内容正文:
普集高中2024——2025学年度第二学期高一年级第3次月考
(物理)试题(卷)
总 分 值:100分
试题范围:必修二第八章至必修三第九章 考试时间:75分钟
第Ⅰ卷(选择题48分)
一、选择题(共10小题,满分48分,1-6为单选,每题4分;7-10为多选,每题6分,选不全3分)
1. 高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”.如图所示,是某小区宣传窗中的一则漫画.不计空气阻力,若画中被抛下的物体在下落过程中重力做功30J,下列说法正确的是
A. 物体重力势能保持不变 B. 物体重力势能增加了30J
C. 物体机械能减少了30J D. 物体动能增加了30J
2. 一物体在竖直向上的恒力作用下,由静止开始向上运动,在某一高度时撤去该力,不计空气阻力,则在整个上升过程中,物体的机械能E、动能、重力势能随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
3. 蹦极是一项户外休闲活动。某次蹦极活动中,体验者站在约40m以上高度的位置,用原长为20m的弹性绳固定住自己并跳下,在落地前弹起,继而反复弹起落下。忽略空气阻力的影响,则在人的整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 第一次下落过程中,游客能体验失重感的位移为20m
B. 第一次下落20m后,游客开始做减速运动
C. 当游客下落到最低点时,弹性绳的弹性势能最大
D. 第一次到达最低点的瞬间,人所受合力为零
4. 2022年7月7日消息,南京林业大学学子发明智能分拣系统,助力新疆棉花丰产增收纯棉衣服手感柔软舒适度高,不会起静电而且吸湿和透气性都不错,如果是皮肤敏感人群的话一定是优选关于静电的防止与利用,下列说法正确的是( )
A. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止静电对手术的影响
B. 为了防止静电危害保证乘客的安全,飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成
C. 金属导体有静电屏蔽作用,运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全
D. 轿车上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
5. 如图所示,是一个绝缘金属导体,把一个带正电的绝缘金属球移近,由于静电感应,端出现的感应电荷量大小为端为,下列结论中正确的是( )
A. 导体上,
B. 导体上,
C. 用手接触一下的端,拿走后带正电
D. 用手接触一下的端,拿走后带正电
6. 如图所示,在一半径为的圆周上均匀分布有个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列,其中点的小球带电荷量为,其余小球带电荷量为,此时圆心点的电场强度大小为,现仅撤去点的小球,则点的电场强度为( )
A. 大小为,方向沿连线斜向下 B. 大小为,方向沿连线斜向下
C. 大小为,方向沿连线斜向上 D. 大小为,方向沿连线斜向上
7. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A点的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿圆弧轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,已知,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )
A. 重力做功mgR B. 机械能减少
C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功mgR
8. 图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,根据此图可做出正确判断的是 ( )
A. 带电粒子所带电荷的符号
B. 场强的方向
C. 带电粒子在a、b两点的受力方向
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
9. 如图所示,水平天花板上的P、Q两点各固定一个光滑定滑轮,两根绝缘细绳穿过定滑轮分别连接A、B、C三个带电绝缘小球,三个小球保持静止状态且处于同一高度,定滑轮与小球在同一竖直面内。已知A、C球的质量均为m,B球的质量为M,△PAB、△QBC均为正三角形,重力加速度为g。则( )
A. A、B、C可能带同种电荷 B. B球的电荷量最小
C. M=2m D. A、B球之间库仑力大小为
10. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q。在它们水平中垂线上竖直固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v₀从上端管口射入,则小球( )
A. 速度一直增大 B. 受到静电力先减小后增大
C. 受到的静电力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为
第II卷(非选择题)
二、实验题(共2小题,14分)
11. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验,
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是( )
A.交流电源
B.刻度尺
C天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图2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,重物的重力势能变化量ΔEp=__________,动能变化量ΔEk=_________。
(3)学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是( )
A.利用公式v=gt计算重物速度
B.利用公式v=计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
12. 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有:专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是___________。
A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体
C.A、B小球接触后,用带电小球接触A、B,移除导体球,再分开A、B小球
(2)用天平测量小球的质量m,悬挂点到小球球心的距离l,将小球B固定在绝缘底座上,A球用丝线悬挂在支架上,使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示,则A、B小球之间的距离___________cm。
(3)本实验中,丝线与竖直方向夹角很小,,重力加速度。本实验中若小球质量为10g,,则库仑力___________N(结果保留两位有效数字)。
(4)缓慢移动绝缘底座,得到五组F、r数据,根据库仑定律,拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________;
A.B.C.
三、解答题(共3小题,共38分)
13. 两个质量相等的带电小球(可视为质点)A、B,用长度均为L的绝缘细线悬于天花板上的○点,两悬线均偏离竖直方向θ角,如图所示。已知A、B两球所带电荷量均为+q,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)带电小球质量;
(2)若撤去A球,在小球B所在的空间加一水平方向的匀强电场,使B球静止在原来位置,则匀强电场的电场强度为多大?
