精品解析：江苏省南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

励志高级中学2024-2025年度高一年级第二学期 第三次调研考试物理试卷 （时间：75分钟 满分：100分） 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。 2．考生作答时请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答。题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效：在试题卷、草稿纸上作答无效。 3．本卷命题范围是人教版（2019）必修一、必修二和必修三第九章前3节 一、单选题（每小题4分，共计44分） 1. 最早用精密的实验定量研究了电荷间的相互作用的规律的科学家是（　　） A. 牛顿 B. 伽利略 C. 库仑 D. 亚里士多德 2. 速度为的子弹，恰可穿透一块固定的木板，如果子弹速度为，子弹穿透木板时所受阻力视为不变，则可穿透同样的固定木板（　　） A. 2块 B. 3块 C. 4块 D. 8块 3. 在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（图）。实验中需用两个弹簧秤分别钩住细绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是（　　） A. 两根细绳必须等长 B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D. 在实验中，两绳夹角要尽可能最大 4. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，t＝0时刻，甲车在前，乙车在后，两车头在前进方向上的距离为7.5m，之后两车的v－t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两车不可能并排行驶 B. 甲、乙两车并排行驶只会出现一次 C. 甲、乙两车并排行驶会出现两次 D. 在t＝2s时两车并排行驶 5. 如图所示为点电荷、所形成电场的电场线分布图（箭头未标出），在M点处放置一个电荷量大小为的负试探电荷，受到的电场力大小为F，以下说法中正确的是（ ） A. 由电场线分布图可知M点处的场强比N点场强大 B. M点处的场强大小为，方向与所受电场力方向相同 C. 、为异种电荷，的电荷量小于的电荷量 D. 如果M点处的点电荷电量变为，该处场强变为 6. 生活中常用一根细绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，在悬吊重物的细绳AO上的P点系上另一细绳BP用来牵引，并且BP垂直于AP。现在保持P点位置不变，将B端缓慢竖直向上移动，则AP段细绳的拉力和细绳BP的拉力的大小变化情况是（　　） A. 减小，增大 B. 减小，减小 C. 减小，先减小后增大 D. 先减小后增大，先减小后增大 7. 氢气球从地面由静止竖直向上运动，若空气阻力随气球上升的速度的增大而增大，重力和浮力大小不变，则气球速度、加速度a与时间t的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图为同一平面内绕地球运行的三颗不同卫星A、B、C的轨道示意图，Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，Ⅱ为椭圆轨道，Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等，且Ⅲ与Ⅱ相交于M点，Ⅰ与Ⅱ相切于N点。则（　　） A. A、B经过N点时的向心力一定相同 B. B在椭圆轨道上运行的速度均大于A的速度 C. B、C在M点的向心加速度大小相等 D. B、C绕地球运行的周期相等 9. 如图所示，4个相同钢球甲、乙、丙、丁，它们自同一高度6h处从各自的四分之一光滑圆弧轨道上滑下，其出口速度水平向右，出口端所在高度分别为5h、4h、3h、2h。则落地点距О点最远的钢球是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 10. 如图所示，从倾角的斜面上，以大小为m/s的速度，沿垂直斜面向上的方向抛出一个小球，其轨迹的最高点为P，过P点做一条竖直线，交斜面于Q点，则P、Q间的距离为（斜面足够长，，，重力加速度m/s2）（ ） A. 6.8m B. 6m C. 5.2m D. 4.8m 11. 如图所示，真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是。若引入一个点电荷P，放在等边三角形的中心，使三角形顶点处的电荷所受静电力合力为零，则下列说法正确的是（　　） A. 