精品解析:江西新余市实验中学2026-2027学年高二上学期第一次阶段考试物理试题
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内容正文:
高二年级物理第一次统考试卷
考试时间:75分钟;总分:100分
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列运动中,运动物体受到的合力不是恒力的是( )
A. 匀加速直线运动 B. 平抛运动
C. 自由落体运动 D. 匀速圆周运动
2. 如图所示,小明投篮时,抛出篮球的初速度大小为v0,仰角为θ。篮球刚好垂直撞击在篮板上,撞击速度为( )
A. v0sinθ B. v0cosθ C. v0tanθ D.
3. 如图所示,Ⅰ和Ⅱ分别为神舟二十号飞船的近地圆轨道、椭圆变轨轨道,Ⅲ为天和核心舱运行圆轨道,P、Q为变轨点。不计阻力,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,下列选项正确的是( )
A. 速率增大,机械能增大 B. 速率减小,机械能减小
C. 速率增大,机械能不变 D. 速率减小,机械能不变
4. 质量为m的物体,在水平面上以初速度v0开始滑动,经距离d时,速度减为。物体与水平面各处的动摩擦因数相同,则(重力加速度为g)( )
A. 物体与水平面间的动摩擦因数为
B. 克服摩擦力做的功为
C. 物体再前进便停止
D. 要使物体前进总距离为2d,其初速度应为
5. 如图所示,竖直平面内光滑圆弧轨道半径为,等边三角形的边长为,顶点恰好位于圆周最低点,是边的中垂线。在、两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为带电荷量为的小球由圆弧的最高点处静止释放,到最低点时速度为。不计对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为,则( )
A. 间的电势差等于点的电势
B. 点电势与点电势不相同
C. 小球对轨道最低点处的压力大小为
D. 点电势为
6. 图甲中直线PQ表示电场中的一条电场线,质量为m、电荷量为−q(q > 0)的带电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动,经过P点时速度为v0,到达Q点时速度减为零,粒子运动的v − t图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. Q点电势高于P点电势 B. P点场强小于Q点场强
C. P、Q两点间的电势差为 D. 带负电的粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能
7. 如图所示,平行板电容器极板与水平面成角放置,充电后与电源断开。有一质量为m、电荷量为q的小球,从极板左侧沿水平方向飞入电场并沿直线飞出,下列推断正确的是( )
A. 小球做匀速直线运动
B. 仅使小球的电荷量加倍,小球依然做直线运动
C. 仅使板间距加倍,小球依然做直线运动
D. 仅使电容器转至水平,小球依然做直线运动
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图,某同学在湖边斜向上抛出一小石块(视为质点),不计空气阻力,石块从出手到落回出手等高位置的过程中,下列说法不正确的是( )
A. 石块的加速度方向没有改变
B. 在轨迹最高点,石块处于平衡状态
C. 在轨迹最高点,石块重力的瞬时功率为0
D. 石块的机械能先增加后减少
9. 一带电体周围的电场线分布如图实线所示,图中虚线表示等势面,、是不同等势面上的两点。将一负点电荷分别放在、两点,、两点的电场强度大小分别为、,该点电荷在、两点受到的静电力大小分别为、,具有的电势能分别为、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
10. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则( )
A. P点的电势将降低
B. 带电油滴的电势能将减少
C. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
D. 若上极板上移,电流流过电流表的方向是从B到A
三、实验题:本大题共2小题,11小题6分,12小题10分,共16分。
11. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中
(1)用如图1所示的电容器做实验,电容器外壳上面标明的“10V”的含义是___________;
A.电容器的击穿电压为10V B.电容器的额定电压为10V
(2)电流传感器可以像电流表一样测量电流,不同的是反应比较灵敏,可以和计算机相连直接显示电流与时间的变化图像。按如图2所示电路图连接好实验电路,开关与2接通待充电完成后,开关与1接通,电容器通过电阻放电,电容器放电过程中,电流随时间变化的规律如图3所示,计算机可以得出图像所围的区域面积为0.869,电阻为500Ω,直流电源电压恒为2V,该电容器电容为___________(结果保留三位有效数字)(已知图像所围的区域面积为电容器所带电荷量)
12. 现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示。
(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为________mm,长度为________mm。
(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为=________。
(3)某表头满偏电流为1mA、内阻为980
①为了将表头改装成量程为3V的电压表,需要一个阻值为________的电阻与表头串联
②为了将表头改装成量程为50mA的电流表,需要一个阻值约为________的电阻与表头并联
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 在真空中O点放一个固定点电荷,现在M点放一个点电荷,OM的距离,如图所示,()求:
(1)q在M点受到的作用力的大小;
(2)M点的电场强度;
(3)拿走q后M点的电场强度大小。
14. 如图所示的两个串联电阻R1=12 kΩ,R2=36 kΩ,A、B两端的电压保持15 V不变,那么,
(1)若开关S断开,R1、R2两端的电压分别是多少?
(2)如果电压表的内阻是12 kΩ,当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少?
15. 如图,空间中存在水平向右、电场强度大小为E=3.0×103N/C的匀强电场,一长为l=1m的绝缘细线一端系在固定点O,另一端系一质量为m=0.08kg、电荷量为的金属小球(可视为质点)。现将小球拉至水平位置A(细线刚好拉直)并由静止释放,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)O、A两点间的电势差;
(2)小球通过最低点B时细线对小球的拉力大小;
(3)小球在摆动过程中最大速度的大小。
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高二年级物理第一次统考试卷
考试时间:75分钟;总分:100分
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列运动中,运动物体受到的合力不是恒力的是( )
A. 匀加速直线运动 B. 平抛运动
C. 自由落体运动 D. 匀速圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律,若合力为恒力,则加速度的大小和方向均保持恒定。匀加速直线运动的加速度大小、方向均不变,因此合力为恒力,故A错误;
B.平抛运动仅受重力作用,重力大小、方向均恒定,因此合力为恒力,故B错误;
C.自由落体运动仅受重力作用,因此合力为恒力,故C错误;
D.匀速圆周运动的合力为向心力,向心力方向始终指向圆心,方向随运动时刻变化,因此合力不是恒力,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,小明投篮时,抛出篮球的初速度大小为v0,仰角为θ。篮球刚好垂直撞击在篮板上,撞击速度为( )
A. v0sinθ B. v0cosθ C. v0tanθ D.
【答案】B
【解析】
【详解】由于篮球刚好垂直撞击在篮板上,其逆运动为平抛运动,根据平行四边形定则知撞击速度为
v0cosθ
故选B。
3. 如图所示,Ⅰ和Ⅱ分别为神舟二十号飞船的近地圆轨道、椭圆变轨轨道,Ⅲ为天和核心舱运行圆轨道,P、Q为变轨点。不计阻力,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,下列选项正确的是( )
A. 速率增大,机械能增大 B. 速率减小,机械能减小
C. 速率增大,机械能不变 D. 速率减小,机械能不变
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,只有万有引力做负功,则机械能不变,动能减小,即速率减小。
故选D。
4. 质量为m的物体,在水平面上以初速度v0开始滑动,经距离d时,速度减为。物体与水平面各处的动摩擦因数相同,则(重力加速度为g)( )
A. 物体与水平面间的动摩擦因数为
B. 克服摩擦力做的功为
C. 物体再前进便停止
D. 要使物体前进总距离为2d,其初速度应为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.根据动能定理
即克服摩擦力做功为,根据
解得
AB错误;
C.根据动能定理
解得
C正确;
D.根据动能定理
解得
D正确。
故选CD。
5. 如图所示,竖直平面内光滑圆弧轨道半径为,等边三角形的边长为,顶点恰好位于圆周最低点,是边的中垂线。在、两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为带电荷量为的小球由圆弧的最高点处静止释放,到最低点时速度为。不计对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为,则( )
A. 间的电势差等于点的电势
B. 点电势与点电势不相同
C. 小球对轨道最低点处的压力大小为
D. 点电势为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在等量异种电荷形成的电场中,其中垂线与电场线方向相互垂直,因此该中垂线构成一条等势线。由于中垂线延伸至无穷远处时电势为零,故其上各点电势均为零。点C与点D均位于该中垂线上,因此两点电势相等,且均为零。设M点电势为φM,已知C点电势φC=0,则C、M两点电势差为UCM=φC-φM,解得:UCM=-φM。故AB错误;
C.在等边三角形ABC中,小球位于轨道最低点C时,受到两个点电荷的电场力作用。两电场力的水平分量相互抵消,合力方向竖直向下。电场力合力大小为
小球同时受到重力mg和轨道支持力N,方向均竖直。根据牛顿第二定律,在竖直方向有
解得
由牛顿第三定律可知,小球对轨道最低点处的压力大小为,故C正确;
D.对小球从M点运动到C点的过程,应用动能定理得
解得
故D错误。
故选C。
