精品解析：山东省聊城市第三中学2024-2025学年高一下学期第二次月考物理试题

2024 级高一下学期第二次质量检测 物理 一 、单选题（本大题共5小题，共15分） 1. 下述各场景中，物体（或人）的机械能可看作守恒的是（ ） A. 飘落的树叶 B. 乘扶梯匀速上升的顾客 C. 一个做斜抛运动的铁球 D. 竖直平面内做匀速圆周运动的钢球 【答案】C 【解析】 【详解】A．飘落的树叶阻力做功不能忽略，则机械能不守恒，选项A错误； B．乘扶梯匀速上升的顾客动能不变，重力势能逐渐变大，则机械能变大，选项B错误； C．一个做斜抛运动的铁球，只有重力做功，阻力影响可忽略，则机械能守恒，选项C正确； D．竖直平面内做匀速圆周运动的钢球，动能不变，重力势能不断变化，机械能不守恒，选项D错误。 故选C。 2. 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. 粒子运动过程中，电场力做正功，电势能减小 B. 若带电粒子带负电，则受到的电场力方向竖直向下 C. 若带电粒子带正电，则电场强度方向一定水平向左 D. 1、2、3三个等势面的电势的关系是φ2＝φ1＋φ3 【答案】A 【解析】 【详解】A．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，选项A正确； BC．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，选项BC错误； D．1、2、3三个等势面均匀分布，故电势的关系是 φ2＝（φ1＋φ3） 选项D错误； 故选A。 【点睛】本题是轨迹问题，首先根据轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受的电场力方向，画电场线是常用方法． 3. 在如图所示的四种电场中，分别标记有、两点。其中、两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC．根据电场强度方向沿电场线的切线方向，电场线的疏密表示场强大小，可看出非匀强电场中的a、b两点电场强度大小不相同，但是方向相同，则电场强度不同，故AC不符合题意； B．a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故B不符合题意； D．平行金属板内部是匀强电场，a、b两点的电场强度相同，故D符合题意。 故选D。 4. 2021年5月7日，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将遥感三十号08组卫星发射升空并进入预定轨道，在卫星发射过程中，火箭先将卫星发射进入绕地球运行的较低圆形轨道1.然后在P点使卫星进入椭圆形的转移轨道2，再在椭圆轨道的远地点Q使卫星进入较高的圆形轨道3.则下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2和轨道3经过Q点的速度相等 B. 卫星在轨道1的速度小于在轨道3的速度 C. 卫星在轨道1的机械能小于在轨道3的机械能 D. 卫星在轨道1经过P点的加速度大于在轨道2经过P点的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星从低轨道2变轨到高轨道3时，需要在Q点加速，所以卫星在轨道2上经过Q点的速度小于轨道3上经过Q点的速度，故A错误； B．卫星在轨道1和轨道3上做匀速圆周运动，由万有引力提供做圆周运动的向心力，有 整理有 所以轨道半径越大，卫星运行的线速度越小，故B错误； C．卫星从轨道2变轨到轨道3需要在Q点加速，即卫星在轨道3和2上的Q点的势能相同，但轨道3上的Q点的动能大于轨道2上Q点的动能，即卫星在轨道2的机械能小于在轨道3的机械能；同理，卫星在轨道1的机械能小于在轨道2的机械能，即卫星在轨道1的机械能小于在轨道3的机械能，故C正确； D．卫星的加速度由万有引力产生，有 整理有 因为，卫星在轨道1上经过P点和轨道2经过P点时，距离中心天体的距离相同，又是同一个中心天体，所以卫星在轨道1经过P点的加速度等于在轨道2经过P点的加速度，故D错误。 故选C。 5. 一带负电的粒子仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，图线刚好是半个周期正弦曲线，下列说法正确的是（　　） A. 电场力先做正功后做负功 B. 、处的电场强度相同 C. 粒子在处的加速度小于在处的加速度 D. 处的电势小于处的电势 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，粒子的电势能先增大后减小，则电场力先做负功后做正功，故A错误； B．根据图像的切线斜率绝对值表示电场力大小，结合对称性可知，粒子在、处受到的电场力大小相等，方向相反，则、处的电场强度大小相等，方向相反，故B错误； C．根据图像的切线斜率绝对值表示电场力大小，可知粒子在处受到的电场力大于在处受到的电场力，则粒子在处的加速度大于在处的加速度，故C错误； D．由图像可知，粒子在处的电势能大于在处的电势能，根据 由于粒子带负电，则处的电势小于处的电势，故D正确。 故选D。 二 、多选题（本大题共3小题，共12分） 6. 两个相同的金属小球（可看作点电荷），带电量之比为1∶7，在真空中相距为r，相互间的库仑力为F，现将两小球相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能变为（　　） A. 9F B. C. 16F D. 【答案】BD 【解析】 【详解】开始时两电荷间的库仑力为 若两电荷带同种电荷，则接触后各带电量为4q，则库仑力 若两电荷带异种电荷，则接触后各带电量为3q，则库仑力 故选BD。 7. 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则该电场的场强是（　　） A. 方向与y轴负方向的夹角为30° B. 方向与y轴负方向的夹角为60° C. 大小为200V/m D. 大小为200V/m 【答案】AD 【解析】 【详解】的中点的电势为3V，将点与点连接，如图 电场线与等势线垂直，根据几何关系得： 设电场方向与轴正方向的夹角为，根据几何关系有： 由图知电场方向与轴负方向的夹角为 则沿电场线方向上的距离： 所以电场强度大小： A. 与分析相符，故A正确； B. 与分析不符，故B错误； C. 与分析不符，故C错误； D. 与分析相符，故D正确． 8. 如图所示，地面上固定一倾角为θ＝37°，高为h的光滑绝缘斜面，斜面置于水平向左的匀强电场中，电场强度大小为，现将一个带正电的物块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，已知物块质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为 B. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为 C. 物块落地的速度大小为 D. 物块落地的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题知，物块受到的电场力，根据平行边形定则，可知合力的大小为，设合力与水平方向的夹角为，则有，解得，即合力的方向与水平夹角为，如图，则小物块沿合力方向做匀加速直线运动，不会沿着斜面下滑。从静止释放到落地的过程中电场力做功为，故A错误，B正确； CD．设落地速度为v，根据动能定理可得，解得，故C错误，D正确。 故选BD。 三 、实验题（本大题共2小题，共26分） 9. 探究向心力大小的表达式的实验装置如图所示。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹筫测力套筒7下降，从而露出标尺8根据标尺8上露出的红白相间的等分标记，可以计算出两个球所受向心力的比值。 （1）该实验中应用了___________（填“理想实验法”、“控制变量法”或“等效替代法”）。 （2）图中所示，若将两个质量相等钢球放在相同距离的挡板处，将传动皮带套在两塔轮半径不相同的圆盘上则是在研究向心力的大小与___________的关系；若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与___________的关系。（均选填“”、“”或“”） （3）用两个质量相等的小球进行实验，调整皮带使左、右两轮的角速度相等，且右边小球的轨道半径为左边小球的3倍时，则左、右两小球的向心力之比为___________。 （4）继续用两个质量相等的小球进行实验，使两轨道的半径相等，转动时发现左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边的9倍，则左、右两小球的角速度之比为___________。 【答案】（1）控制变量法 （2） ①. ②. （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们需要控制m、ω、r中的两个量相同，从而探究F与另一个量的关系，这种方法是物理学中的控制变量法。故该实验中应用了控制变量法。 【小问2详解】 [1] 图中所示，若将两个质量相等钢球放在相同距离的挡板处，则控制了相同，将传动皮带套在两塔轮半径不相同的圆盘上，由 皮带相连半径不同的圆盘边缘的线速度大小相等，圆盘半径不同，则圆盘转动的角速度不同。故研究向心力的大小与ω的关系。 [2] 若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，由 皮带相连半径不同的圆盘边缘的线速度大小相等，圆盘半径相同，则圆盘转动的角速度相同，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，做圆周运动的半径r不同，转动手柄可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与r的关系。 【小问3详解】 根据 用两个质量相等的小球进行实验，调整皮带使左、右两轮的角速度相等，且右边小球的轨道半径为左边小球的3倍时，则左、右两小球的向心力之比为 【小问4详解】 继续用两个质量相等的小球进行实验，使两轨道的半径相等，转动时发现左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边的9倍，则 根据 左、右两小球的角速度之比为 10. 随着科技的进步，机器人服务人类的场景正步入现实生活中。 （1）如图，重力为G的扫地机器人在水平地板上行驶，地板对机器人的支持力为 ，机器人对地板的压力为 ，下列说法正确的是（　　） A. 扫地机器人加速行驶时，大于 B. 扫地机器人匀速行驶时，G与是一对平衡力 C. 扫地机器人在水平地板上无论如何运动，大小和大小总相等 D. 扫地机器人对地板压力的产生是由于地板发生了微小形变 （2）如图所示，擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动。已知F为机器人除重力外的其他力的合力，则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析不可能的是（　　） A. B. C. D. （3） 刀削面机器人问世后大大减轻了人的劳动力，它每次削出的面条质量相同。设从同一位置依次削出三块面条，分别落在水面上A、B、C三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，面条被削离后可视为平抛运动，下列说法正确的是（　　） A. 三块面条被削离时速度相等 B. 三块面条被削离时的动量相等 C. 落在A点的小面条在空中运动时间最短 D. 三块面条落在水面时重力的功率相等 （4）如图（a）所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊运动，图（b）是该机器人在某段时间内的位移一时间图像（后10s的图线为曲线，其余为直线）。以下说法正确的是（　　） A. 0~10s内，机器人做匀加速直线运动 B. 10s~30s内，机器人的平均速度大小为0.35m/s C. 机器人在0~30s内的位移为0 D. 20s~30s内，机器人的运动轨迹为曲线 【答案】（1）C （2）D （3）D （4）B 【解析】 【小问1详解】 AC．机器人在水平地面上缓慢行驶，地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上，是地面与机器人的相互作用力，根据牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，故A错误，C正确； B．