未引入点电荷P之前，顶点上的每个点电荷所受的库仑力的大小为 B. 未引入点电荷P之前，顶点上的每个点电荷所受的库仑力的大小为 C. 引入的点电荷P带负电，所带电荷量为 D. 引入的点电荷P带正电，所带电荷量为 12. 某实验小组利用斜轨法验证机械能守恒定律，根据已有器材，设计了以下实验，查得当地的重力加速度为g。 实验装置如图所示，操作步骤如下： A．接通气泵，将带有遮光条的小滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平； B．将光电门装在左支脚的正上方； C．用游标卡尺量出遮光条的宽度d，用刻度尺量出导轨两个支脚之间的距离L； D．缓慢调整右支脚，使右支脚变高，测出左、右支脚的高度差为； E．在气垫导轨右支脚正上方由静止释放小滑块，从数字计时器读出遮光条通过光电门的时间； F．将光电门沿导轨往右支脚的方向移动x； G．重新在气垫导轨右支脚正上方由静止释放小滑块，从数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t。 （1）导轨两个支脚之间的距离______cm。 （2）若小滑块与遮光条的总质量为m，则在步骤E中，它们从初始位置至光电门这一过程减少的重力势能______，通过光电门时的动能______。（用题中所给字母表示） （3）若要符合机械能守恒定律的结论，小组成员以x为纵坐标，为横坐标作出的图像应该是______（填“线性”或“非线性”）图像。若你认为是线性图像，请在下列横线中用题中所给字母写出其斜率大小，若你认为是非线性图像，请简述你的理由：__________________。 三、计算题（共41分，需写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位） 13. 如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面底端固定一个带正电的小球A，另有一质量的带正电小球B静止在距离斜面底端10cm处，小球半径可以忽略，重力加速度取，静电常数。（结果保留一位有效数字） （1）若小球B带电量为，求小球A所带电荷量； （2）若将A球撤去，加一水平方向的匀强电场，仍使B球静止在斜面上，如图乙所示，求匀强电场的电场强度大小及方向。（结果保留1位有效数字） 14. 如图所示，小木块A位于长木板B的最左端，B放在光滑水平面上，开始时A、B均静止。现用水平恒力F＝10N拉动A向右运动，已知A、B间的动摩擦因数，B的长度L＝1.0m，A的质量，B的质量，取重力加速度，求： （1）A在B上滑动的过程中，A和B的加速度大小和。 （2）A被拉到长木板B的最右端时，木块A和木板B相对水平面的位移大小和。 15. 如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求： （1）小球A的带电量； （2）O点处的电场强度； （3）若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大；此过程中作用于小球B上拉力做功为多少。（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6） 16. 如图，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道A端与水平面相切。质量为的光滑木块从水平面上滑上A再经过B，若在B点速度大小是，到B点对轨道的压力恰好为零，g取，求 （1）轨道半径的大小； （2）木块经A点时对轨道的压力； （3）木块落地点到A点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 励志高级中学2024-2025年度高一年级第二学期 第三次调研考试物理试卷 （时间：75分钟 满分：100分） 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。 2．考生作答时请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答。题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效：在试题卷、草稿纸上作答无效。 3．本卷命题范围是人教版（2019）必修一、必修二和必修三第九章前3节 一、单选题（每小题4分，共计44分） 1. 最早用精密的实验定量研究了电荷间的相互作用的规律的科学家是（　　） A. 牛顿 B. 伽利略 C. 库仑 D. 亚里士多德 【答案】C 【解析】 【详解】库仑通过扭秤实验，首次用精密的实验方法定量研究了电荷间的相互作用规律，提出了库仑定律，即电荷间的力与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。其他选项中，牛顿研究力学和引力，伽利略侧重运动学和天文学，亚里士多德的物理观点多为定性且部分错误，均与电荷作用的定量研究无关。 故选C。 2. 速度为的子弹，恰可穿透一块固定的木板，如果子弹速度为，子弹穿透木板时所受阻力视为不变，则可穿透同样的固定木板（　　） A. 2块 B. 3块 C. 4块 D. 8块 【答案】C 【解析】 【详解】子弹以速度v运动时，恰能水平穿透一块固定的木板，根据动能定理有 设子弹的速度为2v时，穿过的木板数为n，根据动能定理有 联立两式得n=4，故C正确，ABD错误。 故选C。 3. 在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（图）。实验中需用两个弹簧秤分别钩住细绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是（　　） A. 两根细绳必须等长 B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D. 在实验中，两绳夹角要尽可能最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．两根细绳不一定必须等长，选项A错误； B．橡皮条不一定要与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项B错误； C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，以减小实验误差，选项C正确； D．在实验中，两绳夹角大小要适当，不是要尽可能最大，选项D错误。 故选C。 4. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，t＝0时刻，甲车在前，乙车在后，两车头在前进方向上的距离为7.5m，之后两车的v－t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两车不可能并排行驶 B. 甲、乙两车并排行驶只会出现一次 C. 甲、乙两车并排行驶会出现两次 D. 在t＝2s时两车并排行驶 【答案】C 【解析】 【详解】根据速度-时间图象与时间轴围成的面积大小表示位移，可知在0-1s内，甲车的位移为 x甲= 乙车的位移为 x乙= 两者位移之差为 △x=x乙-x甲=12.5m-5m=7.5m 故在t=1s时两车并排行驶，根据几何关系可知，在1-3s内两者的位移相等，则在t=3s时两车并排行驶，因此，甲、乙两车并排行驶会出现两次，故ABD错误，C正确。 故选C。 5. 如图所示为点电荷、所形成电场的电场线分布图（箭头未标出），在M点处放置一个电荷量大小为的负试探电荷，受到的电场力大小为F，以下说法中正确的是（ ） A. 由电场线分布图可知M点处的场强比N点场强大 B. M点处的场强大小为，方向与所受电场力方向相同 C. 、为异种电荷，的电荷量小于的电荷量 D. 如果M点处的点电荷电量变为，该处场强变为 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据电场线的疏密程度，判断N点的场强比M点的场强大，故A错误； B．据场强的定义式知，M点的场强大小为，场强方向的规定知，该点的场强方向与负检验电荷所受电场力方向相反，故B错误； C．据点电荷的场强公式：知，场源的电荷量越大距离场源相同距离的位置场强越大，电场线越密，由图可知的右侧电场线密，的左侧电场线稀疏，所以的电荷量小于的电荷量，故C正确； D．据场强由电场本身决定，与检验电荷无关，所以M点处的点电荷电量变为，该处场强不变，故D错误。 故选C。 6. 生活中常用一根细绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，在悬吊重物的细绳AO上的P点系上另一细绳BP用来牵引，并且BP垂直于AP。现在保持P点位置不变，将B端缓慢竖直向上移动，则AP段细绳的拉力和细绳BP的拉力的大小变化情况是（　　） A. 减小，增大 B. 减小，减小 C. 减小，先减小后增大 D. 先减小后增大，先减小后增大 【答案】A 【解析】 【详解】根据三力平衡特点，P点所受三力平移后会组成一闭合三角形，如下图 由图可以看出，在保持P点位置不变，将B端缓慢竖直向上移动过程中，F2逐渐增大，F1逐渐减小，故BCD错误，A正确。 故选A。 7. 氢气球从地面由静止竖直向上运动，若空气阻力随气球上升的速度的增大而增大，重力和浮力大小不变，则气球速度、加速度a与时间t的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对氢气球受力分析，由牛顿第二定律可得 空气阻力随气球上升的速度的增大而增大，可知随着气球的上升，a逐渐较小 ，气球做加速度减小的加速运动。