6. 图甲中直线PQ表示电场中的一条电场线,质量为m、电荷量为−q(q > 0)的带电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动,经过P点时速度为v0,到达Q点时速度减为零,粒子运动的v − t图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. Q点电势高于P点电势 B. P点场强小于Q点场强
C. P、Q两点间的电势差为 D. 带负电的粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,带负电的粒子的速度减小,受到向左的电场力,故电场线方向向右,P点电势一定高于Q点电势,故A错误;
B.由图乙可知,P处的加速度大于Q处的加速度,则P处的电场力大于Q处的电场力,故P处的场强大于Q处的场强,故B错误;
C.带电粒子从P点运动到Q点的过程中,由动能定理得
解得P、Q两点间的电势差为
故C正确;
D.负电荷在电势高的地方电势能小,故电荷在P点的电势能一定小于Q点的电势能,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,平行板电容器极板与水平面成角放置,充电后与电源断开。有一质量为m、电荷量为q的小球,从极板左侧沿水平方向飞入电场并沿直线飞出,下列推断正确的是( )
A. 小球做匀速直线运动
B. 仅使小球的电荷量加倍,小球依然做直线运动
C. 仅使板间距加倍,小球依然做直线运动
D. 仅使电容器转至水平,小球依然做直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球做直线运动,则所受的合力沿水平方向,如图所示
合力大小为
恒定,可知小球做匀加速直线运动,故A错误;
B.仅使小球的电荷量加倍,则电场力变大,合力的方向不再水平,则速度与合力方向不再共线,则小球做曲线运动,故B错误;
C.仅使板间距加倍,根据 、 、 联立可得
因电容器带电量不变,则两板场强不变,小球依然做直线运动,故C正确;
D.仅使电容器转至水平,则电场力与重力共线,但是电场力大于重力,则合力向上,则小球不能做直线运动,故D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图,某同学在湖边斜向上抛出一小石块(视为质点),不计空气阻力,石块从出手到落回出手等高位置的过程中,下列说法不正确的是( )
A. 石块的加速度方向没有改变
B. 在轨迹最高点,石块处于平衡状态
C. 在轨迹最高点,石块重力的瞬时功率为0
D. 石块的机械能先增加后减少
【答案】BD
【解析】
【详解】A.石块做斜抛运动,加速度等于重力加速度,则加速度方向没有改变,A正确;
B.在轨迹最高点,石块受重力作用,合力不为零,则不是处于平衡状态,B错误;
C.在轨迹最高点,石块的竖直速度为零,根据PG=mgvy,可知重力的瞬时功率为0,C正确;
D.石块运动时只有重力做功,则石块的机械能守恒,D错误。
此题选择不正确的,故选BD。
9. 一带电体周围的电场线分布如图实线所示,图中虚线表示等势面,、是不同等势面上的两点。将一负点电荷分别放在、两点,、两点的电场强度大小分别为、,该点电荷在、两点受到的静电力大小分别为、,具有的电势能分别为、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】AB
【解析】
【详解】因b点等势面较a点密集,可知b点电场线较a点密集,b点场强较大,即,根据F=Eq可知,,沿电场线电势逐渐降低,可知b点电势高于a点,即,负电荷在高电势点的电势能较小,可知。
故选AB。
10. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则( )
A. P点的电势将降低
B. 带电油滴的电势能将减少
C. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
D. 若上极板上移,电流流过电流表的方向是从B到A
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,两板间的距离增大,由于电容器两板间电压不变,根据
可知板间场强减小,而P点与下极板间的距离不变,根据
可知P点与下极板间电势差将减小;下极板接地,即下极板的电势为零,故P点的电势将降低,故A正确;
BC.由题知,带电油滴受重力和电场力的作用,处于平衡状态,故电场力方向竖直向上,因电场方向竖直向下,故油滴带负电;板间场强减小,油滴所受的电场力减小,则油滴将向下运动,电场力做负功,电势能增加,故B错误C正确;
D.两板间的距离增大,根据
可知电容器的电容减小;根据
因电势差不变,则带电量减小,故电容器放电;因电容器上极板带正电,故电流方向由B到A,故D正确。
故选ACD。
三、实验题:本大题共2小题,11小题6分,12小题10分,共16分。
11. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中
