内容正文:
2024级高一下学期阶段性考试
物理试卷
本试卷共100分 考试时间75分钟。
一、选择题:(本题共10个小题,共46分;在1-7题中每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分。8-10题中每小题有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,部分选对的得3分,有错误选项或不选的得0分)
1. 如图所示的各电场中,A、B两点的电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图,一质量为m的小球从高度为H的地方以初速度水平抛出。不计空气阻力,选抛出点为参考面,当小球在竖直方向上下降的距离为h时,其机械能为( )
A. B.
C. D.
3. 真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距2r,两点电荷连线中点处的场强大小为
A. 0 B. C. D.
4. 有两个可视为质点的小球A和B,带电量分别为+2Q和-8Q,固定位置相距为r,其库仑力大小为F,现将其相互接触后分离,且固定距离变为3r,则A、B两小球库仑力大小变为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点。轻弹簧左端固定于竖直墙面,现用质量为的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上。不计滑块在B点的机械能损失,换用材料相同,质量为的滑块()压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程,下列说法中正确的是( )
A. 两滑块到达B点时速度相同
B. 两滑块沿斜面上升的最大高度相同
C. 两滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量不同
D. 两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量相同
6. 如下图所示,是电场中的一条电场线,若将一个电荷从A点由静止释放,该电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图Ⅱ所示,不计重力,则下列判断正确的是( )
A. 该电荷带负电, B. 该电荷带负电,
C. 该电荷带正电, D. 该电荷带正电,
7. 如图所示,带电量为+Q1和带电量为-Q2的两个点电荷分别固定于x轴的负半轴上某点和坐标原点O处,将一个带正电的带电粒子放在x轴正半轴上的a点时恰好能处于静止,若将该电荷在x轴正半轴上b点(图中未标出)由静止释放时,该粒子向右运动,不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. Q1<Q2
B. b点一定在a点的右侧
C. 此粒子此后做往复运动
D. 此粒子此后运动的加速度一直减小
8. 下列物体中,机械能增加的是( )
A. 物体以的加速度竖直向上做减速运动
B. 被匀速吊起的集装箱
C. 被水平抛出的物体(不计空气阻力)
D. 在固定光滑曲面上自由运动的物体
9. 如图,质量为m的小猴子在荡秋千,大猴子用水平力F缓慢将秋千拉到图示位置后由静止释放,此时藤条与竖直方向夹角为θ,小猴子到藤条悬点的长度为L,忽略藤条的质量,在此过程中正确的是( )
A. 缓慢上拉过程中拉力F做的功WF=FLsin θ
B. 缓慢上拉过程中小猴子重力势能增加mgL(1-cos θ)
C. 小猴子再次回到最低点时重力的功率为零
D. 由静止释放到最低点小猴子重力的功率逐渐增大
10. 如图所示,水平传送带长为s,以速度v始终保持匀速运动,质量为m的货物无初速放到A点,货物运动到B点时恰达到速度v,货物与皮带间的动摩擦因数为μ,当货物从A点运动到B点的过程中,以下说法正确的是( )
A. 摩擦力对物体做功为mv2
B. 摩擦力对物体做功为μmgs
C. 传送带克服摩擦力做功为μmgs
D. 因摩擦而生的热能为2μmgs
11. 如图甲所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量,以及两电荷之间的距离关系的实验装置。
(1)该实验用到的研究方法是______(填正确选项前的字母,单选)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如图乙所示,当小球B静止时,两球球心恰好在同一水平面上,不可伸长的绝缘细线与竖直方向的夹角为,若小球B的质量为m,重力加速度为g,则库仑力F与夹角之间的关系式______.
(4)如图乙所示,接着增大(或减少)小球A所带的电荷量,并在竖直方向上缓慢移动小球A的位置,保持A球在悬点P的正下方并与B在同一水平线上,小球B的带电量不变,比较小球B所受库仑力大小的变化。在两次实验中,B处于受力平衡时,细线偏离竖直方向的角度分别为45°和60°,两次实验中A的电荷量分别为和,则______.
二、填空题:(本题共2小题,每空2分,共14分)
12. 某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律,当地的重力加速度大小为,所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点、、到第一个点的距离如图乙所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),按要求将下列问题补充完整。
(1)从起点到打下计数点的过程中重力势能减少量是__________J,此过程中物体动能的增加量__________J。(计算结果保留两位有效数字)
(2)若测出纸带上所有各点到点之间的距离,根据纸带算出各点的速度及物体下落的高度,则以为纵轴,以为横轴,画出的图像是图中的__________。
A.B.