图象的斜率表示加速度可知，A项加速度不变，B项加速度增大；由图纵轴可知，C项加速度增大，D项加速度减小。 故选D。 8. 如图为同一平面内绕地球运行的三颗不同卫星A、B、C的轨道示意图，Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，Ⅱ为椭圆轨道，Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等，且Ⅲ与Ⅱ相交于M点，Ⅰ与Ⅱ相切于N点。则（　　） A. A、B经过N点时的向心力一定相同 B. B在椭圆轨道上运行的速度均大于A的速度 C. B、C在M点的向心加速度大小相等 D. B、C绕地球运行的周期相等 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由于A与B为不同卫星，则由公式 可知，A与B经过N点时的万有引力不一定相同，则向心力不一定相同，同理B、C在M点由 可知加速度大小相同，但是B在M的向心加速度为加速度的一个分量，因此向心加速度大小不相等，故AC错误； B．B在椭圆轨道上N点的速度比A在N点的速度大，此后B从N向远地点运动过程中速度变小而A的速度大小不变，因此B的速度并不是一直比A大，故B错误； D．根据开普勒第三定律可知Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等，则B、C绕地球运行的周期相等，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，4个相同钢球甲、乙、丙、丁，它们自同一高度6h处从各自的四分之一光滑圆弧轨道上滑下，其出口速度水平向右，出口端所在高度分别为5h、4h、3h、2h。则落地点距О点最远的钢球是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 【答案】C 【解析】 【详解】设光滑圆弧轨道的半径为R，则钢球从最高点滑到圆弧轨道最低点过程中由动能定理有 钢球从轨道最低点飞出后在空中做平抛运动，有 综合解得 可知当光滑圆弧轨道的半径R满足 钢球落地点距О点最远，此时出口端离地高度为3h，为丙球。 故选C。 10. 如图所示，从倾角的斜面上，以大小为m/s的速度，沿垂直斜面向上的方向抛出一个小球，其轨迹的最高点为P，过P点做一条竖直线，交斜面于Q点，则P、Q间的距离为（斜面足够长，，，重力加速度m/s2）（ ） A. 6.8m B. 6m C. 5.2m D. 4.8m 【答案】A 【解析】 【详解】由于小球抛出时垂直于斜面，则抛出时竖直方向的分速度m/s 上升到最高点的时间s 上升的高度 水平位移m 则小球到最高点时离斜面的竖直距离m 故选A。 11. 如图所示，真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是。若引入一个点电荷P，放在等边三角形的中心，使三角形顶点处的电荷所受静电力合力为零，则下列说法正确的是（　　） A. 未引入点电荷P之前，顶点上的每个点电荷所受的库仑力的大小为 B. 未引入点电荷P之前，顶点上的每个点电荷所受的库仑力的大小为 C. 引入的点电荷P带负电，所带电荷量为 D. 引入的点电荷P带正电，所带电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】 AB．根据题意作图，如图所示。三角形顶点每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，根据平行四边形定则可得，顶点上的每个点电荷所受的库仑力为 故AB错误； CD．要使三角形顶点处电场强度为零，则该处点电荷所受静电力为零，则引入的电荷必须是负的点电荷，由平衡条件得 又有几何关系的 解得 故C正确D错误。 故选C。 12. 某实验小组利用斜轨法验证机械能守恒定律，根据已有器材，设计了以下实验，查得当地的重力加速度为g。 实验装置如图所示，操作步骤如下： A．接通气泵，将带有遮光条的小滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平； B．将光电门装在左支脚的正上方； C．用游标卡尺量出遮光条的宽度d，用刻度尺量出导轨两个支脚之间的距离L； D．缓慢调整右支脚，使右支脚变高，测出左、右支脚的高度差为； E．在气垫导轨右支脚正上方由静止释放小滑块，从数字计时器读出遮光条通过光电门的时间； F．将光电门沿导轨往右支脚的方向移动x； G．重新在气垫导轨右支脚正上方由静止释放小滑块，从数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t。 （1）导轨两个支脚之间的距离______cm。 （2）若小滑块与遮光条的总质量为m，则在步骤E中，它们从初始位置至光电门这一过程减少的重力势能______，通过光电门时的动能______。