14. 一辆小汽车的额定功率为P=80kW,在水平直路面上由静止启动,已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍,g取10m/s2。
(1)求汽车能达到的最大速度;
(2)若汽车以a=2m/s2的恒定加速度启动,求匀加速维持的时间t1;
(3)若汽车以恒定功率启动,经t2=12s达到最大速度,求该过程汽车的位移。
15. 城市的公园里有为滑板爱好者开辟的运动区域,如左图所示,其简化模型如图。一名爱好者连同滑板(可视为质点)的总质量为,从A点以初速度沿光滑圆弧下滑,后续过程均为自由滑行,先经过长为的水平地面段,滑板与水平面间的动摩擦因数,后沿粗糙圆弧的D点的切线方向飞出,(不计空气阻力),恰好能水平落在平台E上。已知两圆弧的半径均为,半径与竖直半径间的夹角,取。
(1)求平台E离水平地面的高度H;
(2)求人与滑板经过C点时对圆弧轨道压力;
(3)求段阻力做功。
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普集高中2024——2025学年度第二学期高一年级第3次月考
(物理)试题(卷)
总 分 值:100分
试题范围:必修二第八章至必修三第九章 考试时间:75分钟
第Ⅰ卷(选择题48分)
一、选择题(共10小题,满分48分,1-6为单选,每题4分;7-10为多选,每题6分,选不全3分)
1. 高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”.如图所示,是某小区宣传窗中的一则漫画.不计空气阻力,若画中被抛下的物体在下落过程中重力做功30J,下列说法正确的是
A. 物体重力势能保持不变 B. 物体重力势能增加了30J
C. 物体机械能减少了30J D. 物体动能增加了30J
【答案】D
【解析】
【详解】AB.重力做正功,重力势能减小。重力做功30J,物体重力势能减小30J。故AB错误;
C.只有重力做功,物体的机械能不变,故C错误;
D.重力为物体所受的合外力,根据动能定理,重力做功30J,物体动能增加了30J,故D正确。
故选D.
2. 一物体在竖直向上的恒力作用下,由静止开始向上运动,在某一高度时撤去该力,不计空气阻力,则在整个上升过程中,物体的机械能E、动能、重力势能随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设物体运动的起点为零势面,物体在恒力作用下的加速度为a,由功能关系可知,机械能为
知E-t图像是开口向上的抛物线,E-x图像是倾斜直线;撤去拉力后,无其他外力做功,机械能守恒,则机械能随时间不变,故A错误,B正确;
C.设物体运动的起点为零势面,则有恒力作用时,物体的重力势能
一段时间t1后撤去拉力后,物体减速上升,则物体的重力势能
所以图像起初是开口向上的抛物线,撤去拉力后为开口向下的抛物线,如图
故C错误;
D.由动能定理,有恒力作用时
撤去拉力后,由动能定理
所以图像起初为一段递增的倾斜直线,撤去拉力后为一段递减的倾斜直线,故D错误。
故选B。
3. 蹦极是一项户外休闲活动。某次蹦极活动中,体验者站在约40m以上高度的位置,用原长为20m的弹性绳固定住自己并跳下,在落地前弹起,继而反复弹起落下。忽略空气阻力的影响,则在人的整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 第一次下落过程中,游客能体验失重感的位移为20m
B. 第一次下落20m后,游客开始做减速运动
C. 当游客下落到最低点时,弹性绳的弹性势能最大
D. 第一次到达最低点的瞬间,人所受合力为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在绳子向上的拉力等于重力的位置,此时绳子长度超过20m,人的加速度为零,该位置以上做向下的加速运动,故失重感的位移大于20m,该位置以下做减速运动,故AB错误;
C.人到最低点时弹性绳形变量最大,则弹性绳的弹性势能最大,故C正确;
D.第一次到达最低点的瞬间,弹簧的弹力大于重力,合力向上,故D错误。
故选C。
4. 2022年7月7日消息,南京林业大学学子发明智能分拣系统,助力新疆棉花丰产增收纯棉衣服手感柔软舒适度高,不会起静电而且吸湿和透气性都不错,如果是皮肤敏感人群的话一定是优选关于静电的防止与利用,下列说法正确的是( )
A. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止静电对手术的影响
B. 为了防止静电危害保证乘客的安全,飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成
C. 金属导体有静电屏蔽的作用,运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全
D. 轿车上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
【答案】C
【解析】
【详解】A.绝缘性能良好的化纤制品衣服不能及时把静电导入大地,容易造成手术事故,故A错误;
B.飞机轮胎用导电橡胶制成可以将飞机产生的静电迅速导走,故B错误;
C.由于金属导体能做到静电屏蔽,故用金属桶装易燃的汽油要安全,故C正确;
D.轿车上有一根露在外面的小天线是无线广播的接收天线,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,是一个绝缘金属导体,把一个带正电的绝缘金属球移近,由于静电感应,端出现的感应电荷量大小为端为,下列结论中正确的是( )
A. 导体上,
B. 导体上,
C. 用手接触一下的端,拿走后带正电
D. 用手接触一下的端,拿走后带正电
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.由于导体Q不带电,金属球移近,由于感应起电,使A端带负电荷,B端带正电荷,而感应起电只是电荷的分离,并没有产生新的电荷,因此有
A错误,B正确;
CD.由于带正电荷,所以上的端带负电荷,是由于的吸引;而在端出现正电荷,受的排斥,不管用手接触的哪一处,都是大地上的负电荷移动到上,使带负电,CD错误。
故选B。
6. 如图所示,在一半径为的圆周上均匀分布有个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列,其中点的小球带电荷量为,其余小球带电荷量为,此时圆心点的电场强度大小为,现仅撤去点的小球,则点的电场强度为( )
A. 大小为,方向沿连线斜向下 B. 大小为,方向沿连线斜向下
C. 大小为,方向沿连线斜向上 D. 大小为,方向沿连线斜向上
【答案】C
【解析】
【详解】假设圆周上均匀分布的都是电荷量为+q的小球,由于圆周的对称性,根据电场的叠加原理知,圆心O处场强为0,所以圆心O点的电场强度大小等效于A点处电荷量为+3q的小球在O点产生的场强,则有
方向由A指向O点,A处+q在圆心O点产生的场强大小为
方向由A指向O点,所以仅撤去A点的小球,则O点的电场强度等于
方向由O指向A点
故选C。
7. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A点的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿圆弧轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,已知,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )
A. 重力做功mgR B. 机械能减少
C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功mgR
【答案】AB
【解析】
【详解】A.P、B高度差为R,重力做功mgR,A正确;
C.到达最高点B时恰好对轨道没有压力,则
得
所以合外力做功
C错误;
BD.以OA所在平面为参考平面,初始机械能为
末状态机械能为
机械能增量为
B正确D错误。
故选AB。
8. 图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,根据此图可做出正确判断的是 ( )
A. 带电粒子所带电荷的符号
B. 场强的方向
C. 带电粒子在a、b两点的受力方向
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB. 由图可知,粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左.由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性,也无法判断电场的方向,故AB项与题意不相符;
C. 粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,故C项与题意相符;
D. 根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系,判断出a点的电场强度大,故a点的电场力的大,根据牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大,故D项与题意相符.
9. 如图所示,水平天花板上的P、Q两点各固定一个光滑定滑轮,两根绝缘细绳穿过定滑轮分别连接A、B、C三个带电绝缘小球,三个小球保持静止状态且处于同一高度,定滑轮与小球在同一竖直面内。已知A、C球的质量均为m,B球的质量为M,△PAB、△QBC均为正三角形,重力加速度为g。则( )
A. A、B、C可能带同种电荷 B. B球电荷量最小
C. M=2m D. A、B球之间库仑力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若A、B、C带同种电荷,相互之间都为斥力,受力如图所示
由于电荷量大小未知,三个小球在水平方向上受力可能平衡,A正确;
B.由题意可知细绳对B球在水平方向上拉力和为0,可知B球受到A、C球的静电力大小相等、方向相反,则A、C球带同种电荷且电荷量相等;若B球与A、C球带异种电荷,由A球水平方向上受力平衡可知引力小于斥力,B球电荷量较小;若B球与A、C球带同种电荷,B球的电荷量大小无法确定,B错误;
C.由于细绳拉力相等,则对A球和B球在竖直方向上分别有
联立解得
C正确;
D.由图可知若A、B、C带同种电荷,对A在水平方向上有
可知A、B球之间库仑力大小不可能为,D错误。
故选AC。
10. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q。在它们水平中垂线上竖直固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v₀从上端管口射入,则小球( )
A. 速度一直增大 B. 受到的静电力先减小后增大
C. 受到的静电力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由等量异种电荷形成的电场分布特点可知,小球受到的电场力垂直于管壁,故小球在细管内运动时,小球合力为重力,小球速度一直增大,故A错误;
B.由等量异种电荷形成电场分布特点可知,小球向下运动过程,场强E先增大后减小,故小球受到的静电力先增大后减小,故B错误;
C.场强E最大在等量异种电荷连线的中点,故小球受到的静电力最大值为
故C错误;
D.由小球水平方向受力平衡可知,管壁对小球的弹力最大值等于电场力的最大值,即为,故D正确。
故选AD。
第II卷(非选择题)
二、实验题(共2小题,14分)
11. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验,
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是( )
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图2所示一条纸带,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,重物的重力势能变化量ΔEp=__________,动能变化量ΔEk=_________。
(3)学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是( )
A.利用公式v=gt计算重物速度
B.利用公式v=计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】 ①. AB ②. ③. ④. C
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]打点计时器需接交流电源,实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离,从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量.实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要用天平测量质量;故选AB。
(2)[2]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量
[3]B点的瞬时速度
动能的增加量
(3)[4]由于纸带在下落过程中,重锤和空气之间存在阻力,纸带和打点计时器之间存在摩擦力,所以减小的重力势能一部分转化为动能,还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功,故重力势能的减少量大于动能的增加量,故C正确,ABD错误。
故选C。
12. 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有:专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是___________。
A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体
C.A、B小球接触后,用带电小球接触A、B,移除导体球,再分开A、B小球
(2)用天平测量小球质量m,悬挂点到小球球心的距离l,将小球B固定在绝缘底座上,A球用丝线悬挂在支架上,使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示,则A、B小球之间的距离___________cm。
(3)本实验中,丝线与竖直方向夹角很小,,重力加速度。本实验中若小球质量为10g,,则库仑力___________N(结果保留两位有效数字)。
(4)缓慢移动绝缘底座,得到五组F、r数据,根据库仑定律,拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________;
A.B.C.
【答案】 ① C ②. 2.20 ③. 1.1×10-3 ④. C
【解析】
【详解】(1)[1]A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B,两球将带上不等量的同种电荷,选项A错误;
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体,能使小球带等量异种电荷,选项B错误;
C.A、B小球接触后,用带电小球接触A、B,移除导体球,再分开A、B小球,能使小球带等量同种电荷,选项C正确;
故选C。
(2)[2]由图可知,A、B小球之间的距离r=2.20cm。
(3)[3]对小球受力分析可知,库仑力
带入数据解得
(4)[4]根据
可知图像为过原点的直线,故选C。
三、解答题(共3小题,共38分)
13. 两个质量相等的带电小球(可视为质点)A、B,用长度均为L的绝缘细线悬于天花板上的○点,两悬线均偏离竖直方向θ角,如图所示。已知A、B两球所带电荷量均为+q,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)带电小球的质量;
(2)若撤去A球,在小球B所在的空间加一水平方向的匀强电场,使B球静止在原来位置,则匀强电场的电场强度为多大?
【答案】(1) 或者 (2)
【解析】
【详解】(1)A、B两球之间的距离
r=2Lsinθ ①
对B球有
②
解得
或者
③
(2)使B球静止在原来位置,设所加匀强电场为E,则
解得
⑤
14. 一辆小汽车的额定功率为P=80kW,在水平直路面上由静止启动,已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍,g取10m/s2。
(1)求汽车能达到的最大速度;
(2)若汽车以a=2m/s2的恒定加速度启动,求匀加速维持的时间t1;
(3)若汽车以恒定功率启动,经t2=12s达到最大速度,求该过程汽车的位移。
【答案】(1)20m/s;(2)5s;(3)140m
【解析】
【详解】(1)牵引力与阻力相等时汽车的速度最大,即
F1=f=kmg=4×103 N
根据
P=F1vm
代入数据得
vm=20 m/s
(2)由牛顿第二定律得
F2−f=ma
匀加速运动的最大速度设为v1,此时功率达到最大
P=F2v1
v1=a t1
代入数据得
t1=5 s
(3)启动过程由动能定理得
Pt2−fs=
代入数据求得该过程汽车的位移
s=140m
15. 城市的公园里有为滑板爱好者开辟的运动区域,如左图所示,其简化模型如图。一名爱好者连同滑板(可视为质点)的总质量为,从A点以初速度沿光滑圆弧下滑,后续过程均为自由滑行,先经过长为的水平地面段,滑板与水平面间的动摩擦因数,后沿粗糙圆弧的D点的切线方向飞出,(不计空气阻力),恰好能水平落在平台E上。已知两圆弧的半径均为,半径与竖直半径间的夹角,取。
(1)求平台E离水平地面的高度H;
(2)求人与滑板经过C点时对圆弧轨道的压力;
(3)求段阻力做功。
【答案】(1);(2),方向竖直向下;(3)
【解析】
【详解】(1)设D点到平台E间的高度为h,恰好能水平落在平台E上,可得落在平台上时竖直方向速度刚好为零,根据速度位移公式有
解得
结合几何关系可知平台E离水平地面的高度H为
(2)从A到C根据动能定理有
,
解得
人与滑板经过C点时根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知此时对圆弧轨道的压力为
方向竖直向下。
(3)C到D根据动能定理有
代入数值解得
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