内容正文:
全市2024—2025学年度第二学期普通高中质量监测考试
高一年级物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由向行驶,关于汽车通过点时速度的方向和所受合力方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】汽车沿曲线AC行驶,速度方向沿轨迹的切向方向,所受的合力方向指向轨迹的凹向,则选项B正确,ACD错误。
故选B。
2. 如图所示,用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N,此时上下丝线的受力分别为TM和TN。如果使M、N球均带正电,上下线受到的力分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AC.无论小球M、N带电与否,上面的丝线的拉力都始终等于小球M、N的重力之和,则有,故A正确,C错误;
BD.在两小球没有带电时,下面的丝线的拉力等于小球N的重力,当M球带正电,N球带正电后,小球N会受到小球M的一个排斥力,使得小球N对下面的丝线的拉力大于小球N的重力,则有,故BD错误。
故选A。
3. 如图所示,甲、乙两同学握住绳子A、B两端摇动(A、B近似不动且等高),绳子绕AB连线在空中转到图示位置时,则有关绳上P、Q两质点运动情况,说法正确的是( )
A. P的线速度大于Q的线速度
B. P的角速度小于Q的角速度
C. P的转动周期小于Q的转动周期
D. P的向心加速度小于Q的向心加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据线速度和角速度的关系,Q点半径大,故P的线速度小于Q的线速度,故A错误;
BC.P的角速度和Q的角速度相等,周期相等,故BC错误;
D.根据向心力公式,P的向心加速度小于Q的向心加速度,故D正确。
故选D。
4. 2025年5月29日,我国发射的“天问二号”探测器主要任务是对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球。2016HO3是一颗直径约40—100米的近地小行星,距离地球最近约1400万公里,最远约4000多万公里,因其运行周期与地球高度同步,被称为“地球准卫星”。如图所示,地球绕太阳公转可视作圆轨道,小行星2016HO3绕太阳运行轨道为椭圆,它的近日点位于地球圆轨道内侧。下列说法正确的是( )
A. 探测器的发射速度大于第三宇宙速度
B. 小行星在近日点的加速度小于地球的加速度
C. 小行星在近日点的速度大于地球做圆周运动的速度
D. 小行星在远离太阳过程中引力做负功,机械能不断减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.探测器未能脱离太阳系飞出去,所以探测器的发射速度小于第三宇宙速度,故A错误;
B.根据牛顿第二定律可得
可得
由于小行星轨道近日点位于地球圆轨道内侧,所以小行星在近日点的加速度大于地球的加速度,故B错误;
C.行星绕太阳做匀速圆周运动时,由万有引力提供向心力得
可得
可知在过小行星轨道近日点的圆轨道线速度大于地球做圆周运动的速度,而从过小行星轨道近日点的圆轨道变轨到小行星的椭圆轨道,需要在近日点加速,所以小行星在近日点的速度大于地球做圆周运动的速度,故C正确;
D.小行星在远离太阳过程中,只有万有引力对其做功,小行星的机械能守恒,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带负电的薄板相距,点电荷处在带电薄板过几何中心的垂线上。垂线上、两点分别位于薄板两侧,与薄板距离均为。已知点的电场强度为,方向从指向,则图中点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于薄板带负电,根据对称性可知,该薄板在A点形成的场强方向由A指向B,该场强大小为,根据场强的叠加原理可知,A点的合场强为
解得
根据对称性可知,薄板在B点产生的场强和在A点产生的场强大小相等,方向相反,故B点的电场强度大小为
故选D。
6. 一电子只在静电力作用下沿x轴正方向运动,其所在位置处的电势φ随位置x变化的图线如图中抛物线所示,下列说法正确的是( )
A. x1与x3处的电场强度方向相同
B. 从x1运动到x2,电场力对电子做负功
C. 电子从x2运动到x3,加速度逐渐减小
D. 电子在x1处的速率大于在x3处的速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.在的图像中,斜率
处图像的斜率为负值,则电场强度的方向沿轴正方向;处图像的斜率为正值,则电场强度的方向沿轴负方向,所以x1与x3处的电场强度方向不同,故A错误;
B.从图像中可以看出,从运动到过程,电势降低,所以电子的电势能增加,则电场力对电子做负功,故B正确;
