山东省济宁市邹城市第一中学2024-2025学年高一下学期5月阶段性测试物理试题

山东省济宁市邹城市第一中学2024-2025学年高一下学期5月阶段性测试物理 一、单选题 1．如图所示，曲面体Р静止于光滑水平面上，物块Q自Р的上端由静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P对Q做功为零 B．P对Q做负功 C．物块Q的机械能守恒 D．物体Q的机械能增加 2．如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点（　　） A．角速度之比是 B．加速度大小之比是 C．线速度大小之比是 D．转动周期之比是 3．如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种电荷的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，e、f是a、b两点连线的中垂线上的两点，且e、f到a、b两点连线的距离相等，则（　　）    A．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中加速一直增大 B．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中速度一直减小 C．带正电的检验电荷在e点的加速度方向平行于c、d连线向右 D．带正电的检验电荷在e点的加速度方向为由e指向f 4．如图所示，O点正下方固定一带电量为Q的金属环。质量为m、带电量为q的小球用绝缘细线悬挂于O点，小球平衡时与环中心等高，细线与竖直方向夹角为。已知细线长为L，重力加速度为g，静电力常量为k。则（　　）    A．细线拉力大小为mg B．细线拉力大小为 C．小球受静电力大小为 D．金属环在小球处产生电场的电场强度大小为 5．2022年1月22日，我国实践21号卫星（SJ-21）将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的“墓地轨道"上。拖拽时，航天器先在P点加速进入转移轨道，而后在Q点加速进入墓地轨道。如图所示，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行，在该过程中，航天器（　　） A．在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期 B．在同步轨道上运动的角速度小于在墓地轨道上运动的角速度 C．在转移轨道上经过Q点的速度大于在墓地轨道上经过Q点的速度 D．在同步轨道上经过P点的加速度大于在转移轨道上经过P点的加速度 6．如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其图像如图所示。则（  ）    A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．时，小球对管壁的弹力方向竖直向下 D．时，小球受到的弹力大小是重力大小的5倍 7．如图所示，一倾角为的倾斜传送带以的速度顺时针匀速转动。现将一质量为的物体（可看成质点）轻放在传送带的顶端A点，物体从A点运动到传送带底端点，离开点时的速度大小为。已知物体与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。在物体从A点运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．传送带的长度可能为 B．若传送带的长度为，则摩擦力对物体做的功为 C．若传送带的长度为，则摩擦力对传送带做的功为 D．若传送带的长度为，则因摩擦而产生的热量为 8．如图所示，固定的光滑长斜面的倾角，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上、质量均为m、用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为L且绳中无弹力，当小车缓慢向右运动距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度为g。，。在小车从图示位置发生位移过程中，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数 B．绳的拉力对物块B做功为mgL C．若小车以速度向右匀速运动，位移大小为时，物块B的速率为 D．若小车以速度向右匀速运动，位移大小为时，绳的拉力对B做的功为 二、多选题 9．如图所示，轻杆长为，在杆的A、B两端分别固定质量均为的球A和球B，杆上距球A为处的点装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动，在转动的过程中，忽略空气的阻力。某时刻若球B运动到最高点，且球B对杆恰好无作用力，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A．此时球B在最高点时的速度为 B．此时球B在最高点时的速度为 C．此时杆对水平轴的作用力为 D．此时杆对水平轴的作用力为 10．如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角，地球—金星连线与地球—太阳连线夹角，两角最大值分别为、。则（　　） A．水星的公转周期比金星的大 B．水星的公转向心加速度比金星的大 C．水星与金星的公转轨道半径之比为 D．水星与金星的公转线速度之比为 11．如图所示，质量为 m、电荷量为 q 的带电小球 A 用绝缘细线悬挂于 O 点，另一个电荷量也为 q 的带电小球 B 固定于 O 点的正下方，小球 A 静止时与小球 B 在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角=60°，两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为 g，静电力常量为 k。则下列说法正确的是（　　）    A．细线的长为 B．带电小球 B 在 A 处的电场强度大小为 C．若小球 A 电荷量缓慢减小，则 A、B 两球间的库仑力不断减小 D．随着小球 A 电荷量缓慢的减小，细线上的拉力一定不变 12．如图所示，在水平地而上有一圆弧形凹槽ABC，AC连线与地面相平，凹槽AC是位于竖直平面内以О为圆心、半径为R的一段圆弧，B为圆弧最低点，而且AB段光滑、BC段粗糙。现有一质量为m的小球（可视为质点）。从水平地面上P处以初速度斜向右上方飞出，与水平地面夹角为θ。不计空气阻力，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道，沿圆弧ABC继续运动后从C点以速率飞出。重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A．小球由P到A的过程中，离地面的最大高度为 B．小球由Р到A的过程中，PA的水平距离为 C．小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量为 D．小球经过圆弧形轨道最低点B处受到轨道的支持力大小为 三、实验题 13．利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验； (1)实验操作步骤如下，请将第二步补充完整： 第一步：按实验要求安装好实验装置； 第二步：使重物靠近打点计时器，接着 ，打点计时器在纸带上打下一系列的点； A．先接通电源后释放纸带    B．先释放纸带后接通电源 第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离、、… (2)为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。（用题中所给的符号来表示） (3)若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？ （选填“能”或“不能”）； 14．如图甲是“探究向心力大小F与质量m、半径r、角速度的关系”的实验装置示意图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速：质量为m的金属块放在转台上随转台一起转动，金属块到转轴的水平距离为r，用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮与力传感器连接，可直接测量向心力的大小F；转台一端下方固定挡光宽度为d的挡光杆，挡光杆经过光电门时，系统将自动记录其挡光时间。金属块与转台之间的摩擦力忽略不计。 （1）某同学测出挡光杆到转轴的水平距离为R，转台匀速转动时挡光杆经过光电门时的挡光时间为，转台的角速度的表达式为 （用题目中所给物理量的字母表示）。 （2）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，需要控制 和 两个量保持不变；多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图乙所示，若已知金属块质量，则金属块到转轴的水平距离 m。（结果保留2位有效数字） 四、解答题 15．2020年7月23日，“天问一号”探测器成功发射，开启了探测火星之旅，截至目前，“天问一号”已依次完成了“绕、落、巡”三大目标。假设地球近地卫星的周期与火星近火卫星的周期比值为k，地球半径与火星半径的比值为n。求： （1）地球质量与火星质量之比； （2）地球密度与火星密度之比。 16．如图所示，质量均为m、电荷量相同的小球A、B，用长均为L的绝缘细线悬于O点。用光滑的竖直绝缘挡板使小球B静止，B球的悬线竖直，A球静止时，A球悬线与竖直方向的夹角为。重力加速度大小为g，不计小球的大小，两小球的电荷量始终不变,静电力常量为k，求 (1)小球A所带电荷量的大小； (2)小球B上悬线拉力的大小； (3)撤去挡板的一瞬间，小球A、B的加速度的大小。    17．如图所示，半径为r的光滑圆轨道固定在水平地面上，O为圆心，分别为竖直、水平直径，一质量为m的小球（视为质点）从轨道上的P点获得一个沿轨道向下的速度，下滑到Q点时刚好与轨道分离，小球在Q点的速度的延长线与地面的交点为J，小球从Q点离开轨道时，立即给小球施加一个恒定的作用力F（F为未知量），使小球沿着做匀加速直线运动，已知，、，重力加速度为g，求： （1）与间的夹角的大小； （2）当F取最小值时，小球从Q到J的加速度大小以及小球刚到达J点时的动能。    