（用题中所给字母表示） （3）若要符合机械能守恒定律的结论，小组成员以x为纵坐标，为横坐标作出的图像应该是______（填“线性”或“非线性”）图像。若你认为是线性图像，请在下列横线中用题中所给字母写出其斜率大小，若你认为是非线性图像，请简述你的理由：__________________。 【答案】（1）65.0 （2） ①. ②. （3） ①. 线性 ②. 【解析】 【小问1详解】 导轨两个支脚之间的距离。 【小问2详解】 它们从初始位置至光电门这一过程减少的重力势能 小滑块与遮光条通过光电门时的速度 则小滑块与遮光条通过光电门时的动能 【小问3详解】 导轨倾角的正弦值 初末位置的高度差 由系统机械能守恒得 即 可得 小组成员以x为纵坐标，为横坐标作出的图像应该是线性图像，即 所以斜率大小为。 三、计算题（共41分，需写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位） 13. 如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面底端固定一个带正电的小球A，另有一质量的带正电小球B静止在距离斜面底端10cm处，小球半径可以忽略，重力加速度取，静电常数。（结果保留一位有效数字） （1）若小球B带电量为，求小球A所带电荷量； （2）若将A球撤去，加一水平方向的匀强电场，仍使B球静止在斜面上，如图乙所示，求匀强电场的电场强度大小及方向。（结果保留1位有效数字） 【答案】（1）；（2），水平向右 【解析】 【详解】（1）对B球受力分析有，沿斜面方向有 解得 （2）对B球受力分析，B球处于平衡状态，所以电场力水平向右，又因为B球带正电，所以该匀强电场方向水平向右。沿斜面方向平衡 解得 14. 如图所示，小木块A位于长木板B的最左端，B放在光滑水平面上，开始时A、B均静止。现用水平恒力F＝10N拉动A向右运动，已知A、B间的动摩擦因数，B的长度L＝1.0m，A的质量，B的质量，取重力加速度，求： （1）A在B上滑动的过程中，A和B的加速度大小和。 （2）A被拉到长木板B的最右端时，木块A和木板B相对水平面的位移大小和。 【答案】（1），；（2）2m，1m 【解析】 【详解】（1）对A受力分析可知，A在水平方向受拉力和摩擦力的作用，由牛顿第二定律可知 代入数据解得 长木板B在水平方向只受摩擦力作用，由牛顿第二定律可知 解得 （2）小木块A到达长木板B的最右端时，有 代入数据解得 则A相对水平面的位移大小 B相对水平面的位移大小 15. 如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求： （1）小球A的带电量； （2）O点处的电场强度； （3）若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大；此过程中作用于小球B上拉力做功为多少。（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6） 【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3）， 【解析】 【详解】（1）设小球A的带电量为q，则小球B的带电量为q，对A、B整体研究，细线a的拉力 对小球B研究，根据力的平衡 由题意知 解得 （2）根据电场的叠加可知，O点处电场强度 方向竖直向上 （3）对A、B施加等大反向的水平拉力后，A、B组成的系统始终处于平衡状态，因此细线a始终处于竖直，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，对小球B研究，根据力的平衡有 解得 由于小球A保持静止，小球B和A间的距离始终保持不变，电场力不做功，根据功能关系知，拉力对小球B做功 16. 如图，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道A端与水平面相切。质量为的光滑木块从水平面上滑上A再经过B，若在B点速度大小是，到B点对轨道的压力恰好为零，g取，求 （1）轨道半径的大小； （2）木块经A点时对轨道的压力； （3）木块落地点到A点的距离。 【答案】（1）10m；（2）24N，方向竖直向下；（3）20m 【解析】 【详解】（1）木块经B点时，对轨道的压力恰好为零，重力刚好提供向心力，则有 解得轨道半径的大小为 （2）木块由A点到B点，根据机械能守恒定律可得 解得 在A点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，木块经A点时对轨道的压力大小为24N，方向竖直向下。 （3）木块离开B点后做平抛运动，则竖直方向有 水平方向有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $