精品解析：江苏省南通市如皋市新堰中学2024-2025学年高一下学期学情物理试卷

2024-2025学年度第二学期高一物理学情检测四 命题人：审核：高一物理组 一、单选题（每题只有一个选项，共44分） 1. 橡胶棒用毛皮摩擦后，放到验电器上端金属球附近，则（　　） A. 验电器带负电 B. 验电器带正电 C. 用手摸一下金属球后验电器带负电 D. 用手摸一下金属球后验电器带正电 【答案】D 【解析】 【详解】AB．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，放到验电器上端金属球附近，发生静电感应，根据“近异远同”原理，验电器的金属小球将带上正电，验电器的金属箔片会带负电，故AB错误； CD．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，放到验电器上端金属球附近，发生静电感应，用手摸一下金属球的瞬间，电子从金属球转移到手上，拿开橡胶棒后，小球和金箔都带正电，故C错误，D正确。 故选D。 2. 两个等量同种点电荷的电场线如图所示，图中电场线上下左右均对称，点P、Q，点M、N，点R、S关于两点电荷连线的中点O对称，则（ ） A. P、Q两点电场强度相同 B. M、N两点电场强度相同 C. 在两点电荷连线的中垂线上O点电场强度最小 D. 在R点放一个带负电小球，小球会向O点做匀加速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场的矢量叠加可知，P、Q两点电场强度大小相等，方向相反，故A错误； B．根据电场的矢量叠加可知，M、N两点电场强度大小相等，方向相反，故B错误； C．两正点电荷在O点的电场强度大小相等，方向相反，根据电场的矢量叠加可知，O点合电场强度为零，在两正点电荷连线的中垂线上除O点外，电场强度均大于零，故在两点电荷连线的中垂线上O点电场强度最小，故C正确； D．在R点放一个带负电小球，小球受到向下的电场力，小球会向O点运动，由于两正点电荷连线的中垂线上不是匀强电场，小球做的是变加速直线运动，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，真空中a、b两点分别固定电荷量均为的点电荷，c是ab中垂线上的一点，，。若在c点放置一个电荷量为的点电荷，已知静电力常量为k，则c处点电荷受到a、b两处点电荷的库仑力的合力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据力的矢量合成可知 故选A。 4. 如图所示，a为静止在赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。以地心为参考系，关于它们的向心加速度，线速度，下列描述正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题意，根据 得 由于，可知 根据，， 可得 所以 故AB错误； CD．由题意，根据 得 由于，可知 根据，， 可得 所以 故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，一质量为的小球系在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于点处。将小球拉至A处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到点正下方点速度为间的高度差为，则（　　） A. 由到过程合力对小球做的功等于 B. 由到过程小球的重力势能减少 C. 由到过程小球克服弹力做功为 D. 小球到达位置时弹簧的弹性势能大于 【答案】C 【解析】 【详解】A．由A到B过程，重力对小球做的功等于，弹簧的弹力对小球做负功，所以合力对小球做的功小于，A错误； B．小球在下降过程中重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，所以小球的重力势能减少量大于，B错误； C．根据动能定理得 所以由A运动到B小球克服弹力做功为 C正确； D．根据功能关系得小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，D错误。 故选C。 6. 如图所示，水平桌面上有一个质量为m的小木块，在水平拉力的作用下做半径为R的匀速圆周运动。已知小木块与水平桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在运动一周的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦力做功为 B. 摩擦力做功为 C. 摩擦力做功为0 D. 水平拉力做功为0 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．在运动一周的过程中，摩擦力做功为 故A正确，BC错误； D．根据动能定理可得 可得水平拉力做功为 故D错误。 故选A。 7. 两个质量不同的小铁球A和B，分别从高度相同的光滑斜面和光滑圆弧的顶端由静止下滑，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 它们从顶端到底端重力势能的变化量相等 B. 