C.在的图像中,斜率的绝对值表示电场强度的大小,电子从运动到的过程,图像斜率的绝对值逐渐变大,则电场强度逐渐变大,对电子,由牛顿第二定律方程有
解得
所以电子的加速度逐渐变大,故C错误;
D.电子运动过程中只有电场力做功,则电势能和动能之和守恒。根据可判断,由于处电势小于处电势,故电子在处的电势能大于在处的电势能,所以电子在处的动能小于在处的动能,电子在处的速率也小于在处的速率,故D错误。
故选B。
7. 如图所示装置,AB为光滑竖直管道,高度,BCD为半径的光滑半圆轨道,DE为半径的粗糙四分之一圆轨道,现有质量的小球从A点由静止释放,进入到装置中。已知小球到达E点时,小球对外轨道的压力为,C为水平地面上的一点,,下面正确的是( )
A. 整个运动过程中,小球的机械能守恒
B. 小球到达最低点C点时,对轨道的压力为100N
C. 整个运动过程,摩擦力做的功
D. 小球从E点离开轨道,再次落到地面上时的动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.依题意,DE轨道粗糙,小球经过时,摩擦力会做功,不符合机械能守恒条件,故A错误;
B.依题意,小球到达最低点C点时,轨道的支持力为F,有
联立解得
根据牛顿第三定律可知,小球到达最低点C点时,对轨道的压力为110N,方向向下,故B错误;
C.假定小球到E点速度为v1,依题意有
整个运动过程,摩擦力做的功为,据动能定理有
解得
故C错误;
D.小球从E点离开轨道,再次落到地面上时的动能为,依题意有
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A. 两颗鸟食同时抛出 B. 在N点接到的鸟食后抛出
C. 两颗鸟食平抛的初速度相同 D. 在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.鸟食的运动视为平抛运动,则在竖直方向有
由于hM < hN,则tM < tN,要同时接到鸟食,则在N点接到的鸟食先抛出,故AB错误;
CD.在水平方向有x = v0t,如图
过M点作一水平面,可看出在相同高度处M点的水平位移大,则M点接到的鸟食平抛的初速度较大,故C错误,D正确。
故选D。
9. 如图所示,边长的正方形abcd处在一个匀强电场中,a点电势,一电荷量为的点电荷仅受电场力,从a点移动到b点,电场力做的功为。从a点移动到c点,电场力做的功为。下列说法正确的是( )
A. d点的电势为4V
B. 电场强度的大小为400V/m
C. 该点电荷在c点的电势能为
D. 该点电荷从a运动到c,动能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由电场力做功公式有
解得
即
则
同理
解得
即
则
由
解得,故A错误;
B.由选项A知,bd是等势线,所以电场方向沿着ac方向,则,故B正确;
C.c点的电势能,故C正确;
D.沿着ac方向移动负电荷,电场力做负功,电势能增大,动能减小。故D错误。
故选BC 。
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向右、电场强度大小为的匀强电场。在匀强电场中有一根长为2m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为0.08kg的带电小球。它静止时悬线与竖直方向成37°角,若小球获得某一初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动。cos37°=0.8,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 小球的带电荷量为
B. 小球动能的最小值为0.8J
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最小
D. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点过程中动能与电势能之和减小
【答案】AD
【解析】
【详解】
A.小球静止时受力如图甲所示,由图可知
解得,故A正确;
B.如图乙所示,将小球所受重力与电场力合成为一个力,叫作等效重力,这个等效重力的方向应沿着小球静止时的细线方向向下所以,A为圆周运动的等效最低点,这个点关于圆心的对称点B点为等效最高点,小球运动至B点时动能最小,此时绳子拉力为零,重力与电场力的合力提供向心力,即
则小球在B处的动能,故B错误;
C.小球运动中只有重力与电场力做功,机械能与电势能之和恒定,由此可知小球的电势能最大时机械能最小,因此小球在圆周上最左侧C点时电势能最大,机械能最小,故C错误;
D.小球在运动至圆周轨迹上的最高点过程中,小球机械能和电势能之和不变,重力势能增大,所以动能与电势能之和减小,故D正确。
故选AD。
三、非选择题;共57分。