机器人匀速行驶时，地板对机器人的支持力为和重力G是一对平衡力，故B错误； D．施力物体的形变产生弹力，作用在受力物体上，扫地机器人对地板压力的产生是由于扫地机器人发生了微小形变，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 由题，机器人沿直线A向B运动，速度可能不变，可能增大或减小，故机器人的加速度为0或加速度沿AB直线；则合力方向沿AB直线；根据平行四边形定则，可知ABC图符合，D图不符合； 本题选择不符合的选项，故选D。 【小问3详解】 AC．平抛运动的时间由高度决定，小面落入锅中的过程中，下落高度都相同，根据 可知 故下落时间都相同，水平位移不同，根据x=v0t说明初速度不同，故AC错误； B．三块面条被削离时的动能，由于抛出时初速度不同，故动能不同，故B错误； D．由于下落的时间相同，故三块面条落在水面时竖直方向的速度vy=gt相同，故三块面条落在水面时重力的功率PG=mgvy相等，故D正确； 故选D。 【小问4详解】 A．x-t图像的斜率表示速度，故由图可知在0~10s内，由于图线斜率不变，则机器人的速度不变，故机器人做匀速直线运动，故A错误； B．在10~30s内，机器人的平均速度大小为 ，故B正确； C．由图可知，机器人在0-20s的位移大小为0，0~30s的位移为-2m，故C错误； D．x-t图像只能描述直线运动，机器人的运动轨迹为直线，故D错误。 故选B。 11. 机器人宇航员在某星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律，悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球(可视为质点)由于惯性向前飞出做平抛运动，用频闪数码照相机对小球连续拍摄；在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图乙所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1 : 1，则，根据以上信息完成： （1）小球平抛的初速度为________m/s； （2）推算出该星球表面的重力加速度g0为_______m/s2； （3）图乙中的a点是否为小球做平抛运动的抛出点_______(选填“是”或“否”)； （4）图乙中的b点的速度是_______m/s。(可用根号式表示) 【答案】 ①. 0.8 ②. 8 ③. 是 ④. 【解析】 【详解】（1）[1] 由 可得 则小球平抛的初速度是； （2） [2]根据 可得 则该星球表面的重力加速度为； （3）[3] 由图像可知在连续相等的时间间隔内通过的位移之比为1：3：5，根据初速度为0的匀变速运动，在连续相等的时间间隔内通过的位移之比的规律可知a点是小球的抛出点； （4）[4]小球在b点时的竖直方向的速度为 小球在b点时的速度为 四 、计算题（共12分） 12. 地面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，不可伸长的绝缘细线长为L，上端系于O点，下端系一质量为m、电量为的小球，现将小球在最低点A以一定的初速度水平向左抛出，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，当小球速度最小时，细线与竖直方向的夹角，已知重力加速度为g，求： （1）电场强度的大小； （2）小球在最低点的初速度大小； （3）若抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置B，求A点离地的高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动可知，小球在运动过程中动能最小时仅由重力和电场力的合力提供向心力，由几何关系有 解得 【小问2详解】 当小球速度最小时，由牛顿第二定律有 从最低点到小球速度最小过程中，由动能定理有 联立解得 【小问3详解】 若抛出小球的同时剪断细线，小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上先向左减速再向右加速，水平方向位移为零，设经过t时间落到地面，A点离地的高度为h，则有 ，， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024 级高一下学期第二次质量检测 物理 一 、单选题（本大题共5小题，共15分） 1. 下述各场景中，物体（或人）的机械能可看作守恒的是（ ） A. 飘落的树叶 B. 乘扶梯匀速上升的顾客 C. 一个做斜抛运动的铁球 D. 竖直平面内做匀速圆周运动的钢球 2. 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. 粒子运动过程中，电场力做正功，电势能减小 B. 若带电粒子带负电，则受到的电场力方向竖直向下 C. 若带电粒子带正电，则电场强度方向一定水平向左 D. 1、2、3三个等势面的电势的关系是φ2＝φ1＋φ3 3. 在如图所示的四种电场中，分别标记有、两点。其中、两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 4. 2021年5月7日，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将遥感三十号08组卫星发射升空并进入预定轨道，在卫星发射过程中，火箭先将卫星发射进入绕地球运行的较低圆形轨道1.然后在P点使卫星进入椭圆形的转移轨道2，再在椭圆轨道的远地点Q使卫星进入较高的圆形轨道3.则下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2和轨道3经过Q点的速度相等 B. 卫星在轨道1的速度小于在轨道3的速度 C. 卫星在轨道1的机械能小于在轨道3的机械能 D. 卫星在轨道1经过P点的加速度大于在轨道2经过P点的加速度 5. 一带负电的粒子仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，图线刚好是半个周期正弦曲线，下列说法正确的是（　　） A. 电场力先做正功后做负功 B. 、处的电场强度相同 C. 粒子在处的加速度小于在处的加速度 D. 处的电势小于处的电势 二 、多选题（本大题共3小题，共12分） 6. 两个相同的金属小球（可看作点电荷），带电量之比为1∶7，在真空中相距为r，相互间的库仑力为F，现将两小球相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能变为（　　） A. 9F B. C. 16F D. 7. 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则该电场的场强是（　　） A. 方向与y轴负方向的夹角为30° B. 方向与y轴负方向的夹角为60° C. 大小为200V/m D. 大小为200V/m 8. 如图所示，地面上固定一倾角为θ＝37°，高为h的光滑绝缘斜面，斜面置于水平向左的匀强电场中，电场强度大小为，现将一个带正电的物块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，已知物块质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为 B. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为 C. 物块落地的速度大小为 D. 物块落地的速度大小为 三 、实验题（本大题共2小题，共26分） 9. 探究向心力大小的表达式的实验装置如图所示。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹筫测力套筒7下降，从而露出标尺8根据标尺8上露出的红白相间的等分标记，可以计算出两个球所受向心力的比值。 （1）该实验中应用了___________（填“理想实验法”、“控制变量法”或“等效替代法”）。 （2）图中所示，若将两个质量相等钢球放在相同距离的挡板处，将传动皮带套在两塔轮半径不相同的圆盘上则是在研究向心力的大小与___________的关系；若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与___________的关系。（均选填“”、“”或“”） （3）用两个质量相等的小球进行实验，调整皮带使左、右两轮的角速度相等，且右边小球的轨道半径为左边小球的3倍时，则左、右两小球的向心力之比为___________。 （4）继续用两个质量相等的小球进行实验，使两轨道的半径相等，转动时发现左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边的9倍，则左、右两小球的角速度之比为___________。 10. 随着科技的进步，机器人服务人类的场景正步入现实生活中。 （1）如图，重力为G的扫地机器人在水平地板上行驶，地板对机器人的支持力为 ，机器人对地板的压力为 ，下列说法正确的是（　　） A. 扫地机器人加速行驶时，大于 B. 扫地机器人匀速行驶时，G与是一对平衡力 C. 扫地机器人在水平地板上无论如何运动，大小和大小总相等 D. 扫地机器人对地板压力的产生是由于地板发生了微小形变 （2）如图所示，擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动。已知F为机器人除重力外的其他力的合力，则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析不可能的是（　　） A. B. C. D. （3） 刀削面机器人问世后大大减轻了人的劳动力，它每次削出的面条质量相同。设从同一位置依次削出三块面条，分别落在水面上A、B、C三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，面条被削离后可视为平抛运动，下列说法正确的是（　　） A. 三块面条被削离时速度相等 B. 三块面条被削离时的动量相等 C. 落在A点的小面条在空中运动时间最短 D. 三块面条落在水面时重力的功率相等 （4）如图（a）所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊运动，图（b）是该机器人在某段时间内的位移一时间图像（后10s的图线为曲线，其余为直线）。以下说法正确的是（　　） A. 0~10s内，机器人做匀加速直线运动 B. 10s~30s内，机器人的平均速度大小为0.35m/s C. 机器人在0~30s内的位移为0 D. 20s~30s内，机器人的运动轨迹为曲线 11. 机器人宇航员在某星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律，悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球(可视为质点)由于惯性向前飞出做平抛运动，用频闪数码照相机对小球连续拍摄；在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图乙所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1 : 1，则，根据以上信息完成： （1）小球平抛的初速度为________m/s； （2）推算出该星球表面的重力加速度g0为_______m/s2； （3）图乙中的a点是否为小球做平抛运动的抛出点_______(选填“是”或“否”)； （4）图乙中的b点的速度是_______m/s。(可用根号式表示) 四 、计算题（共12分） 12. 地面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，不可伸长的绝缘细线长为L，上端系于O点，下端系一质量为m、电量为的小球，现将小球在最低点A以一定的初速度水平向左抛出，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，当小球速度最小时，细线与竖直方向的夹角，已知重力加速度为g，求： （1）电场强度的大小； （2）小球在最低点的初速度大小； （3）若抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置B，求A点离地的高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $