2023-2024学年江苏省盐城市响水中学高一下学期期中物理试题

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一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 关于元电荷、电荷与电荷守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A. 元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
B. 元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体是指点电荷
C. 单个物体所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D. 利用静电感应可使任何物体带电，质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，这是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，故A正确；
B．元电荷是带电量的最小单元，大小等于电子的电量，但不是电子，当两个带电体的形状和大小对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，所以体积很小的带电体未必就是点电荷，故B错误；
C．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故C错误；
D．静电感应不能使绝缘体带电，电子和质子所带电荷量相等，但它们的质量不相等，比荷不相等，故D错误。
故选A。
2. 如图所示的自行车，大、小轮半径之比为，A为小轮边缘上的点，为大轮边缘上的点，则自行车行驶时，A、两点的向心加速度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两轮接触带动，可知AB两点线速度相等，根据公式
有
故选A。
3. 如图所示，弹簧下端固定，上端连接一小球静止在光滑斜面上，用一外力沿斜面向下按压小球，弹簧压缩至最大后撤去外力。小球从最低点运动到最高点的过程中（最高点时弹簧处于伸长状态，不考虑往复运动，弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A. 小球重力势能减小B. 弹簧的弹性势能先减小后增大
C. 弹簧的弹力始终对小球做正功D. 小球的加速度先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球高度上升，重力势能增大，A错误；
B．弹簧的形变量先减小后增大，则弹性势能先减小后增大，B正确；
C．弹簧的弹力对小球先做正功，后做负功，C错误；
D．小球受到的合力先向上减小，后向下增大，由牛顿第二定律知，小球的加速度先减小后增大，D错误。
故选B。
4. 如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，O为连线中点，A、B为两点电荷连线的中垂面上两点，且OA=OB.则（ ）
A. A、B两点场强大小相等，方向相反
B. A、B两点场强大小相等，方向相同
C. A、B两点场强大小、方向均不同
D. A、B两点场强大小和方向无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】根据等量异种电荷电场线分布可知，在两电荷连线的垂直平分线上距离中心O点距离相等的A、B两点场强大小相等，方向相同，均水平向右。
故选B。
5. 一列质量为m的磁悬浮列车，以恒定功率P在平直轨道上由静止开始运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设磁悬浮列车行驶过程所受到的阻力保持不变，在时间t过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 磁悬浮列车的加速度不断增大
B. 磁悬浮列车的阻力大小为
C. 磁悬浮列车克服阻力做的功为
D. 磁悬浮列车克服阻力做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
可知，随速度增加，磁悬浮列车的加速度不断减小，选项A错误；
B．达到最大速度时牵引力等于阻力，即F=f，则磁悬浮列车的阻力大小为
选项B错误；
CD．根据动能定理
解得磁悬浮列车克服阻力做的功为
选项C错误，D正确。
故选D。
6. 新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P点，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在P点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ
B. 飞船在Q点的加速度大于在P点的加速度
C. 飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度
D. 飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．飞船在P点应点火减速使飞船做近心运动，从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，A错误；
B．根据
可知，到月心的距离越大，加速度越小，B正确；
C．由
可知，飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度，C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐增大，D错误。
故选BC。
7. 毫秒脉冲星中有一种特殊的类型，由毫秒脉冲星和低质量恒星（伴星）组成的致密双星系统，由于伴星正在被脉冲星强烈的辐射蚕食，天文学家们戏称它们为“黑寡妇”脉冲星假设脉冲星的质量为，转动周期为，引力常量为，脉冲星和伴星的中心距离为，则伴星的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对于脉冲星有
对于伴星有
且
解得伴星的质量为
故选C。
8. 如图所示，小球A固定在绝缘支架上，电荷量为Q、重力为G的小球B用丝线悬挂，A、B均视为点电荷。A、B两小球因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两小球的带电荷量逐渐减小，在电荷量等于零之前，有关悬线对悬点P的拉力T和A、B之间库仑力F的大小，下列说法正确的是（ ）
A. T逐渐增大，F先变大后变小B. T先变大后变小，F逐渐增大
C. T逐渐减小，F逐渐减小D. T保持不变，F逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】以小球B为研究对象，小球受到重力G、A的斥力F和线的拉力T三个力作用，如图所示。作出F、T的合力F′，则由平衡条件得
根据得
在A、B两小球带电荷量逐渐减少的过程中，PQ、PB、G均不变，所以T不变；QB变小，所以F变小。
故选D。
9. 如图所示，虚线为真空中某静电场的等势面，图中相邻等势面间电势差相等，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，M、N、O、P为粒子的运动轨迹与等势线的交点。若粒子仅受电场力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在M、O两点的加速度大小相等
B. 粒子在N、O两点的速度大小相等
C. 粒子运动过程中速度先减小后增大
D. 粒子在N点时的电势能比在P点时的电势能大
【答案】B
【解析】
【详解】A．M点附近等差等势面较密集，则电场强度更大，电场力更大，加速度更大，A错误；
B．N、O两点在同一等势面，则粒子在N、O两点的电势能相等，粒子仅受电场力，则电势能与动能之和保持不变，则粒子在N、O两点的动能相等，速度大小相等，B正确；
C．电场线与等势面垂直，电场力与电场线共线且指向轨迹的凹侧，可知，粒子先加速运动后减速运动，C错误；
D．粒子从P点到O点做加速运动，结合B选项，粒子在N点时的电势能比在P点时的电势能小，D错误。
故选B。
10. 如图所示，在竖直平面内放一光滑的直角杆MON，ON竖直。用长5m的轻绳相连的两小球A和B分别套在杆上，A、B球的质量均为1kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时细绳与竖直方向所成夹角为37。已知，，重力加速度g取10，现突然将力F增大为18N后保持不变，当轻绳方向与竖直方向成53时，下列说法正确的是（ ）
A. 力F做功为24JB. B的重力势能增加了5J
C. A的速度大小为2.4m/sD. A的速度大小为1.8m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于力F增大为18N后保持不变，当轻绳方向与竖直方向从37变成53过程，力F做功为
A错误；
B．当轻绳方向与竖直方向从37变成53过程，B的重力做功为
B的重力势能增加了10J， B错误；
CD．当轻绳方向与竖直方向从37变成53过程，对整体应用动能定理有
同时小球A和B的速度关系有
联立得
C正确，D错误。
故选C。
二、实验题（本题共1小题，共15分）
11. 某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是________。（填选项前字母）
A.直流电源及导线、刻度尺 B.直流电源及导线、天平及砝码
C.交流电源及导线、天平及砝码 D.交流电源及导线、刻度尺
（2）实验中在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，O点为纸带打出的第一个点。已知重物的质量为0.5kg，打点计时器的打点频率为50Hz，取重力加速度大小，纸带上所标数据单位为cm，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量________J，动能增加量________J。（结果均保留三位有效数字）
（3）通过多次实验，某同学发现重力势能的减小量总是________（填“大于”“小于”或“等于”）动能增量，这是由于____________________________造成的。
（4）关于实验误差，下列说法正确的是________。（填选项前字母）
A.重锤质量的称量不准会造成较大误差
B.重锤质量选用得大些，有利于减小误差
C.重锤质量选用得较小些，有利于减小误差
D.先释放重物，后接通电源会造成较大误差
【答案】 ①. D ②. 0.237 ③. 0.233 ④. 大于 ⑤. 存在空气阻力和摩擦阻力 ⑥. BD##DB
【解析】
【详解】（1）[1]图示实验中，必需交流电源供打点计时器工作，还需刻度尺测量纸带上各点间的距离。
故选D
（2）[2]从O点到B点，重物的重力势能减少量
[3]打B点时的速度
则
（3）[4][5]由于存在空气阻力和摩擦阻力，物体重力势能的减小量总是大于动能的增量。
（4）[6]A．该实验中，验证的机械能守恒定律的表达式为
可知质量会被消掉，若重锤质量的称量不准，不会造成较大误差，选项A错误；
BC．重锤质量应选用得大些，这样可减小因摩擦阻力和空气阻力带来的误差，选项B正确，C错误；
D．先释放重物，后接通电源，则在打O点时的速度不为零，会给实验带来较大误差，选项D正确。
故选BD
三、计算题（本题共4小题，共45分.作答时应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能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度g取10，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）物块的线速度大小；
（2）物块的向心加速度大小；
（3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块做匀速圆周运动，有
解得
（2）由于
解得
（3）设物块的质量为m，则
又由于
解得
13. 2021年5月，“天问一号”火星探测器成功登陆火星，同时“天问一号”环绕器在距火星表面高h的轨道运行，已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为，火星视为均质球体，引力常量为G。求：
（1）火星的密度：
（2）“天问一号”环绕器所在轨道的重力加速度大小；
（3）“天问一号”环绕器在轨运行速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）火星表面上的物体由
又
解得
（2）环绕器所在轨道上
解得
（3）由
解得
14. 如图所示，匀强电场中一带正电的点电荷q在恒力F作用下，从A点沿水平方向匀速运动至B点。已知，，q的电荷量为，AB之间的距离，A点电势，，不计点电荷重力。求：
（1）匀强电场场强大小和方向；
（2）q在从A到B的过程中电势能的变化量；
（3）A、B间的电势差及B点电势。
【答案】（1）5N/C，方向与恒力F方向相反；（2）增加；（3）-2V；3V
【解析】
【详解】（1）由题可知，正的点电荷做匀速直线运动，故电场力与恒力F大小相等、方向相反，则有
代入数据解得
场强方向与恒力F方向相反；
（2）从A到B的过程中，电场力做负功，则有
电势能的变化量
（3）AB间的电势差
由
可得
15. 如图所示，竖直平面内固定一个光滑圆弧轨道PQ，O点为圆心，半径为，OQ竖直，Q点与粗糙水平地面相切，圆心角。圆弧轨道左侧有一长度为的水平传送带，传送带沿顺时针转动，传送带上表面与P点高度差为。现在传送带左侧由静止放置一个质量为的可视为质点的滑块A，滑块由P点切进圆弧轨道，最后滑块静止在地面上，已知滑块A与传送带、地面间的动摩因数均为，重力加速度g取10m/s2，，求：
（1）滑块和传送带组成的系统产生的内能；
（2）滑块经过Q点时受到的弹力大小；
（3）滑块A在水平面上滑行距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足
又A沿切线滑入圆轨道，满足
解得
则有
滑块A随传送带做匀加速直线运动
由于
可知传送带匀速运动的速度为
滑块A做匀加速运动的时间为
滑块A相对于传送带的位移大小为
滑块和传送带组成的系统产生的焦耳热
（2）A沿圆轨道滑下，机械能守恒，则有
在Q点有
解得
，
（3）滑块A在地面上运动的过程中，由动能定理有
解得