内容正文:
高一第二阶段性训练
物理学科试卷
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 一质量为的雨滴,落地时速度的大小为5m/s,此时雨滴的动能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据动能公式
可得
故选 D。
2. “静电章鱼”是一种基于静电原理的科学实验现象。用毛巾分别摩擦塑料丝和塑料棒,使两者都带上电荷,然后将塑料丝向上抛起,把塑料棒置于塑料丝下方,能够观察到塑料丝宛如“章鱼”在空中漂浮。下列说法正确的是( )
A. 塑料棒与塑料丝带有异种电荷
B. 毛巾与塑料丝摩擦后带有异种电荷
C. 毛巾与塑料丝摩擦过程中创造了电荷
D. 塑料丝会张开是因为受到塑料棒对它的吸引力
【答案】B
【解析】
【详解】A.塑料丝与塑料棒分别与同一毛巾摩擦后带上同种电荷,相互排斥,并非异种电荷,故A错误;
B.毛巾与塑料丝摩擦,二者带上等量异种电荷,故B正确;
C.摩擦起电是电荷的转移,并非创造电荷,故C错误;
D.塑料丝张开是因为同种电荷相互排斥,而非受到塑料棒的吸引力,故D错误。
故选B。
3. 如图,在羽毛球比赛中,羽毛球被斜向上击出,经过轨迹的最高点后落至右边的点。若羽毛球可视为质点,忽略空气阻力,则在比赛过程中,下列说法错误的是( )
A. 羽毛球击出后只受到自身重力
B. 羽毛球在最高点处的速度方向一定水平
C. 羽毛球在最高点处的加速度最小
D. 测出最高点的离地高度与间的水平距离,就可以测出羽毛球的水平速度大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.羽毛球离开球拍后,忽略空气阻力,所受的力只有重力,故A正确;
B.斜抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀变速运动,最高点处竖直分速度为0,合速度只有水平分量,速度方向水平,故B正确;
C.由牛顿第二定律,对羽毛球有,得加速度大小;加速度大小在整个运动过程中保持不变,并非在点最小,故C错误;
D.设点离地高度为,的水平距离为。由竖直方向的匀变速直线运动位移公式(初速度为0)得
解得
水平方向做匀速运动,由水平方向位移关系得
所以
可见测得和,即可确定水平速度,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
4. 如图所示,金属导体棒原来不带电,现将一电荷q放置在其左侧某处,金属棒上感应电荷在其中心O处产生的场强大小为,电荷q在O处产生的场强大小为,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D. 不能确定
【答案】A
【解析】
【详解】由于导体棒处于静电平衡,导体棒的中心O处电场强度为零。导体棒上的感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度与正电荷在该处产生的电场强度等大、反向,即和的大小关系为
故选A。
5. 现代物理学推测,电场力和万有引力同源,它们的性质非常相似。氢原子示意图如图所示,电子在库仑力的作用下绕着质子转动,其中一条轨道为椭圆,由此可知( )
A. 质子处在椭圆的一个焦点上
B. 电子距离质子越远,速度越小
C. 电子绕质子运动的速度大小不变
D. 在不同的轨道上,电子、质子的连线在单位时间内扫过的面积相等
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电子绕着质子在椭圆轨道上运动,类似于行星绕太阳运动,质子处在椭圆的一个焦点上,故A正确;
BC.根据开普勒第二定律,行星绕太阳运动时,距离太阳越远,速度越小,类比可得电子距离质子越远,速度越小,距离质子越近,速度越大,故B正确,C错误;
D.类比开普勒第二定律,可得在不同的轨道上,电子、质子的连线在单位时间内扫过的面积不相等,故D错误。
故选AB。
6. 由于“神舟二十号”飞船的舷窗出现贯穿性裂纹,2025年11月14日傍晚,神舟二十号乘组指令长陈冬与队员陈中瑞、王杰,搭乘“神舟二十一号”返回舱稳稳着陆于东风着陆场。如图所示是空间站和“神舟二十一号”飞船绕地球运动的轨道示意图,二者均沿顺时针方向运动。下列说法正确的是( )
A. “神舟二十一号”的加速度比空间站的加速度大
B. “神舟二十一号”的运行周期比空间站大
C. “神舟二十一号”要对接空间站,须向前喷气
D. “神舟二十一号”运行时动能比空间站大
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律可得
解得
由此可知,半径越小,加速度越大,“神舟二十一号”的加速度比空间站的加速度大,故A正确;
B.根据万有引力提供向心力
可得
由此可知,轨道半径越大,周期越大,则“神舟二十一号”的运行周期比空间站小,故B错误;
C.“神舟二十一号”要与空间站对接,如果向运动方向喷气时,“神舟二十一号”速度减小会向内轨道变轨不会实现对接,故C错误;