它们到达底部时动能相等 C. 它们到达底部时速率相等 D. 它们下滑到最低点时重力的瞬时功率相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可知两小球质量不同，二者从顶端到底端重力势能的变化量不相等。故A错误； BC．根据 解得 可知两小球到达底部时动能不相等，速率相等。故B错误；C正确； D．根据 可知二者下滑到最低点时重力与速度夹角不同，所以重力的瞬时功率不相同。故D错误。 故选C。 8. 某地区的风速为v，空气的密度为。若使某小型风力发电机转动的风通过的截面积为S，且风能转化为电能的效率为。则发电功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】依题意，由于风速为v，可以理解为单位时间内通过叶片转动圆面的空气柱长度，所以单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为 根据能量的转化与守恒可知，风的一部分动能转化为发电机发出的电能，而发电功率为单位时间内参与能量转化的那一部分动能，所以发电机发电功率为 故ACD错误，B正确。 故选B。 9. “南方小土豆”来东北旅游时，滑雪是深受喜欢的运动项目之一，滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接，质量为的游客从高度为的斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的A点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，下列说法正确的是 （　　） A. 游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B. 游客沿斜面下滑到低端时重力的瞬时功率大小为 C. 水平距离 D. 游客下滑高度一定时，斜面倾角越大，水平距离越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．游客在下滑过程中，摩擦力做负功，机械能减少，故A错误； B．游客在下滑过程中，由于有摩擦力做负功，下滑到底端的速度大小小于，根据 可见游客沿斜面下滑到低端时重力的瞬时功率大小小于，故B错误； CD．滑块从开始下滑到最后停在A点，设斜面投影长度为，斜面底端到A点距离为，由能量关系可知 求得 游客下滑高度h一定时，斜面倾角与水平距离x无关，故C正确，D错误。 故选C。 10. 如图所示，足球被踢出后在空中依次经过a、b、c三点的运动轨迹示意图，b为最高点，a、c两点等高。则足球（　　） A. 从a运动到b的时间大于从b运动到c的 B. 在b点的加速度方向竖直向下 C. 在a点的机械能比在b点的大 D. 在a点的动能与在c点的相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．足球被踢出后，对足球受力分析，足球受到重力和空气阻力，当足球从a运动到b过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下，b运动到c的空气阻力向上，故a运动到b过程中的竖直方向上的加速度大于b运动到c过程中的加速度，a、c两点等高，故从a运动到b的时间小于从b运动到c的，A错误； B．在b点，足球运动方向向右，空气阻力水平向左，故此刻足球的加速度斜向下，B错误； C．由于过程中空气阻力做负功，机械能减少，故在a点的机械能比在b点的大，C正确； D．从a运动到c过程中机械能减少，a、c两点等高重力势能相同，a点的动能比在c点时大，D错误。 故选C。 11. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，一铁球从弹簧的正上方h高处由静止释放。以铁球释放点为原点，竖直向下为正方向，分别用y、Ek和E表示铁球的位移、动能和机械能。不计空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于铁球从释放到最低点的过程中，其Ek − y或E − y图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球接触弹簧前，只有重力做功，机械能守恒，接触弹簧后，弹簧的弹力做负功，机械能减少，设小球质量为m，弹簧的原长为L，则小球的机械能为 ，（0 < y ≤ h） ，（h < y < h + L） 分析上式可知，当0 < y ≤ h时，E – y为水平直线，当h < y < h + L时，E – y为开口向下的抛物线，故AB错误； CD．小球接触弹簧前，只有重力做功，由动能定理得 ，（0 < y ≤ h） 小球接触弹簧后，整个过程中，重力做正功，弹力做负功，由动能定理得 ，（h < y < h + L） 整理上述两式可得 ，（0 < y ≤ h） ，（h < y < h + L） 分析上式可知，当0 < y ≤ h时，Ek − y为过原点的倾斜直线，当h < y < h + L时，Ek − y为开口向下的抛物线，故C正确，D错误； 故选C。 