C.D.
三、计算题:(本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,在一足够大的空间内存在水平向右的匀强电场,电场强度大小。有一个质量的带电小球,用绝缘轻绳悬挂起来,静止时轻绳偏离竖直方向的夹角为37°。不考虑空气阻力的作用,已知,,。求:
(1)小球带何种电荷及所带的电荷量;
(2)绳的拉力
(3)如果将轻绳剪断,求小球运动的加速度大小。
14. 质量为2kg的物体A和质量为1kg的B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.6m,如图所示。若不计一切阻力和摩擦,从静止开始放手让它们运动。(斜面足够长,g取)求:
(1)物体A着地时的速度大小;
(2)绳的拉力对物体A做的功;
(3)物体A着地后,物体B还能沿斜面上滑的距离。
15. 四分之一光滑圆弧与光滑水平面连接于B点,圆弧半径为,在圆心O处固定一正点电荷,电量为。将另一个带正电小球放置于水平面A处,并给它一个向左的初速度,小球恰好能够运动到C处(C与圆心等高)。已知小球电量为,质量为,静电力常量为,重力加速度为,接触面均绝缘,运动过程中小球电量保持不变,不考虑运动小球对电场的影响。求:
(1)小球从A到C过程中电场力对小球做功W;
(2)小球刚进入圆弧轨道的B点时受到的弹力大小。
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2024级高一下学期阶段性考试
物理试卷
本试卷共100分 考试时间75分钟。
一、选择题:(本题共10个小题,共46分;在1-7题中每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分。8-10题中每小题有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,部分选对的得3分,有错误选项或不选的得0分)
1. 如图所示的各电场中,A、B两点的电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.题图A中,两点的电场强度方向相同,根据点电荷电场线分布特点可知,电场强度大小不相等,故A错误;
B.题图B中,两点处于等量异种电荷连线的中垂线上的对称位置,电场强度大小相等,方向相同,故B正确;
C.在匀强电场中,各处的电场强度相同,故C正确;
D.题图D中,A、两点电场强度方向不同,大小也不相等,有
故D错误。
故选BC。
2. 如图,一质量为m的小球从高度为H的地方以初速度水平抛出。不计空气阻力,选抛出点为参考面,当小球在竖直方向上下降的距离为h时,其机械能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知,小球运动过程中,不计空气阻力,只有重力做功,小球的机械能守恒,选抛出点为参考面,抛出时动能为,重力势能为零,则机械能为,由于运动过程中小球机械能不变,则下降距离为h时,其机械能仍为。
故选A。
3. 真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距2r,两点电荷连线中点处的场强大小为
A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】正负点电荷单独存在时,在中点处产生的电场强度都为
且方向相同,故合场强为
.
A.0与计算结果不相符,故A错误;
B.与计算结果不相符,故B错误;
C.与计算结果相符,故C正确;
D.与计算结果不相符,故D错误.
4. 有两个可视为质点的小球A和B,带电量分别为+2Q和-8Q,固定位置相距为r,其库仑力大小为F,现将其相互接触后分离,且固定距离变为3r,则A、B两小球库仑力大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两小球未接触时A、B两小球库仑力大小为
两小球接触后分离带电量为
接触后分离,且固定距离变为3r,则A、B两小球库仑力大小变为
故选A。
5. 如图所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点。轻弹簧左端固定于竖直墙面,现用质量为的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上。不计滑块在B点的机械能损失,换用材料相同,质量为的滑块()压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程,下列说法中正确的是( )
A. 两滑块到达B点时速度相同
B. 两滑块沿斜面上升的最大高度相同
C. 两滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量不同
D. 两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,弹簧将滑块弹开运动到点的过程中,弹簧和滑块组成的机械能守恒,则两滑块运动到点的动能相等,由可知,由于两滑块的质量不相等,则两滑块到达B点时速度不相同,故A错误;
B.根据题意,滑块在斜面上,由牛顿第二定律有
解得
可知,两滑块在斜面上运动时的加速度相等,由于初速度不相等,则两滑块沿斜面上升的最大高度不相同,故B错误;
C.根据题意,设滑块上升的最大高度为,则滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量为,滑块从开始弹开到最高点过程中,由能量守恒定律有
解得
可知,两滑块上升到最高点的过程中重力势能增加量相同,则两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量为
可知,两滑块上升到最高点的过程中摩擦产生的热量相同,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如下图所示,是电场中的一条电场线,若将一个电荷从A点由静止释放,该电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图Ⅱ所示,不计重力,则下列判断正确的是( )
A. 该电荷带负电, B. 该电荷带负电,
C. 该电荷带正电, D. 该电荷带正电,
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,由图Ⅱ可知,电荷从A到B运动过程中,做加速度减小的加速运动,则该电荷所受电场力从,与电场方向相反,则该电荷带负电,加速度减小,电场强度减小,即。
故选A。
7. 如图所示,带电量为+Q1和带电量为-Q2的两个点电荷分别固定于x轴的负半轴上某点和坐标原点O处,将一个带正电的带电粒子放在x轴正半轴上的a点时恰好能处于静止,若将该电荷在x轴正半轴上b点(图中未标出)由静止释放时,该粒子向右运动,不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. Q1<Q2
B. b点一定在a点的右侧
C. 此粒子此后做往复运动
D. 此粒子此后运动的加速度一直减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.粒子能在a点静止,则该粒子受到两个点电荷的库仑力大小相等,由库仑定律可知,,故A错误;
B.根据电场叠加可知,x轴正半轴上O、a间场强方向向左,a点右侧场强方向向右,由于粒子在b点由静止释放后向右运动,因此b点一定在a点右侧,故B正确;
C.此后粒子在电场力作用下一直向右运动,故C错误;
D.从a点沿x轴正向,a点场强为0,无穷远处场强为0,因此场强先增加后减小,因此粒子运动的加速度先增大后减小,故D错误。
故选B。
8. 下列物体中,机械能增加的是( )
A. 物体以的加速度竖直向上做减速运动
B. 被匀速吊起的集装箱
C. 被水平抛出的物体(不计空气阻力)
D. 在固定光滑曲面上自由运动的物体
【答案】AB
【解析】
【详解】A.物体以的加速度竖直向上做减速运动,加速度方向向下,由牛顿第二定律可知拉力,方向向上,则拉力做正功,机械能增加,故A符合题意。
B.被匀速吊起的集装箱,匀速上升时动能不变,重力势能增加,机械能增加,故B符合题意;
C.被水平抛出的物体(不计空气阻力),仅重力做功,机械能守恒,故C不符合题意;
D.在固定光滑曲面上自由运动的物体,仅重力做功,机械能守恒,故D不符合题意。
故选AB。
9. 如图,质量为m的小猴子在荡秋千,大猴子用水平力F缓慢将秋千拉到图示位置后由静止释放,此时藤条与竖直方向夹角为θ,小猴子到藤条悬点的长度为L,忽略藤条的质量,在此过程中正确的是( )
A. 缓慢上拉过程中拉力F做的功WF=FLsin θ
B. 缓慢上拉过程中小猴子重力势能增加mgL(1-cos θ)
C. 小猴子再次回到最低点时重力的功率为零
D. 由静止释放到最低点小猴子重力的功率逐渐增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.因为拉力不是恒力,大小在变化,不能用
WF=FLsin θ
计算拉力做功,故A错误;
B.秋千缓慢移动,根据动能定理得
解得
由于动能不变,所以拉力做功等于重力势能增加量,故B正确;
C.再次回到最低点时重力竖直向下,速度水平方向,故重力的功率为零,故C正确;
D.由静止释放时速度为零,根据
可得重力的功率为零,到达最低点时重力的功率又为零,所以重力的功率先增大后减小,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平传送带长为s,以速度v始终保持匀速运动,质量为m的货物无初速放到A点,货物运动到B点时恰达到速度v,货物与皮带间的动摩擦因数为μ,当货物从A点运动到B点的过程中,以下说法正确的是( )
A. 摩擦力对物体做功为mv2
B. 摩擦力对物体做功为μmgs
C. 传送带克服摩擦力做功为μmgs
D. 因摩擦而生的热能为2μmgs
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】AB.据题意可知,只有摩擦力对货物做功,据动能定理可得
AB正确;
C.货物的位移为
传送带的位移为
传送带克服摩擦力做功为
C错误;
D.因摩擦产生的热量为
D错误。
故选AB。
11. 如图甲所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量,以及两电荷之间的距离关系的实验装置。
(1)该实验用到的研究方法是______(填正确选项前的字母,单选)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如图乙所示,当小球B静止时,两球球心恰好在同一水平面上,不可伸长的绝缘细线与竖直方向的夹角为,若小球B的质量为m,重力加速度为g,则库仑力F与夹角之间的关系式______.
