. 粒子加速度一直增大 D. 粒子的动能先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子在a点时，所受电场力的方向需指向运动轨迹的凹侧，故带电粒子所受电场力的方向与场强方向相同，粒子带正电荷，A错误； B．粒子所受合外力的方向与速度的方向的夹角先为钝角再为锐角，带电粒子先减速再加速，B错误； C．带电粒子先从电场线密的地方往电场线疏的地方运动，再从电场线疏的地方往密的地方运动，粒子所受电场力先减小后增大，因此加速度先减小后增大，C错误； D．粒子所受合外力的方向与速度的方向的夹角先为钝角再为锐角，带电粒子先减速再加速，即粒子的动能先减小后增大，D正确； 故选D 9. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则（ ） A. E、F两点电场强度不同 B. A、D两点电场强度不同 C. B、O、C三点中，O点电场强度最小 D. 从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据对称性，E、F两点电场强度大小相等、方向相同，E、F两点电场强度相同，A错误； B．根据对称性，A、D两点电场强度大小相等、方向相同，A、D两点电场强度相同，B错误； C．电场线越疏，电场强度越小，所以B、O、C三点中，O点电场强度最小，C正确； D．电场线越疏，电场强度越小，电子所受的电场力越小，电子的加速度越小，所以从C点向O点运动的电子加速度逐渐减小，D错误。 故选C。 10. 电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E，实验前电容器不带电．先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（ ） A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积 C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值 【答案】A 【解析】 【详解】AB．图乙中阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，所以两者相等，选项A正确，B错误； CD．由图乙可知充电瞬间电流大于放电瞬间电流，且充电瞬间电源电压与放电瞬间电容器两极板电压相等，由 解得 选项CD错误。 故选A。 11. 如图所示，将平行板电容器MN接入恒压电源，电容器的上极板与一个外壳接地的静电计相连，下极板接地，将开关S闭合，电路稳定后一带电油滴恰好静止在电容器两极板间的P点，现将M板缓慢上移，则（　　） A. 静电计中张角变小 B. 电流计中有从左到右的电流 C. P点处的电势升高 D. 油滴会向上运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．电容器两板电压一定，则静电计中张角不变，选项A错误； B．将M板缓慢上移，则两板间距d变大，根据 可知电容器的电容C减小，根据 Q=CU 可知，电容器电量减小，电容器放电，电流计中有从左到右的电流，选项B正确； C．根据 可知，两板间场强减小，则P点与N板的电势差减小，P点处的电势降低，选项C错误； D．场强减小，则油滴受向上的电场力减小，则油滴向下运动，选项D错误。 故选B。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题 12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是______ （2）实验过程中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______。 （3）某同学实验结果显示，动能的增加量大于重力势能的减少量，原因可能是______ A.没有测量重物的质量 B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C.先释放重物，后接通电源打出纸带 D.利用公式计算重物速度 （4）另一小组的同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由______。 【答案】（1）A （2） ①. mghB ②. （3）C （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 释放纸带时，要保证纸带竖直与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带。故选A。 【小问2详解】 [1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量 ΔEp=mghB [2]根据匀变速直线运动的推论可得B点的瞬时速度 则动能的增加量 【小问3详解】 A．没有测量重物的质量，不会影响动能和重力势能的变化量，故A错误； B．重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力，则会使重物重力势能的减少量大于动能的增加量，故B错误； C．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致初速度不为零。此时会使重物重力势能的减少量小于动能的增加量，故C正确； D．利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 不同意。平衡阻力后，小车下滑过程中，阻力仍然存在，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为内能，引起机械能减少。 三、解答题 13. 如图所示，质量的皮球（视为质点），从A点被踢出后沿曲线ABC运动，AC在同一水平面上，最高点B距地面的高度，皮球在B点的速度，重力加速度，取皮球在地面的重力势能为零，不计空气阻力。求： （1）皮球由B到C过程中重力对皮球做的功WG； （2）皮球在B点的机械能E； 【答案】（1）4J（2）4.9J 【解析】 【详解】（1）皮球由B到C过程中重力对皮球做的功 （2）皮球在B点的机械能E 14. 如图所示，在A点固定一点电荷，它所带的电荷量为+Q（Q>0），B点和C点均为A点正上方的点。将质量为m、带电荷量为q的带正电小球（可视为点电荷）放置于B点时，小球恰好能保持静止。静电力常量为k，重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）求A、B两点间的距离x； （2）若小球所带的电荷量，在外界作用下将小球从B点移至C点，该过程中小球的电势能减小了，求B、C两点间的电势差UBC。 【答案】（1）；（2）15V 【解析】 【详解】（1）带电小球放置于B点时恰好能保持静止，根据受力平衡有 F库=mg 根据库仑定律有 解得 （2）根据电势能变化量和电场力做功的关系有 B、C两点间的电势差 解得 15. 长、质量可忽略的轻杆，其一端用铰轮固定于O点，另一端固定质量的小球，现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动（如图所示）。g取10m/s2； （1）若小球恰好能通过最高点，那么小球在最高点的速度是多少？ （2）若小球通过最高点A时速率为，此时小球受到的轻杆的力是拉力还是支持力？大小是多少呢？ （3）若小球做匀速圆周运动，通过与O点等高的C点时速率为，此时小球受到的轻杆的力的大小是多少呢？ 【答案】（1）0；（2），拉力；（3） 【解析】 【详解】（1）若小球恰好能通过最高点，在最高点处 向心力为零，小球在最高点的速度为0。 （2）假设此时小球受到轻杆的是拉力，有 解得 所以此时小球受到轻杆的力是拉力，大小是。 （3）其中一个分力提供向心力 水平向右，另一个分力与重力平衡，即 竖直向上，小球受到轻杆的力的大小为 16. 如图甲为在检测某种汽车性能。质量的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度，并描绘出的图像如图乙所示（图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BC均为直线，且BC延长线恰好过原点），假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定。 （1）请说明汽车从B到C做什么运动； （2）求该汽车的额定功率； （3）该汽车由静止开始运动，经过35s达到最大速度，求汽车匀加速行驶的时间和其在BC段的位移大小。 【答案】（1）加速度减小的变加速运动；（2）；（3）5s，75m 【解析】 【详解】（1）由乙图可知，汽车从B到C过程的功率不变，由得知，速度增大，牵引力F减小，由牛顿第二定律 可知加速度减小，则汽车从B到C过程做加速度减小的变加速运动。 （2）由乙图可知，当达到最大速度时，牵引力为，由平衡条件 所以汽车的额定功率 （3）图像AB部分表示牵引力F不变，即 F＝8000N 则匀加速运动的末速度为 汽车由A到B做匀加速运动的加速度 设汽车由A到B所用时间为，由B到C所用时间为，位移为x2，则汽车匀加速行驶的时间为 其中 B点之后，对汽车由动能定理可得 解得 x2＝75m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$