18．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为的竖直半圆轨道BCD、圆心为的竖直半圆管道DEF，水平直轨道FG及弹性板等组成，轨道各部分平滑连接。已知滑块（可视为质点）质量，轨道BCD的半径，管道DEF的半径r=0.1m，滑块与轨道FG间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑，轨道FG的长度l=2m，弹射器中弹簧的弹性势能最大值，滑块与弹簧作用后，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。 （1）若滑块刚好能过D点，求滑块静止释放时弹簧的弹性势能； （2）若滑块在运动过程中不脱离轨道，求第1次经过管道DEF的最高点F时，滑块对轨道弹力的最小值； （3）若弹簧以最大弹性势能弹出，请判断游戏过程中滑块会脱离轨道吗？若不会，请求出滑块最终静止位置。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．B【详解】AB．Q在P上运动的过程中，曲面体P向左运动，P对Q的弹力与运动的位移的夹角大于90°，根据W=FLcosθ，P对Q做负功，故A错误，B正确； CD．Q在P上运动的过程中，系统中P和Q之间的作用力做功之和为零，系统只有重力做功，系统机械能守恒，故斜面体增加的动能等于物块减少的机械能，物体Q的机械能减小，故CD错误。故选B。 2．C【详解】AC．A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，可知 根据可得 由于B、C两点都在大轮上，可知根据可得 则A、B、C三点线速度大小之比为 则A、B、C三点角速度之比为故A错误，C正确； B．根据可知故B错误； D．根据，可得故D错误。故选C。 3．C【详解】AB．等量异种点电荷连线上，中点处的场强最小，电场强度由正电荷指向负电荷，因此将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中加速度先减小后增大，而速度一直增大，故AB错误； CD．做出两点电荷在e点产生的场强，根据平行四边形法则做出合场强如图所示    而带正电的粒子在电场中所受电场力的方向与电场强度的方向相同，若仅受电场力则根据牛顿第二定律可知，加速度的方向与电场强度的方向相同，因此，带正电的检验电荷在e点的加速度方向平行于c、d连线向右，故C正确，D错误。故选C。 4．D【详解】ABC．根据题意，对小球受力分析，如图所示    由平衡条件有；解得； 由几何关系可得，金属环圆心到小球的距离为 由于金属环不能看成点电荷，则金属环和小球间的静电力大小 则细线拉力大小故ABC错误； D．根据题意，由公式可得，金属环在小球处产生电场的电场强度大小为故D正确。故选D。 5．A【详解】A．根据开普勒第三定律可知，在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期，故A正确； B．根据万有引力提供向心力有得 由于同步轨道的半径小于墓地轨道的半径，则在同步轨道上运动的角速度大于在墓地轨道上运动的角速度，故B错误； C．航天器在Q点经过加速才能进入墓地轨道，所以在转移轨道上经过Q点的速度小于在墓地轨道上经过Q点的速度，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知 由于、、都相等，所以在同步轨道上经过P点的加速度等于在转移轨道上经过P点的加速度，故D错误。 故选A。 6．D【详解】AB．在最高点，若，则 若，重力提供向心力，则解得小球的质量，故AB错误； C．若，则，则时，小球所受的弹力方向向下，所以小球对管壁的弹力方向竖直向上，故C错误； D．当时，根据，解得 当时，根据解得故D正确。故选D。 7．C【详解】A．物体相对传送带上滑时，根据牛顿第二定律可知，此时物体的加速度大小为 物体与传送带间的动摩擦因数 故物体与传送带间的最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，物体离开B点时的速度大小为5m/s，故物体可能一直加速运动或者先加速后匀速运动，若一直加速运动，则传送带的长度 若先加速后匀速运动，则传送带的长度必然大于1m，故A错误； B．若传送带的长度，则根据动能定理有 解得摩擦力对物体做的功故B错误； C．若传送带的长度为3m，则物体运动的时间 物体匀加速运动阶段，传送带的位移 匀速运动阶段，传送带的位移 根据受力分析可知，前2m物体对传送带的摩擦力沿传送带向上，后2m物体对传送带的摩擦力沿传送带向下，则摩擦力对传送带做的功故C正确； D．若传送带的长度为3m，则因摩擦而产生的热量 其中，相对运动距离解得故D错误。故选C。 8．D【详解】A．开始时弹簧被压缩 当小车缓慢向右运动距离时弹簧伸长可知解得 选项A错误； B．从开始运动到小车发生位移过程中，弹簧弹性势能不变，则绳的拉力对物块B做功等于B重力势能的增加量，即选项B错误； C．若小车以速度向右匀速运动，位移大小为时，细绳与水平方向夹角为53°，则此时物块B的速率为 选项C错误； D．若小车以速度向右匀速运动，位移大小为时，绳的拉力对B做的功为选项D正确。故选D。 9．BD【详解】AB．当球B运动至最高点时恰好对杆无作用力，则可知此时恰好由重力充当向心力，由牛顿第二定律有解得故A错误，B正确； CD．由于球A与球B为同轴转动，根据 可知，此时A、B两球的线速度之比即为半径之比，由此可知此时A球的线速度为 设此时杆对A球的作用力为，则对A球由牛顿第二定律有解得 由于此时B球对杆恰好无作用力，则仅有A球对杆有作用力，因此此时球对杆的作用力大小为，则此时杆对水平轴的作用力为，故C错误，D正确。故选BD。 10．BC【详解】AB．根据万有引力提供向心力有可得； 因为水星的公转半径比金星小，故可知水星的公转周期比金星小；水星的公转向心加速度比金星的大，故A错误，B正确； C．设水星的公转半径为，地球的公转半径为，当α角最大时有同理可知有 所以水星与金星的公转半径之比为故C正确； D．根据可得 结合前面的分析可得故D错误；故选BC。 11．CD【详解】A．令库仑力为F，对A进行分析有 根据库仑定律有解得故A错误； B．令带电小球 B 在 A 处的电场强度大小为E，结合上述有解得故B错误； C．对小球A进行受力分析，构建的力学矢量三角形与相似，根据相似比有 当小球 A 电荷量缓慢减小，即减小时，A与B间距减小，可知，A、B 两球间的库仑力不断减小，故C正确； D．令细线长为L，根据上述的相似三角形的相似比有 可知，随着小球 A 电荷量缓慢的减小，细线上的拉力一定不变，故D正确。故选CD。 12．BCD【详解】AB．小球由Р点飞出后做斜抛运动，离地面的最大高度为 水平位移；解得到A的过程中，PA的水平距离为选项A错误，B正确； C．小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量为选项C正确； D．小球经过圆弧形轨道最低点B处时在B点时 解得受到轨道的支持力大小为选项D正确。故选BCD。 13．(1)A(2) (3)能 【详解】（1）为打点稳定，充分利用纸带，打点计时器打点时应先接通电源后释放纸带。故选A。 （2）[1]重物重力势能的减少量为 [2]相邻两计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，点的速度为 动能的增加量为 （3）若不慎将上述纸带从OA之间扯断可以将A点后面的纸带上取出两个点，分别计算出通过两点的动能，测量出这两点的高度差，计算出两点的动能增量是否和重力势能的减小量相等从而验证机械能守恒定律，即能实现验证机械能守恒定律的目的。 14． 金属块的质量m 金属块到转轴的水平距离r 0.20 【详解】（1）[1]挡光杆绕转轴运动的线速度根据 转台的角速度的表达式为 （2）[2][3]该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，需要控制金属块的质量m和金属块到转轴的水平距离r两个量保持不变； [4]根据结合图像可得 若已知金属块质量，则金属块到转轴的水平距离0.20m 15．（1）；（2） 【详解】（1）对于近地卫星，由万有引力提供向心力可得可得 则地球质量与火星质量之比 （2）根据又可得行星密度为 则地球密度与火星密度之比为 16．(1)；（2）；（3）0， 【详解】（1）由几何关系可知，A、B两球间的距离为L，设两球的带电量均为Q，则A球受到的库仑力为 对A球分析，设A球悬线拉力大小为T1，根据力的平衡有 解得小球A所带电荷量的大小 （2）设B球悬线的拉力大小为T2，则 （3）撤去挡板的一瞬间，小球A受到的合外力仍为零，则小球A的加速度 小球B沿竖直方向合外力为零，小球B的加速度沿水平方向，则得 17．（1）；（2） 【详解】（1）设两点的高度差为，则有 小球从到由机械能守恒定律可得 当小球刚运动到点，轨道对小球的支持力刚好为0，把重力分别沿着和垂直分解，由牛顿第二定律可得 结合，解得 （2）小球沿着做匀加速度直线运动，与的合力沿着方向，根据二力合成的矢量三角形分析可得，当与垂直即沿着斜向右上方向时，取最小值；当取最小值时，小球的合力为 由牛顿第二定律可得 小球从到，由动能定理可得 由（1）可知综合解得 18．（1）（2）0.3N；（3）不会，最终滑块停在距离F点0.4m处 【详解】（1）设恰好通过轨道BCD的最高点D时的速度为，则得 由能量守恒代入可得 （2）要求运动中，滑块不脱离轨道，恰好通过轨道BCD的最高点D时的速度 滑块从D运动到F过程，由机械能守恒在F点有 联立解得， 由牛顿第三定律得滑块对轨道弹力为0.3N。 （3）弹簧以最大弹性势能弹出滑块，设第一次达到D处的速度为，同理由系统的机械能守恒得 代入数据解得 因，故滑块可以第一次经过D处。 设返回时第二次达到D处的速度为，由动能定理得 代入数据解得 因，故滑块可以第二次经过D处沿BCD轨道返回。 由机械能守恒定律可知，滑块第三次经过D的速度大小仍为 设此后滑块在轨道FG上运动的最大路程为s，由动能定理得 代入数据解得 因 故滑块最终静止在轨道上，游戏过程中滑块不会脱离轨道；最终位置距离弹性板的距离为2.4m－2m=0.4m 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$