山东省聊城市第三中学2024-2025学年高一下学期第三次月考物理试题

2024级高一下学期第三次质量检测 物理试题 考试时间：90分钟；总分：100分 一 、单选题（本大题共8小题，共24分） 1.小明同学在学习了静电场后总结了以下内容，其中下列说法正确的是（ ） A. 场的概念首先由物理学家库仑提出的 B. 由可得点电荷的场强与成正比，与成反比 C. 由电场强度的定义式可知，电场强度跟成正比，跟成反比 D. 元电荷的数值最早是由库仑测得的，另外他还利用库仑扭秤发现了库仑定律 2.江北水城聊城的“水城之眼“是亚洲第三高的摩天轮，如图所示，悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱（ ） A.运动周期为 B.线速度的大小为 C.向心加速度大小为 D.所受合力的大小始终为 3.解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为，运动的半径为，则驴拉磨转动一周所做的功为（ ） A.0 B.500J C. D. 4.中国空间站是我国自主建造的太空科研平台，中国空间站轨道高度约为千米，地球半径约为千米。当航天员出舱在空间站舱外作业时，其所受地球的引力大约是他在地面所受地球引力的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 5.如图所示，1、2、3为匀强电场中的三个竖直等势面且U12=U23．一带电粒子从a点进入，其轨迹与等势面交点依次为a、b、c，若不计重力影响，则（ ） A. 1、2、3三个等势面的电势的关系是φ2＝φ1＋φ3 B. 粒子运动过程中，电场力做正功，电势能减小 C. 若带电粒子带正电，则电场强度方向一定水平向左 D. 若带电粒子带负电，则受到的电场力方向竖直向下 6.如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 （ ） A. 甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，系统机械能守恒 B. 乙图中，置于光滑水平面，物体沿光滑斜面下滑，物体机械能守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时加速下落，加速上升过程中，、系统机械能不守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能不守恒 7.如图所示为四分之圆柱体的竖直截面，半径为，在点上方的点水平抛出个小球，小球轨迹恰好在点与圆柱体相切，与的夹角为，则点到点的距离为 （ ）   A. B. C. D. 8.两个等量异种点电荷连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确的是（ ） A. a、b、c三点和无穷远处等电势 B. a、b两点的场强方向不相同，b点场强比a点大 C. 一正点电荷从a移到c静电力做负功 D. 两个等量异种电荷的连线上，中点c场强最大 二 、多选题（本大题共4小题，共16分） 9.真空中有两点电荷 、 分别位于直角三角形的顶点 和顶点 上， 为斜边 的中点，，如图所示，已知 点电场强度的方向垂直 向下，则下列说法正确的是（ ） A. 带正电，带负电 B. 点电势高于点电势 C. 电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的二倍 D. 电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的一半 10.如图所示，物体从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中 A. 物体的动能逐渐减小 B.弹簧的弹性势能先增大再减小 C. 重力势能不断减小 D. 物体的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 11.将一带正电的点电荷固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中、两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，、、三点在同一条平行于薄板的直线上，、关于点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，正确的是 （ ） A. 点电势比点电势低 B. 点电势与点电势相等 C. 点电场强度与点电场强度相同 D. 点电场强度大于点电场强度 12.真空中某静电场，虚线表示等势面，各等势面电势的值如图所示 一带电粒子只在电场力的作用下，沿图中的实线从 经过 运动到 ， 、 两点位于同一等势面上，则以下说法正确的是（ ） A. 点电场强度大于点电场强度 B. 带电粒子在点的电势能小于在点的电势能 C. 带电粒子从经过运动到的过程中动能先增大再减小 D. 