11. 某同学用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。现提供如下实验器材;电源E、电容器C、电阻箱R、毫安表G、单刀双掷开关S和导线若干。
(1)根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整____________。
(2)开关S与“2”端相接,相接后毫安表G示数变化情况是 。(填正确答案标号)
A. 迅速增大,然后趋于稳定
B. 逐渐增大,然后趋于稳定
C. 迅速增大,然后逐渐减小为零
【答案】(1) (2)C
【解析】
【小问1详解】
由甲图可知,电容器一个极板与毫安表的正接线柱相连,另一个极板与电键的中间接线柱相连,所以实物连接图如下图所示
【小问2详解】
开关S与“2”端相接后,电容器放电,毫安表示数迅速增大,然后逐渐减小为零。
故选C。
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。
(1)小球a沿水平方向抛出,同时小球b自由落下,用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片,根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同,可判断小球a在竖直方向上做_________运动;根据小球a相邻两位置水平距离相等,_____(填“能”或“不能”)判断小球a在水平方向做匀速直线运动。
(2)实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示,图丙中每小格的边长为5cm,并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小g=10m/s2。小球a做平抛运动的初速度大小为________m/s,通过B点时的速度大小为________m/s。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. 自由落体 ②. 能
(2) ①. 1.5 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
[1]根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同,可判断小球a在竖直方向上做自由落体运动;
[2]根据小球a相邻两位置水平距离相等,且所用时间相等,能判断小球a在水平方向做匀速直线运动。
【小问2详解】
[1]竖直方向,根据
可得
则小球做平抛运动的初速度大小为
[2]通过B点时的竖直分速度大小为
则通过B点时的速度大小为
13. 2025年4月24日,神舟二十号载人飞船通过“快速交会对接”技术,从地面发射后经多次轨道调整,最终将航天员送入中国空间站。如图所示,已知中国空间站运行在距离地面高度为h的圆形轨道上,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G。飞船在进入空间站轨道前,需先在近地停泊轨道(轨道高度可视为0)绕地球做匀速圆周运动,随后点火加速进入转移轨道,最终与空间站实现对接。
(1)求地球的质量M;
(2)求空间站的运行周期T;
(3)飞船在P点点火后至少经历多长时间才能在Q点与空间站完成交会对接。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对于在地球表面质量为m0的物体有
解得
【小问2详解】
对空间站受力分析可知,万有引力提供向心力
将代入上式
解得
【小问3详解】
根据开普勒第三定律
飞船在P点点火加速后在Q点与空间站完成交会对接所需的最短时间为
解得
14. 某种负离子空气净化原理如图所示。收集器矩形通道的上下表面是一对平行金属板,金属板长度为L,间距为d,均匀分布的带负电的灰尘颗粒质量为m、电荷量为q,以水平速度v0进入通道。已知两金属极板之间的电压恒为,带电灰尘颗粒打到金属板上即被收集,不计灰尘颗粒重力影响及灰尘颗粒间相互作用。求:
(1)处在正中间的带电灰尘颗粒打在收集器时的速度大小v;
(2)净化装置对带电灰尘颗粒的收集率η(收集的颗粒占进入收集器的总颗粒的百分比)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对正中间粒子由动能定理
解得
【小问2详解】
带电尘埃在极板间最大偏转距离y,最长运动时间为t,根据牛顿第二定律可知,尘埃的加速度为,
水平方向和竖直方向分别有,
解得
根据题意可知,收集效率为
15. 如图所示,绝缘轨道CDGH位于竖直平面内,圆弧段DG的圆心角为θ=37°,DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点,CD段粗糙,DGH段光滑,在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中,一质量、带电荷量的小滑块在C处由静止释放。已知CD段长度L=0.8m,动摩擦因数μ=0.25,圆弧DG的半径r=0.2m;不计滑块与挡板碰撞时的动能损失,滑块可视为质点。g=10m/s2。
(1)求滑块第一次经过D点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)若规定D点电势为零,求滑块经过G点时的电势能Ep;
(3)求滑块在CD段上运动的总路程;
(4)滑块经过G点的速度最小时,求圆弧轨道对滑块支持力的大小。
【答案】(1);
(2);
(3);
(4)
【解析】
【小问1详解】
对滑块由C到D根据动能定理得
在D点:
解得
由牛顿第三定律
【小问2详解】
若规定D点电势为零,则根据匀强电场中电势差与场强关系有
又
解得
滑块经过G点时的电势能为
【小问3详解】
分析可知在CD段滑动摩擦力小于电场力,故滑块不可能停在CD段,滑块最终会在DGH间来回往复运动,到达D点的速度为0,全过程由动能定理得
解出
【小问4详解】
滑块最终在DGH间来回往复运动,滑块有最小动能。
对D到G过程,由动能定理得
在G点:
解得
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全市2024—2025学年度第二学期普通高中质量监测考试
高一年级物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由向行驶,关于汽车通过点时速度的方向和所受合力方向正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N,此时上下丝线的受力分别为TM和TN。如果使M、N球均带正电,上下线受到的力分别为、,则( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,甲、乙两同学握住绳子A、B两端摇动(A、B近似不动且等高),绳子绕AB连线在空中转到图示位置时,则有关绳上P、Q两质点运动情况,说法正确的是( )
A. P的线速度大于Q的线速度
B. P的角速度小于Q的角速度
C. P的转动周期小于Q的转动周期
D. P的向心加速度小于Q的向心加速度
4. 2025年5月29日,我国发射的“天问二号”探测器主要任务是对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球。2016HO3是一颗直径约40—100米的近地小行星,距离地球最近约1400万公里,最远约4000多万公里,因其运行周期与地球高度同步,被称为“地球准卫星”。如图所示,地球绕太阳公转可视作圆轨道,小行星2016HO3绕太阳运行轨道为椭圆,它的近日点位于地球圆轨道内侧。下列说法正确的是( )
A. 探测器的发射速度大于第三宇宙速度
B. 小行星在近日点的加速度小于地球的加速度
C. 小行星在近日点的速度大于地球做圆周运动的速度
D. 小行星在远离太阳过程中引力做负功,机械能不断减小
5. 如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带负电的薄板相距,点电荷处在带电薄板过几何中心的垂线上。垂线上、两点分别位于薄板两侧,与薄板距离均为。已知点的电场强度为,方向从指向,则图中点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6. 一电子只在静电力作用下沿x轴正方向运动,其所在位置处的电势φ随位置x变化的图线如图中抛物线所示,下列说法正确的是( )
A. x1与x3处的电场强度方向相同
B. 从x1运动到x2,电场力对电子做负功
C. 电子从x2运动到x3,加速度逐渐减小
D. 电子在x1处的速率大于在x3处的速率
7. 如图所示装置,AB为光滑竖直管道,高度,BCD为半径的光滑半圆轨道,DE为半径的粗糙四分之一圆轨道,现有质量的小球从A点由静止释放,进入到装置中。已知小球到达E点时,小球对外轨道的压力为,C为水平地面上的一点,,下面正确的是( )
A. 整个运动过程中,小球的机械能守恒
B. 小球到达最低点C点时,对轨道的压力为100N
C. 整个运动过程,摩擦力做的功
D. 小球从E点离开轨道,再次落到地面上时的动能为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A. 两颗鸟食同时抛出 B. 在N点接到的鸟食后抛出
C. 两颗鸟食平抛的初速度相同 D. 在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
9. 如图所示,边长的正方形abcd处在一个匀强电场中,a点电势,一电荷量为的点电荷仅受电场力,从a点移动到b点,电场力做的功为。从a点移动到c点,电场力做的功为。下列说法正确的是( )
A. d点的电势为4V
B. 电场强度的大小为400V/m
C. 该点电荷在c点的电势能为
D. 该点电荷从a运动到c,动能增加