二、简答题（共56分） 12. 实验小组用自由落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图。 （1）下列操作或分析中正确的有______； A. 实验中应选取密度大、体积小的重锤 B. 可以用或计算某点的速度 C. 打点计时器的限位孔必须在同一竖直线上 D. 必须用天平测重锤的质量 （2）实验中，小明同学选出一条清晰的纸带如图所示。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，打点计时器打点的周期为。设重锤的质量为，从打点到打点的过程中，重锤动能的增加量为____；很多实验结果显示，重力势能的减少量略____（填“大于”或“小于”）动能的增加量，原因是__________。 （3）小华同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度以及，根据下表中数据在图中作出图像如图所示： 0.98 1.17 1.37 1.56 1.82 1.95 0.96 1.37 1.88 2.43 3.31 3.80 4.92 7.02 9.63 12.50 15.68 19.48 依据小华同学处理数据的方法，根据图像验证机械能守恒的依据是求出图像的斜率是否近似为____。 【答案】（1）AC （2） ①. ②. 大于 ③. 重锤下落过程克服空气阻力做功 （3）2g 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小阻力的影响，实验时应选取密度大，体积小的重锤，故A正确； B．空气有阻力作用，重锤下落的实际加速度大小小于重力加速度大小，实验中如果利用或计算速度，则即认为物体只受重力则机械能一定守恒，不需要再验证了，故B错误； C．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小摩擦阻力的影响，故C正确； D．根据实验原理，本实验无须测重锤的质量，故D错误。 故选AC； 【小问2详解】 [1]打B点时的速度为 重锤动能的增加量为 [2][3]重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是阻力的影响，重锤下落过程克服空气阻力做功； 【小问3详解】 若机械能守恒，则有 整理可得实验需要验证的机械能守恒的表达式为 根据机械能守恒的表达式可知图像的斜线的斜率为。 13. 如图所示，“神舟”飞船发射过程简化如下：质量为的飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为、远地点为的椭圆轨道上，飞船通过变轨进入预定圆轨道。已知：点距地面的高度为，飞船在预定圆轨道上飞行圈所用时间为，地球表面重力加速度为，地球半径为。求： （1）飞船经过椭圆轨道近地点时的地球引力大小； （2）点距地面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 船经过近地点P时，根据万有引力公式有 在地球表面有 联立解得 【小问2详解】 飞船在预定圆轨道上，由万有引力提供向心力可得 其中周期为 联立解得Q点距地面的高度为 14. 用一长的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时静止在如图所示点，此时细线与铅垂线成（，），试求： （1）该匀强电场的场强； （2）若将电场反向，求小球从该位置摆到最低点过程电场力所做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物体在A点受力平衡，受力如图 根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 若将电场反向，求小球从该位置摆到最低点过程电场力所做的功 15. 如图所示，物块、木板的质量分别为、，可视为质点，木板放在光滑水平面上，木板长。开始时、均静止，某时获得的水平初速度，从板最左端开始运动。已知与间的动摩擦因数为，。 （1）请判断能否从上滑下来，若能，求、分离时的速度大小，若不能，求、最终的速度大小； （2）求、相对运动过程中因摩擦产生的热量。 【答案】（1）不能，均为4m/s （2）24J 【解析】 【小问1详解】 A、B相对运动过程中，由受力分析，根据牛顿第二定律，对A有 解得 对B有 解得 若A不能从B上滑下来，末状态A、B共速。其速度为v，则有 解得， 设A相对B运动的位移为，则 根据运动学公式可得， 联立解得 假设成立，所以A 不能从 B 上滑下来，、最终的速度大小 【小问2详解】 根据功能关系可得、相对运动过程中因摩擦产生的热量为 解得 16. “智勇大冲关”最后一关有如图所示的滑道，冲关者坐上坐垫（冲关过程中人和坐垫不分离）从A点静止开始沿倾斜直轨道滑下，斜道倾角；是一长的水平传送带，B与C两点平滑衔接，A点距传送带垂直距离为，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上一点E。