(1)用如图1所示的电容器做实验,电容器外壳上面标明的“10V”的含义是___________;
A.电容器的击穿电压为10V B.电容器的额定电压为10V
(2)电流传感器可以像电流表一样测量电流,不同的是反应比较灵敏,可以和计算机相连直接显示电流与时间的变化图像。按如图2所示电路图连接好实验电路,开关与2接通待充电完成后,开关与1接通,电容器通过电阻放电,电容器放电过程中,电流随时间变化的规律如图3所示,计算机可以得出图像所围的区域面积为0.869,电阻为500Ω,直流电源电压恒为2V,该电容器电容为___________(结果保留三位有效数字)(已知图像所围的区域面积为电容器所带电荷量)
【答案】 ①. B ②. 435
【解析】
【详解】(1)[1]电容器外壳上标明的“10V”的含义是值电容器的额定电压为10V。
故选B。
(2)[2]由图3可知,图线的面积为电荷量
电容器电压U等于直流电源电压2V,由电容的公式
12. 现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示。
(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为________mm,长度为________mm。
(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为=________。
(3)某表头满偏电流为1mA、内阻为980
①为了将表头改装成量程为3V的电压表,需要一个阻值为________的电阻与表头串联
②为了将表头改装成量程为50mA的电流表,需要一个阻值约为________的电阻与表头并联
【答案】 ①. (1.844~1.846) ②. 42.40 ③. ④. 2020 ⑤. 20
【解析】
【详解】(1)[1]由图a所示可知,螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm,旋转刻度为
34.5×0.01mm=0.345mm
螺旋测微器示数为
1.5mm+0.345mm=1.845mm
[2]由图所示可知,游标卡尺主尺示数为42mm,游标尺示数为
8×0.05mm=0.40mm
游标卡尺示数为
42mm+0.40mm=42.40mm
(2)[3]根据电阻定律,有
解得
(3)[4] 把电流表改装的电压表需要串联一个分压电阻,串联的电阻阻值为
[5] 把表头改装成50mA的电流表需要并联分流电阻,并联的电阻阻值为
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 在真空中O点放一个固定点电荷,现在M点放一个点电荷,OM的距离,如图所示,()求:
(1)q在M点受到的作用力的大小;
(2)M点的电场强度;
(3)拿走q后M点的电场强度大小。
【答案】(1)
(2),方向从指向
(3)
【解析】
【小问1详解】
先统一单位,
根据库仑定律,点电荷对点电荷的作用力大小满足
代入数据得
【小问2详解】
由电场强度定义,M点的电场强度大小满足,其中为在M点受到的电场力。代入第(1)问结果,得
由于场源电荷,M点的电场强度方向由指向
【小问3详解】
由库仑定律和电场强度定义,点电荷在M点产生的场强满足
取走后,场源电荷和M点的位置均未改变,因此
场强方向由正电荷决定,仍由指向
14. 如图所示的两个串联电阻R1=12 kΩ,R2=36 kΩ,A、B两端的电压保持15 V不变,那么,
(1)若开关S断开,R1、R2两端的电压分别是多少?
(2)如果电压表的内阻是12 kΩ,当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少?
【答案】(1)3.75 V,11.25 V;(2)V,V
【解析】
【分析】
【详解】(1)S断开,R1与R2串联,根据串联电路的电压特点知
(2)当S与C接触时,电压表与R1并联,并联电阻
R并=
则并联支路电压
U并=
同理,当S与D接触时
15. 如图,空间中存在水平向右、电场强度大小为E=3.0×103N/C的匀强电场,一长为l=1m的绝缘细线一端系在固定点O,另一端系一质量为m=0.08kg、电荷量为的金属小球(可视为质点)。现将小球拉至水平位置A(细线刚好拉直)并由静止释放,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)O、A两点间的电势差;
(2)小球通过最低点B时细线对小球的拉力大小;
(3)小球在摆动过程中最大速度的大小。
【答案】(1)3000V;(2)1.2N;(3)m/s
【解析】
【详解】(1)由匀强电场电势差与电场强度的关系得
(2)由动能定理
由牛顿第二定律
解得
(3)建立等效重力场,等效重力的方向与水平方向成α角
解得
则在等效最低点C点时,小球的速度最大,由动能定理
解得
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