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向右、电场强度大小为的匀强电场。在匀强电场中有一根长为2m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为0.08kg的带电小球。它静止时悬线与竖直方向成37°角,若小球获得某一初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动。cos37°=0.8,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 小球的带电荷量为
B. 小球动能的最小值为0.8J
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最小
D. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点过程中动能与电势能之和减小
三、非选择题;共57分。
11. 某同学用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。现提供如下实验器材;电源E、电容器C、电阻箱R、毫安表G、单刀双掷开关S和导线若干。
(1)根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整____________。
(2)开关S与“2”端相接,相接后毫安表G示数变化情况是 。(填正确答案标号)
A. 迅速增大,然后趋于稳定
B. 逐渐增大,然后趋于稳定
C. 迅速增大,然后逐渐减小为零
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。
(1)小球a沿水平方向抛出,同时小球b自由落下,用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片,根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同,可判断小球a在竖直方向上做_________运动;根据小球a相邻两位置水平距离相等,_____(填“能”或“不能”)判断小球a在水平方向做匀速直线运动。
(2)实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示,图丙中每小格的边长为5cm,并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小g=10m/s2。小球a做平抛运动的初速度大小为________m/s,通过B点时的速度大小为________m/s。(结果均保留两位有效数字)
13. 2025年4月24日,神舟二十号载人飞船通过“快速交会对接”技术,从地面发射后经多次轨道调整,最终将航天员送入中国空间站。如图所示,已知中国空间站运行在距离地面高度为h的圆形轨道上,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G。飞船在进入空间站轨道前,需先在近地停泊轨道(轨道高度可视为0)绕地球做匀速圆周运动,随后点火加速进入转移轨道,最终与空间站实现对接。
(1)求地球的质量M;
(2)求空间站的运行周期T;
(3)飞船在P点点火后至少经历多长时间才能在Q点与空间站完成交会对接。
14. 某种负离子空气净化原理如图所示。收集器矩形通道的上下表面是一对平行金属板,金属板长度为L,间距为d,均匀分布的带负电的灰尘颗粒质量为m、电荷量为q,以水平速度v0进入通道。已知两金属极板之间的电压恒为,带电灰尘颗粒打到金属板上即被收集,不计灰尘颗粒重力影响及灰尘颗粒间相互作用。求:
(1)处在正中间的带电灰尘颗粒打在收集器时的速度大小v;
(2)净化装置对带电灰尘颗粒的收集率η(收集的颗粒占进入收集器的总颗粒的百分比)。
15. 如图所示,绝缘轨道CDGH位于竖直平面内,圆弧段DG的圆心角为θ=37°,DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点,CD段粗糙,DGH段光滑,在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中,一质量、带电荷量的小滑块在C处由静止释放。已知CD段长度L=0.8m,动摩擦因数μ=0.25,圆弧DG的半径r=0.2m;不计滑块与挡板碰撞时的动能损失,滑块可视为质点。g=10m/s2。
(1)求滑块第一次经过D点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)若规定D点电势为零,求滑块经过G点时的电势能Ep;
(3)求滑块在CD段上运动的总路程;
(4)滑块经过G点的速度最小时,求圆弧轨道对滑块支持力的大小。
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