(4)如图乙所示,接着增大(或减少)小球A所带的电荷量,并在竖直方向上缓慢移动小球A的位置,保持A球在悬点P的正下方并与B在同一水平线上,小球B的带电量不变,比较小球B所受库仑力大小的变化。在两次实验中,B处于受力平衡时,细线偏离竖直方向的角度分别为45°和60°,两次实验中A的电荷量分别为和,则______.
【答案】(1)D (2)增大
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
在研究电荷之间作用力大小与两小球的电荷量和以及距离的关系时,采用控制变量的方法进行,根据小球的摆角变化可以看出小球所受作用力随电量或距离变化情况。
故选D。
【小问2详解】
根据库仑定律有
电荷之间的静电力随着距离的减小而增大。
【小问3详解】
根据小球B受力平衡,由几何关系可得
【小问4详解】
设小球B的质量为,电量为,B球的受力情况如图所示
当球带电量为时,由平衡条件得
其中
当球带电量为时,由平衡条件得
其中
联立,解得
二、填空题:(本题共2小题,每空2分,共14分)
12. 某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律,当地的重力加速度大小为,所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点、、到第一个点的距离如图乙所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),按要求将下列问题补充完整。
(1)从起点到打下计数点的过程中重力势能减少量是__________J,此过程中物体动能的增加量__________J。(计算结果保留两位有效数字)
(2)若测出纸带上所有各点到点之间的距离,根据纸带算出各点的速度及物体下落的高度,则以为纵轴,以为横轴,画出的图像是图中的__________。
A.B.
C.D.
【答案】 ①. 0.49 ②. 0.48 ③. A
【解析】
【详解】(1)[1][2]重力势能的减少量为
B点的速度为
动能的增加量为
(2)[3]根据机械能守恒定律,以O点为零势能点,则
解得
所以画出的图像应为一条过原点的直线,A正确,BCD错误。
故选A。
三、计算题:(本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,在一足够大的空间内存在水平向右的匀强电场,电场强度大小。有一个质量的带电小球,用绝缘轻绳悬挂起来,静止时轻绳偏离竖直方向的夹角为37°。不考虑空气阻力的作用,已知,,。求:
(1)小球带何种电荷及所带的电荷量;
(2)绳的拉力
(3)如果将轻绳剪断,求小球运动的加速度大小。
【答案】(1)正电, (2)0.075N
(3)12.5m/s2
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,由平衡条件可知电场力方向与电场强度方向相同,水平向右,故小球带正电,由
解得
【小问2详解】
由平衡条件
【小问3详解】
将轻绳剪断,电场力和重力都不变,其合力与剪断绳前绳的拉力等大反向,由牛顿第二定律
小球运动的加速度大小为
14. 质量为2kg的物体A和质量为1kg的B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.6m,如图所示。若不计一切阻力和摩擦,从静止开始放手让它们运动。(斜面足够长,g取)求:
(1)物体A着地时的速度大小;
(2)绳的拉力对物体A做的功;
(3)物体A着地后,物体B还能沿斜面上滑的距离。
【答案】(1)4m/s;(2)-16J;(3)1.6m
【解析】
【详解】(1)物体A、B速度大小任意时刻相等,以地面为参考平面,A、B系统机械能守恒,根据机械能守恒定律有
代入数据解得
(2)对物体A,由动能定理
解得
(3)A着地后,B机械能守恒,则B上升到最大高度过程中,根据机械能守恒定律有
代入数据解得
15. 四分之一光滑圆弧与光滑水平面连接于B点,圆弧半径为,在圆心O处固定一正点电荷,电量为。将另一个带正电小球放置于水平面A处,并给它一个向左的初速度,小球恰好能够运动到C处(C与圆心等高)。已知小球电量为,质量为,静电力常量为,重力加速度为,接触面均绝缘,运动过程中小球电量保持不变,不考虑运动小球对电场的影响。求:
(1)小球从A到C过程中电场力对小球做功W;
(2)小球刚进入圆弧轨道的B点时受到的弹力大小。
【答案】(1)-10J (2)55N
【解析】
【分析】
【小问1详解】
小球从A到C过程,由动能定理
解得
【小问2详解】
根据点电荷电场的特点,小球从B到C过程电场力不做功,则从A到B过程由动能定理
在B点有
解得
【点睛】
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