D.由于空间站与“神舟二十一号”的质量大小未知,因此无法比较动能,故D错误。
故选A。
7. 某电场的电场线分布如图中实线所示,一带电粒子只在静电力作用下沿图中虚线所示的路径运动,先后通过M点和N点。下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在M、N点的加速度大小关系为aM>aN
C. M、N点的电场强度大小关系为EM>EN
D. 粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN
【答案】D
【解析】
【详解】A.虽然静电力的方向确定,但因电场线的方向不确定,故电荷的电性不确定,带电粒子可能带正电,不是一定带正电,故A错误;
BC.电场线的疏密表示电场强度大小,M处电场线比N处电场线疏,可知M点的电场强度小于N点的电场强度,又根据牛顿第二定律,可知粒子在M点的加速度较小,故BC错误;
D.由电场线和粒子运动的轨迹及粒子运动的速度v和静电力F的方向关系(如图)可知,在粒子从M点运动到N点的过程中,速度v和静电力F的夹角为锐角,静电力做正功,动能增加,所以粒子加速,可知粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN,故D正确;
故选D。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 随着低空经济的发展,无人机的应用场景更加广泛。如图所示,大载重量无人机悬停在空中,通过绳索以拉力竖直吊起货物,货物相对无人机向上匀速运动,考虑空气阻力,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物机械能守恒
B. 拉力和重力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量
C. 货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量
D. 拉力和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意可知,货物向上匀速运动,货物的动能不变,重力势能增加,所以机械能增加,故A错误;
B.由于需要考虑空气阻力,根据动能定理可知,拉力、重力和空气阻力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量,故B错误;
C.根据功能关系可知,货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量,故C正确;
D.根据功能关系可知,除了重力之外的其他力所做的功之和等于机械能的变化,所以拉力和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量,故D正确。
故选CD。
9. 物理与生活息息相关,以下是教材中的几幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中离心机分离血液时,是由于血液受到离心力作用而分离
B. 图2中火车在倾斜轨道上转弯时,内轨可能不受车轮的侧向挤压
C. 图3为静电除尘装置的示意图,粉尘被吸附到正极A上
D. 图4为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走加油枪上的静电
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物体做离心运动是由于提供的力小于做圆周运动需要的向心力,从而使物体做离心运动,实际上不存在离心力这个力,故A错误;
B.图中火车在倾斜轨道上转弯时,若其速度大于或等于规定的速度,则内轨不受车轮的侧向挤压,故B正确;
C.图3为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在两板A上,故C正确;
D.图4为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走人身上的静电,故D错误;
故选 BC。
10. 质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v,则( )
A. 启动后汽车做匀加速直线运动 B. 汽车受到的阻力为
C. 汽车受到的阻力 D. 当车速为时,汽车的瞬时加速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.汽车在额定功率下运动,根据,
可知,汽车做加速度减小的变加速运动,当牵引力等于阻力时,速度达到最大后做匀速运动,故A错误;
BC.汽车达到最大速度时,动力与阻力平衡,则由
可得,故B错误,C正确;
D.当牵引力和阻力大小相等时,速度最大,此时
那么当汽车的车速为时,牵引力
加速度,故D正确。
故选CD。
三、实验题(共16分)
11. 18世纪,库仑设计扭秤装置探究电荷间相互作用规律。其装置核心是一根弹性金属丝悬挂绝缘横杆,杆的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡。另有一个与A相同的带电小球C插于玻璃罩内合适位置。
(1)实验时,通过旋转顶部旋钮M改变带电小球间距,利用金属丝扭转角度衡量电荷间作用力大小。实验数据记录如下:
实验序号
两小球间距(单位:m)
金属丝扭转角度(单位:)
1
2
36
2
4
9
3
6
4
已知在该装置中,金属丝扭转角度与两小球间库仑力成正比。根据上述数据,推导库仑力与两小球间距__________(填“成正比”或“不成正比”)
(2)若保持间距不变,仅将其中小球电荷量增加为原来的两倍,预计金属丝扭转角度将__________(填“增大”或“减小”);
(3)这一实验中用到了下列哪些方法__________。
A. 微小量放大法 B. 逐差法
C. 极限法 D. 控制变量法
【答案】(1)不成正比
(2)增大 (3)AD
【解析】
【小问1详解】
由题意可知金属丝扭转角度与两小球间库仑力成正比,即
三次实验中均为定值144,说明,结合得,故库仑力与两小球间距不成正比;
【小问2详解】
根据库仑力的规律,两球间距不变,其中一个小球电荷量增大为原来的两倍,库仑力也增大为原来的两倍;由于金属丝扭转角度与两小球间库仑力成正比,因此金属丝扭转角度会增大;
【小问3详解】
库仑扭秤将微小的库仑力转化为明显可观测的金属丝扭转角度,用到了微小量放大法;探究库仑力与距离、电荷量的关系时,分别控制一个变量不变,研究另一个变量的影响,用到了控制变量法。
故选AD。
12. 如图(甲)所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律。
(1)供实验选择的重物有以下四个,应选择 。
A. 质量为10g的砝码 B. 质量为50g的塑料球
C. 质量为200g的木球 D. 质量为200g的铁球
(2)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图(乙)所示。
图(乙)中O点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,为验证重物对应O点和F点机械能是否相等,并使数据处理简便,应测量O、F两点间的距离h1和____、____两点间的距离h2。
(3)已知重物质量为m,打点计时器打点周期为T,从O点到F点的过程中重物动能的增加量____(用本题所给字母表示)。
(4)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响。他测出各计数点到起始点O的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出图线,如图(丙)所示。已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为____%(保留两位有效数字)。
【答案】(1)D (2) ①. E ②. G
(3)
(4)1.0
【解析】
【小问1详解】
为了减小空气阻力的影响,重物应选用体积小、质量大的物体。
故选D。
【小问2详解】
[1][2]验证重物对应O点和F点机械能是否相等,由
可知需要计算出F点的瞬时速度,根据
可知应测量O、F两点间的距离h1和E、G两点间的距离h2。
【小问3详解】
打F点时,重物的速度大小为
从O点到F点的过程中重物动能的增加量为
【小问4详解】
根据动能定理可得
整理可得
可知图像的斜率为
解得
则重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为
四、解答题(共38分)
13. 把质量为m的带负电的小球A用绝缘细绳吊起来,带电量QA。若将带电量QB小球B靠近A,当A静止时细绳与竖直方向间夹角为θ,两个带电体恰在同一高度。求:
(1)B球带何种电荷;
(2)A球所受的静电力;
(3)A、B两球之间的距离是多少。
【答案】(1)B球带正电
(2),方向水平向右
(3)
【解析】
【小问1详解】
AB两球相互吸引,A带负电,故B球带正电;
【小问2详解】
对A受力分析可知,A受重力、拉力、静电力,则有
静电力的方向水平向右;
【小问3详解】
根据库仑定律有
解得
14. 如图所示,长为的细线,一端拴一质量为的小球(视为质点),另一端固定于点,让小球在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度取,,。当细线与竖直方向的夹角是时,求:
(1)细线的拉力的大小;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)若细线能承受的最大拉力是,则细线恰好拉断时小球做匀速圆周运动的角速度是多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在水平面内做匀速圆周运动,竖直方向加速度为0,拉力的竖直分量与重力平衡。小球受力及水平圆周运动半径的关系如图所示。
由竖直方向平衡条件得
所以
【小问2详解】
由圆锥摆的几何关系得
小球水平方向的合力提供向心力,由牛顿第二定律得
由小问1得,代入得
【小问3详解】
细线恰好拉断时取
由竖直方向平衡条件得
所以
整理得,由圆锥摆的几何关系得
匀速圆周运动的向心加速度为
水平方向的合力提供向心力,由牛顿第二定律得
所以
15. 如图所示,在竖直平面内有一个四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上,圆心为点,在水平方向,其半径,轨道的最低点距地面的高度。一质量的小滑块从轨道的最高点由静止开始滑下,到达轨道底端点的速度。滑块离开轨道后做平抛运动,落到地上的点。不计空气阻力,重力加速度。求
(1)小滑块从点运动到点所经历的时间;
(2)小滑块落地点与点的水平距离;
(3)小滑块从点运动到点的过程中,滑块克服摩擦力所做的功;
(4)若不考虑阶段的摩擦力及全过程的空气阻力,试分析滑块从轨道上某点由静止释放时离水平桌面高度与水平距离的关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
从到,根据平抛运动规律,竖直方向有
解得小滑块从点运动到点所经历的时间;
【小问2详解】
从到,根据平抛运动规律,水平方向有
解得小滑块落地点与点的水平距离;
【小问3详解】
从到,根据动能定理有
解得,故滑块克服摩擦力做功;
【小问4详解】
滑块从离水平桌面高度的轨道某点下滑至点,根据动能定理有
竖直方向有
水平位移
解得。
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高一第二阶段性训练
物理学科试卷
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 一质量为的雨滴,落地时速度的大小为5m/s,此时雨滴的动能是( )
A. B.
C. D.
2. “静电章鱼”是一种基于静电原理的科学实验现象。用毛巾分别摩擦塑料丝和塑料棒,使两者都带上电荷,然后将塑料丝向上抛起,把塑料棒置于塑料丝下方,能够观察到塑料丝宛如“章鱼”在空中漂浮。下列说法正确的是( )
A. 塑料棒与塑料丝带有异种电荷
B. 毛巾与塑料丝摩擦后带有异种电荷
C. 毛巾与塑料丝摩擦过程中创造了电荷
D. 塑料丝会张开是因为受到塑料棒对它的吸引力
3. 如图,在羽毛球比赛中,羽毛球被斜向上击出,经过轨迹的最高点后落至右边的点。若羽毛球可视为质点,忽略空气阻力,则在比赛过程中,下列说法错误的是( )
A. 羽毛球击出后只受到自身重力
B. 羽毛球在最高点处的速度方向一定水平
C. 羽毛球在最高点处的加速度最小
D. 测出最高点的离地高度与间的水平距离,就可以测出羽毛球的水平速度大小
4. 如图所示,金属导体棒原来不带电,现将一电荷q放置在其左侧某处,金属棒上感应电荷在其中心O处产生的场强大小为,电荷q在O处产生的场强大小为,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D. 不能确定
5. 现代物理学推测,电场力和万有引力同源,它们的性质非常相似。氢原子示意图如图所示,电子在库仑力的作用下绕着质子转动,其中一条轨道为椭圆,由此可知( )
A. 质子处在椭圆的一个焦点上
B. 电子距离质子越远,速度越小
C. 电子绕质子运动的速度大小不变
D. 在不同的轨道上,电子、质子的连线在单位时间内扫过的面积相等
6. 由于“神舟二十号”飞船的舷窗出现贯穿性裂纹,2025年11月14日傍晚,神舟二十号乘组指令长陈冬与队员陈中瑞、王杰,搭乘“神舟二十一号”返回舱稳稳着陆于东风着陆场。如图所示是空间站和“神舟二十一号”飞船绕地球运动的轨道示意图,二者均沿顺时针方向运动。下列说法正确的是( )
A. “神舟二十一号”的加速度比空间站的加速度大
B. “神舟二十一号”的运行周期比空间站大
C. “神舟二十一号”要对接空间站,须向前喷气
D. “神舟二十一号”运行时动能比空间站大
7. 某电场的电场线分布如图中实线所示,一带电粒子只在静电力作用下沿图中虚线所示的路径运动,先后通过M点和N点。下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在M、N点的加速度大小关系为aM>aN
C. M、N点的电场强度大小关系为EM>EN
D. 粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 随着低空经济的发展,无人机的应用场景更加广泛。如图所示,大载重量无人机悬停在空中,通过绳索以拉力竖直吊起货物,货物相对无人机向上匀速运动,考虑空气阻力,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物机械能守恒
B. 拉力和重力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量
C. 货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量
D. 拉力和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量
9. 物理与生活息息相关,以下是教材中的几幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中离心机分离血液时,是由于血液受到离心力作用而分离
B. 图2中火车在倾斜轨道上转弯时,内轨可能不受车轮的侧向挤压
C. 图3为静电除尘装置的示意图,粉尘被吸附到正极A上
D. 图4为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走加油枪上的静电
10. 质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v,则( )
A. 启动后汽车做匀加速直线运动 B. 汽车受到的阻力为
C. 汽车受到的阻力 D. 当车速为时,汽车的瞬时加速度为
三、实验题(共16分)
11. 18世纪,库仑设计扭秤装置探究电荷间相互作用规律。其装置核心是一根弹性金属丝悬挂绝缘横杆,杆的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡。另有一个与A相同的带电小球C插于玻璃罩内合适位置。
(1)实验时,通过旋转顶部旋钮M改变带电小球间距,利用金属丝扭转角度衡量电荷间作用力大小。实验数据记录如下:
实验序号
两小球间距(单位:m)
金属丝扭转角度(单位:)
1
2
36
2
4
9
3
6
4
已知在该装置中,金属丝扭转角度与两小球间库仑力成正比。根据上述数据,推导库仑力与两小球间距__________(填“成正比”或“不成正比”)
(2)若保持间距不变,仅将其中小球电荷量增加为原来的两倍,预计金属丝扭转角度将__________(填“增大”或“减小”);
(3)这一实验中用到了下列哪些方法__________。
A. 微小量放大法 B. 逐差法
C. 极限法 D. 控制变量法
12. 如图(甲)所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律。
(1)供实验选择的重物有以下四个,应选择 。
A. 质量为10g的砝码 B. 质量为50g的塑料球
C. 质量为200g的木球 D. 质量为200g的铁球
(2)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图(乙)所示。
图(乙)中O点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,为验证重物对应O点和F点机械能是否相等,并使数据处理简便,应测量O、F两点间的距离h1和____、____两点间的距离h2。
(3)已知重物质量为m,打点计时器打点周期为T,从O点到F点的过程中重物动能的增加量____(用本题所给字母表示)。
(4)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响。他测出各计数点到起始点O的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出图线,如图(丙)所示。已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为____%(保留两位有效数字)。
四、解答题(共38分)
13. 把质量为m的带负电的小球A用绝缘细绳吊起来,带电量QA。若将带电量QB小球B靠近A,当A静止时细绳与竖直方向间夹角为θ,两个带电体恰在同一高度。求:
(1)B球带何种电荷;
(2)A球所受的静电力;
(3)A、B两球之间的距离是多少。
14. 如图所示,长为的细线,一端拴一质量为的小球(视为质点),另一端固定于点,让小球在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度取,,。当细线与竖直方向的夹角是时,求:
(1)细线的拉力的大小;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)若细线能承受的最大拉力是,则细线恰好拉断时小球做匀速圆周运动的角速度是多少。
15. 如图所示,在竖直平面内有一个四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上,圆心为点,在水平方向,其半径,轨道的最低点距地面的高度。一质量的小滑块从轨道的最高点由静止开始滑下,到达轨道底端点的速度。滑块离开轨道后做平抛运动,落到地上的点。不计空气阻力,重力加速度。求
(1)小滑块从点运动到点所经历的时间;
(2)小滑块落地点与点的水平距离;
(3)小滑块从点运动到点的过程中,滑块克服摩擦力所做的功;
(4)若不考虑阶段的摩擦力及全过程的空气阻力,试分析滑块从轨道上某点由静止释放时离水平桌面高度与水平距离的关系。
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