带电粒子从到电场力所做的功等于从到电场力做的功 三 、实验题（本大题共4小题，共16分） 13.（6分）某兴趣小组利用课余时间研究平抛运动的规律。如图所示，为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为 , 如果取 ,那么： （1）照相机的闪光频率是________ ; （2）小球运动的初速度大小是________ ; （3）小球运动至 点的竖直速度是________ ． 14.（10分）学校成立了课外学习小组，其中某组同学利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 ① 为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的 。 A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 ② 除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是 。 A.交流电源 B.秒表 C.天平(含砝码)        D刻度尺 ③ 实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。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、、。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＝ 。 ④ 大多数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阻力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法 四 、计算题（本大题共4小题，共44分） 15.（8分）如图所示，一带电荷量为、质量为的小物块处于一倾角为的足够长的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰好处于静止状态。重力加速度为，，则 求电场强度的大小； 若将小物块沿斜面下移距离为，小物块电势能如何改变，改变了多少？ 16.（10分）如图所示，在范围足够大的场强大小为的匀强电场区域中的点固定一电荷量为的点电荷，以点为圆心、为半径作一圆，、、、为圆周上的点且、为相互垂直的两条直线其中一条沿水平方向。当把一不计重力、带电荷量为q的试探电荷放在b点时，电荷恰好静止。则： 匀强电场场强的大小、方向如何？ 试探电荷放在a点时，受力的大小、方向如何？ 试探电荷放在d点时，受力的大小、方向如何？ 17.（12分）如图所示，水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度现有质量的带电体可视为质点放在水平轨道上点处，两点距离，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量，取，求： 带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到端时的速度的大小； 带电体运动到圆弧形轨道的端时对圆弧轨道的压力大小； 两点之间的电势差和到过程中摩擦热。 18.（14分）我校学生普遍热爱羽毛球运动，如图一个质量为的羽毛球卡在球筒底部，球筒的质量为未知，筒长为，羽毛球的高度为可将羽毛球看成质量集中在球头的质点，已知羽毛球和球筒间的最大静摩擦和滑动摩擦力大小近似相等，且恒为。重力加速度为，不计一切空气阻力。某同学使用以下三种方式将球从筒内取出： 方式一：“甩”，如图甲所示。手握球筒底部，使羽毛球在竖直平面内绕点做半径为的圆周运动。当球筒运动至竖直朝下时，羽毛球恰要相对球筒滑动，求此时球筒的角速度； 方式二：“敲”，如图乙，若，已知球筒开口端距地面起始高度为手对球筒施加竖直向下的恒力由静止开始运动，过程中保持球与球筒相对静止，球筒以一定速度撞击桌面后立即静止，之后羽毛球恰好能滑至球头碰到桌面，求恒力大小。 方式三：“落”，如图丙，若，，让球筒开口朝下从离地高处由静止释放，每次球筒撞击地面后反弹的速率为撞击前的，撞地的时间不计。通过计算判断羽毛球的球头最后能否滑出球筒，若能请计算出全程的时间为多少若不能请求出最后球头离球筒开口端的距离是多少？ 第  页，共  页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 答案和解析 B\D\D\C\B\A\D\A,AD\CD\AD\BD 1.【答案】B;A.场的概念首先由物理学家法拉第提出的，B.点电荷的场强公式知，是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比；C. 是电场强度的定义式，电场强度跟、无；D.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。 2.【答案】D;.由匀速圆周运动的合力提供向心力可得 3.【答案】D;适用于恒力做功，驴拉磨的过程中拉力方向时刻在变化是变力，由于圆周运动知识可知，驴拉力方向时刻与速度方向相同。拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，磨转动一周，弧长，所以拉力所做的功。 4.【答案】C;设地球半径为，空间站的轨道高度为，航天员的质量为，地球质量为，在地球表面时在空间站时代入数据可得 5.【答案】B．由运动轨迹可知，电场力水平向右，则电场力做正功，电势能减小，无论带电粒子带正电还是负电，受到的电场力方向都是水平向右，1、2、3三个等势面均匀分布，故电势的关系是φ2＝ （φ1＋φ3） 6. 【答案】A.在物体压缩弹簧的过程中，弹簧和物体组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，D.小球在做圆锥摆的过程中，重力势能和动能都不变，机械能守恒， 7.【答案】D;由几何知识求解水平射程，根据平抛运动的速度与水平方向夹角的正切值得到初速度与小球通过点时竖直分速度的关系，再由水平和竖直两个方向分位移公式列式，求出竖直方向上的位移，及可得到点到点的距离。由题意知得：小球通过点时速度与圆柱体相切，则： ，小球从到，水平方向有，竖直方向上有，联立解得， 故点到点的距离为，。  8.【答案】A;a、b、c是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点，电势相等，而且与无穷远处电势相等；B．a、b两点的场强方向都与垂直平分线垂直向右，方向相同，因为b处电场线密，故b点的电场强度大于a处电场强度； C．一个正电荷在a点到c点受到的电场力方向垂直于垂直平分线向右，可知电场力不做功；D．两个等量异种电荷的连线上，越靠近点电荷电场强度越大，中点c场强最小 9.【答案】AD;【解析】点电场强度的方向垂直向下，为点的合场强，将分解到和方向如图所示，  可知点电荷的电场强度方向由指向，则带正电，点电荷的电场强度方向由指向，则带负电；由于、两点到的距离是相等的，距离更近，沿着电场线方向，电势逐渐降低，则点电势低于点电势；从图中可知设，则，从场强分解的图中可知，即，又，，可得  10.【答案】CD.开始物体重力大于弹力，向下做加速运动，然后弹力大于重力，向下做减速运动，所以物体的动能先增大后减小； 在物体接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的形变量逐渐增大，则弹性势能一直增大，因为物体一直下降，则重力势能一直减小；D.物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，所以机械能守恒，所以物体的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 11.【答案】AD;【解析】 、过点的等势面如图中虚线所示，沿电场线方向电势逐渐降低，可知，故正确，错误  、点电场强度与点电场强度大小相等， 方向不同， 故错误 、点处的电场线比点处的电场线密集，点电场强度大于点电场强度， 故正确。  12.【答案】BD;A.由电场线与等势线及电势变化的关系知，电场线方向垂直各等势线向右。由带电粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力方向与电场线的方向相反，可见粒子带负电。负电荷在电势高处的电势能小而在电势低处的电势能大，故粒子在 点的电势能小于在 点的电势能；B.由题意知，相邻两等势面间的电势差相等，而 处等势线的分布较稀， 处等势线的分布较密，故 点电场强度小于 点的电场强度，故 错误；C.带电粒子从 经过 运动到 的过程中，电场线对粒子先做负功再做正功，由动能定理知，粒子的动能先减小后增大，故 错误；D.由于 、 处在同一等势面，所以粒子在 、 两点的电势能以及动能均相等，故带电粒子从 到 电场力所做的功等于从 到 电场力做的功。 13.【答案】;;; 【解析】（ ）在竖直方向上有 代入数据得 则 （2）水平方向 代入数据得： ，（ ）竖直方向上做匀加速运动，利用中点时刻的速度等于平均速度得：则代入数据解得： 14.【答案】①A ②AD ③ , ④C; 【解析】①该实验是验证机械能守恒也即是验证物体在下落过程中动能的增加量等于重力势能的减少量 ②打点计时器工作需要交流电源；物体下落的高度需要刻度尺测量；由于该实验需验证，等号两边的m约掉了，所不需要天平测质量；③打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep＝ B点的速度大小，动能变化量EK＝ ；④由于下落时受到阻力的影响，下落的加速度不是g，所以选项AB错误；由于下落过程中要克服阻力做功会有一部分重力势能转化为内能，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，选项C正确；即使采用多次实验取平均值的方法，但下落过程中要克服阻力做功会有一部分重力势能转化为内能，重力势能的减少量仍会大于动能的增加量，选项D错误。 ; ; 第  页，共  页 学科网（北京）股份有限公司 $