已知：传送带末端距水面高度，坐垫与斜道间动摩擦因数为，坐垫与传送带间动摩擦因数为，冲关者的质量为，坐垫质量忽略不计，，，；求： （1）冲关者到达B点时的速度大小； （2）如果传送带不动，求冲关者落到水面E点与D点的水平距离x； （3）如果传送带速率为沿逆时针方向转动，求冲关者与传送带之间因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）4m/s；（2）0.8m；（3）400J 【解析】 【详解】（1）在斜道上运动时，对人与坐垫分析，由动能定理有 解得 （2）若传送带不动，则从C到D有 解得 从D到E，竖直方向 水平方向 解得 （3）当传送带速度为逆时针转动时，冲关者从C到D过程做匀减速运动，则有 其中 解得 冲关者相对于传送带位移 冲关者与传送带之间因摩擦产生的热量 解得 17. 如图所示，长为L的轻杆一端连接在光滑活动铰链O上，另一端固定一个质量为4m的小球A，穿过固定板光滑小孔P的足够长细线一端连接在小球A上，另一端吊着质量为m的小球B，用水平拉力F拉着小球A，使小球A处于静止状态。这时轻杆与竖直方向夹角为53°，A、P间细线与竖直方向夹角为37°，重力加速度为g，小球均可视为质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）水平拉力F的大小； （2）撤去拉力的一瞬间，小球A的加速度大小； （3）撤去拉力后，小球A摆至最低点时所具有的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在F作用下，A、B均处于静止状态，对A进行受力分析，设杆中弹力为FN，绳中拉力为T，有 以B为研究对象，有 解得 【小问2详解】 撤去F后，A、B沿绳方向加速度相等，即 以A为研究对象，有 以B为研究对象，有 解得 【小问3详解】 当A运动到最低点时，B也到达最低点，此时 在A下摆的过程中，A下降的高度 B下降的高度 在A开始运动至摆到最低点的过程中，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高一物理学情检测四 命题人：审核：高一物理组 一、单选题（每题只有一个选项，共44分） 1. 橡胶棒用毛皮摩擦后，放到验电器上端金属球附近，则（　　） A. 验电器带负电 B. 验电器带正电 C. 用手摸一下金属球后验电器带负电 D. 用手摸一下金属球后验电器带正电 2. 两个等量同种点电荷的电场线如图所示，图中电场线上下左右均对称，点P、Q，点M、N，点R、S关于两点电荷连线的中点O对称，则（ ） A. P、Q两点电场强度相同 B. M、N两点电场强度相同 C. 在两点电荷连线的中垂线上O点电场强度最小 D. 在R点放一个带负电小球，小球会向O点做匀加速直线运动 3. 如图所示，真空中a、b两点分别固定电荷量均为的点电荷，c是ab中垂线上的一点，，。若在c点放置一个电荷量为的点电荷，已知静电力常量为k，则c处点电荷受到a、b两处点电荷的库仑力的合力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，a为静止在赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。以地心为参考系，关于它们的向心加速度，线速度，下列描述正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，一质量为的小球系在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于点处。将小球拉至A处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到点正下方点速度为间的高度差为，则（　　） A. 由到过程合力对小球做的功等于 B. 由到过程小球的重力势能减少 C. 由到过程小球克服弹力做功为 D. 小球到达位置时弹簧的弹性势能大于 6. 如图所示，水平桌面上有一个质量为m的小木块，在水平拉力的作用下做半径为R的匀速圆周运动。已知小木块与水平桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在运动一周的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦力做功为 B. 摩擦力做功为 C. 摩擦力做功为0 D. 水平拉力做功为0 7. 两个质量不同的小铁球A和B，分别从高度相同的光滑斜面和光滑圆弧的顶端由静止下滑，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 它们从顶端到底端重力势能的变化量相等 B. 它们到达底部时动能相等 C. 它们到达底部时速率相等 D. 它们下滑到最低点时重力的瞬时功率相同 8. 某地区的风速为v，空气的密度为。若使某小型风力发电机转动的风通过的截面积为S，且风能转化为电能的效率为。则发电功率为（ ） A. B. C. D. 9. “南方小土豆”来东北旅游时，滑雪是深受喜欢的运动项目之一，滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接，质量为的游客从高度为的斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的A点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，下列说法正确的是 （　　） A. 游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B. 游客沿斜面下滑到低端时重力的瞬时功率大小为 C. 水平距离 D. 游客下滑高度一定时，斜面倾角越大，水平距离越大 10. 如图所示，足球被踢出后在空中依次经过a、b、c三点的运动轨迹示意图，b为最高点，a、c两点等高。则足球（　　） A. 从a运动到b的时间大于从b运动到c的 B. 在b点的加速度方向竖直向下 C. 在a点的机械能比在b点的大 D. 在a点的动能与在c点的相等 11. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，一铁球从弹簧的正上方h高处由静止释放。以铁球释放点为原点，竖直向下为正方向，分别用y、Ek和E表示铁球的位移、动能和机械能。不计空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于铁球从释放到最低点的过程中，其Ek − y或E − y图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、简答题（共56分） 12. 实验小组用自由落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图。 （1）下列操作或分析中正确的有______； A. 实验中应选取密度大、体积小的重锤 B. 可以用或计算某点的速度 C. 打点计时器的限位孔必须在同一竖直线上 D. 必须用天平测重锤的质量 （2）实验中，小明同学选出一条清晰的纸带如图所示。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，打点计时器打点的周期为。设重锤的质量为，从打点到打点的过程中，重锤动能的增加量为____；很多实验结果显示，重力势能的减少量略____（填“大于”或“小于”）动能的增加量，原因是__________。 （3）小华同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度以及，根据下表中数据在图中作出图像如图所示： 0.98 1.17 1.37 1.56 1.82 1.95 0.96 1.37 1.88 2.43 3.31 3.80 4.92 7.02 9.63 12.50 15.68 19.48 依据小华同学处理数据的方法，根据图像验证机械能守恒的依据是求出图像的斜率是否近似为____。 13. 如图所示，“神舟”飞船发射过程简化如下：质量为的飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为、远地点为的椭圆轨道上，飞船通过变轨进入预定圆轨道。已知：点距地面的高度为，飞船在预定圆轨道上飞行圈所用时间为，地球表面重力加速度为，地球半径为。求： （1）飞船经过椭圆轨道近地点时的地球引力大小； （2）点距地面的高度。 14. 用一长的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时静止在如图所示点，此时细线与铅垂线成（，），试求： （1）该匀强电场的场强； （2）若将电场反向，求小球从该位置摆到最低点过程电场力所做的功。 15. 如图所示，物块、木板的质量分别为、，可视为质点，木板放在光滑水平面上，木板长。开始时、均静止，某时获得的水平初速度，从板最左端开始运动。已知与间的动摩擦因数为，。 （1）请判断能否从上滑下来，若能，求、分离时的速度大小，若不能，求、最终的速度大小； （2）求、相对运动过程中因摩擦产生的热量。 16. “智勇大冲关”最后一关有如图所示的滑道，冲关者坐上坐垫（冲关过程中人和坐垫不分离）从A点静止开始沿倾斜直轨道滑下，斜道倾角；是一长的水平传送带，B与C两点平滑衔接，A点距传送带垂直距离为，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上一点E。已知：传送带末端距水面高度，坐垫与斜道间动摩擦因数为，坐垫与传送带间动摩擦因数为，冲关者的质量为，坐垫质量忽略不计，，，；求： （1）冲关者到达B点时的速度大小； （2）如果传送带不动，求冲关者落到水面E点与D点的水平距离x； （3）如果传送带速率为沿逆时针方向转动，求冲关者与传送带之间因摩擦产生的热量Q。 17. 如图所示，长为L的轻杆一端连接在光滑活动铰链O上，另一端固定一个质量为4m的小球A，穿过固定板光滑小孔P的足够长细线一端连接在小球A上，另一端吊着质量为m的小球B，用水平拉力F拉着小球A，使小球A处于静止状态。这时轻杆与竖直方向夹角为53°，A、P间细线与竖直方向夹角为37°，重力加速度为g，小球均可视为质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）水平拉力F的大小； （2）撤去拉力的一瞬间，小球A的加速度大小； （3）撤去拉力后，小球A摆至最低点时所具有的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $