2023-2024學(xué)年山東省泰安市新泰第一中學(xué)老校區(qū)高一（下）期中考試物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年山東省泰安市新泰第一中學(xué)老校區(qū)高一（下）期中考試物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共24分。1.如圖所示，高為h1的書桌放置在水平地面上，質(zhì)量為m的小球從離桌面h2高處由靜止釋放，選桌面為零重力勢能面，重力加速度大小為g，空氣阻力忽略不計，則小球觸地前瞬間的機械能為(

)A.mg(h1+h2)

2.如圖甲所示，中國女排在進行排球訓(xùn)練。如圖乙所示，運動員將排球從a點以速度沿水平方向擊出，之后落到b點，c點在a正下方且b、c位于同一水平面上，a、c高度差為h。假設(shè)排球質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計空氣阻力，關(guān)于排球從a到b的運動，下列說法正確的是(

)

A.做變加速曲線運動

B.飛行時間是hg

C.落到b點時重力的瞬時功率為mgv23.三個帶電小球a、b和c被固定在等邊三角形的三個頂點上，小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則(

)A.a、b的電荷同號，k=32 B.a、b的電荷異號，k=32

C.a、b的電荷同號，k4.如圖所示是兩個等量異種電荷的電場線分布，A、B是電場中的兩點，則(

)

A.左側(cè)帶正電荷 B.A點電勢比B點電勢高

C.A、B兩點電場強度相等 D.正電荷在A點電勢能小于在B點電勢能5.如圖所示，O點正下方固定一帶電量為Q的金屬環(huán)。質(zhì)量為m、帶電量為q的小球用絕緣細線懸掛于O點，小球平衡時與環(huán)中心等高，細線與豎直方向夾角為45°。已知細線長為L，重力加速度為g，靜電力常量為k。則(

)

A.細線拉力大小為mg

B.細線拉力大小為22kQqL26.如圖所示為一電場等勢面的分布情況。虛線為一帶電粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，A、B為軌跡上的兩點，則(

)

A.帶電粒子帶負電

B.帶電粒子在A點的加速度小于B點的加速度

C.帶電粒子在A點的電勢能小于B點的電勢能

D.若帶電粒子由A點靜止釋放，僅在電場力作用下將沿等勢面d運動7.如圖所示，豎直輕彈簧固定在水平地面上，彈簧勁度系數(shù)為k，原長為l。質(zhì)量為m的鐵球由彈簧的正上方h高處自由下落，與彈簧接觸后壓縮彈簧，當(dāng)彈簧的壓縮量為x時，鐵球下落到最低點。不計空氣阻力，重力加速度為g，則此過程中(

)

A.鐵球的最大動能為mgh

B.鐵球減少的機械能為mgx

C.彈簧增加的彈性勢能為m8.我國的火星探測器“天問一號”的發(fā)射過程采用了橢圓形轉(zhuǎn)移軌道，如圖所示為發(fā)射變軌簡圖。已知地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別為r和1.5r，探測器需在地球運行至一個預(yù)先設(shè)定的位置A時發(fā)射，該位置也是橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近日點，在此位置探測器通過火箭點火實施變速，進入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道，沿此軌道到達遠日點B再次變速進入火星公轉(zhuǎn)軌道。下列說法正確的是：

A.探測器由A點大約經(jīng)0.7年才能抵達B點

B.探測器由A點大約經(jīng)0.9年才能抵達B點

C.為完成變軌，探測器在A點需要加速，在B點需要減速

D.為完成變軌，探測器在A、B兩點均需要減速二、多選題：本大題共4小題，共16分。9.如圖甲所示，O、M、N為一條電場線上的三個點，已知OM=ON。一正電荷從O點由靜止釋放，僅在電場力作用下沿直線經(jīng)M點向N點運動，該電荷運動過程中動能Ek隨移動距離x的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法中正確的是A.該電場可能是勻強電場

B.M點的電勢高于N點電勢

C.該電荷在M點的電勢能大于在N點電勢能

D.在OM段與在M10.我國北極黃河站科考隊員在北極附近進行實驗：在冰面以上h高度處，將小鋼球自由釋放，經(jīng)時間t落地。已知地球的半徑為R，萬有引力常量為G。則(

)A.當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?ht2

B.地球的質(zhì)量為2hR2Gt2

11.某人駕駛小型汽車行駛在平直的封閉測試道路上，t=0時刻開始無動力滑行，一段時間后以恒定功率加速行駛，車速達到最大后保持勻速，v?t圖像如圖所示。汽車與人的總質(zhì)量為1×A.汽車行駛中所受阻力大小為2×103N

B.1s～11s內(nèi)汽車的功率為10kW12.如圖所示，輕質(zhì)動滑輪下方懸掛重物A、輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質(zhì)細線豎直。開始時，用手托住B，A靜置于地面上，B距地面高度為h，細線處于拉緊狀態(tài)。釋放后A、B開始運動。已知A、B的質(zhì)量相等，不計一切摩擦和阻力，以地面為零勢能面。從開始運動至B剛要落地過程中，以下關(guān)于A、B的重力勢能EpA、EpB和動能EkA、EkBA. B.

C. D.三、實驗題：本大題共2小題，共12分。13.如圖所示，一小組設(shè)計了以下實驗來探究庫侖定律。在豎直墻上固定一個表面絕緣的壓力傳感器，一個帶電荷量為+Q的金屬小球a緊貼著壓力傳感器置于絕緣水平地面上。另一個帶電荷量也為+?Q的相同小球b置于同一個絕緣水平地面上，a、b間距離為r?(r遠大于小球直徑)，壓力傳感器顯示作用力為0.02N?，F(xiàn)將(1)此時傳感器顯示作用力為________(2)另有一個不帶電的相同小球c?(圖中未畫出)從b右側(cè)向左移動，則c球左側(cè)會感應(yīng)出________電荷(3)將c與b輕觸后把c移走，此時傳感器顯示作用力為________N14.某實驗小組受到阿特伍德機工作原理的啟發(fā)，設(shè)計了一個驗證機械能守恒定律的實驗裝置。如圖甲所示，兩側(cè)共有20個鉤碼(左邊12個、右邊8個)，每個鉤碼的質(zhì)量相同，用輕繩連接后跨在定滑輪兩端，兩側(cè)鉤碼離地足夠高。實驗中，始終保證m左>m右，將遮光片固定在右側(cè)最上面的鉤碼上，此鉤碼位于A處，在遮光條上方距離為L的B處安裝好光電門，并打開電源，松開固定裝置，遮光條向上運動經(jīng)過光電門時顯示擋光時間為t，已知遮光條寬度為d

(1)遮光條到達B處時，鉤碼的速率v(2)遮光條每次釋放的位置不變，將光電門的位置逐漸上移，多次實驗，記錄每次L和t的數(shù)據(jù)，利用圖像處理數(shù)據(jù)，作出的圖像如圖乙所示，若圖像的斜率為(3)將右側(cè)鉤碼逐個加掛在左側(cè)進行多次實驗，遮光條每次均從A處開始運動，可探究系統(tǒng)動能的變化情況，左側(cè)鉤碼越多，遮光條運動L時，系統(tǒng)的動能將

(填“越大”、“越小”、“不變”(4)某同學(xué)突然想到一個問題，若不考慮其它因素，只在左側(cè)不斷增加鉤碼個數(shù)，那么系統(tǒng)的加速度的值會趨于

。(用題中所給物理量的符號表示四、計算題：本大題共4小題，共48分。15.如圖所示，相距10cm的平行金屬板A和B帶有等量異種電荷，兩板之間電場可視為勻強電場，電場強度E=2×104V/m，方向由A板垂直指向B板，電場中C點距(1)C、D(2)現(xiàn)令B板接地(即電勢φB=0(3)將一個電子從C點移動到D點，靜電力做多少功？(

16.如圖所示，空間存在豎直向上的勻強電場，甲、乙兩球用絕緣輕繩連接置于電場中，輕繩與電場線平行。已知甲帶正電且電荷量為q，乙不帶電，甲、乙質(zhì)量分別為m和2m。某時刻由靜止釋放兩球，兩球上升的加速度大小為g3(g為重力加速度的大小)，當(dāng)兩球速度為v0時輕繩突然斷開，求：

(1)

17.如圖所示，木板AB水平固定，斜面體CD固定在木板上，木板右側(cè)與14圓弧軌道BE相切，B為切點；斜面CD光滑、長L=1m，CD與AB間的夾角θ=30°，木板DB段長度l=0.1m，圓弧軌道BE的半徑R=0.2m。物塊甲、乙用跨過輕質(zhì)定滑輪的輕繩連接，甲質(zhì)量M=4kg、乙質(zhì)量m=1kg，開始時乙被按在木板上，甲位于斜面頂端C點，滑輪左側(cè)輕繩豎直、右側(cè)輕繩與CD18.如圖甲所示，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分組成，其中A部分為“

”形平臺，其上表面光滑，上方有一與其等長輕質(zhì)彈簧，彈簧左端固定，右端自然伸長；B部分為質(zhì)量M=1.25kg，長L=3.0m的長木板，其上表面粗糙、下表面光滑；C部分為半徑R=0.9m的豎直光滑半圓軌道，其直徑豎直?，F(xiàn)用質(zhì)量m(1)小物塊運動至Q點時對豎直半圓軌道(2)彈簧壓縮至(3)如圖乙所示，將豎直半圓軌道C向右移動一段距離s后固定，并解除對長木板B的固定。再次將小物塊壓縮彈簧至P點由靜止釋放，小物塊滑上B且恰好未滑下，此后B與C碰撞，小物塊沖上豎直半圓軌道(ⅰ)距離s至少多大；(ⅱ)小物塊沖上豎直半圓軌道C至落地過程中上升的最大高度。

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：以桌面為參考平面，小球在最高點時機械能為E=mgh2

小球下落過程中機械能守恒，則小球落到地面前瞬間的機械能等于在最高點的機械能，為mgh2.故C正確，ABD。

故選：C2.【答案】D

【解析】解：A、排球沿水平方向擊出后只受重力的作用，故排球做平拋運動，為勻變速曲線運動，故A錯誤；

B、根據(jù)平拋運動規(guī)律有h=12gt2，則飛行時間t=2hg，故B錯誤；

CD、由v2=2gh得排球落到b點時豎直方向的速度vy=2gh，根據(jù)瞬時功率公式P=F3.【答案】D

【解析】小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b連線，可知a、b的電荷異號，根據(jù)平衡條件得kra解得q故選D。4.【答案】D

【解析】【分析】

本題主要考查等量異種電荷的電場分布，熟悉其電場特點是解題的關(guān)鍵。由等量異種電荷的電場分布特點得解，由電場線的方向判斷各點電勢的變化；由電場線的疏密判斷電場的強弱；由電勢能的概念得解。

【解答】

A.由等量異種電荷的電場分布特點及電場線的方向可知，左側(cè)源電荷帶負電，故A錯誤；

B.由沿電場線方向電勢降低可知，A點電勢比B點電勢低，故B錯誤；

C.由電場線的疏密可知，A點電場強度小于B點電場強度，故C錯誤；

D.由電勢能的概念可知，由于A點的電勢較低，故正電荷在A點電勢能小于在B點電勢能，故D正確。5.【答案】D

【解析】AB

由平衡條件有Fcos45解得F=由幾何關(guān)系可得，金屬環(huán)圓心到小球的距離為：d由于金屬環(huán)不能看成點電荷，則金屬環(huán)和小球間的靜電力大小：F則細線拉力大?。篎故ABC錯誤；D.根據(jù)題意，由公式

E=Fq故D正確。故選：D。6.【答案】C

【解析】A.由電場方向與等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢，帶電粒子運動軌跡向低電勢方向彎曲，即粒子受到向低電勢方向的電場力，電場力方向與電場方向相同，可知帶電粒子帶正電，故A錯誤；B.等差等勢面越密的地方，電場線越密，電場強度越大，則有E帶電粒子在A點受的電場力大于在B點受的電場力，因此帶電粒子在A點的加速度大于B點的加速度，故B錯誤；C.帶電粒子帶正電，在高電勢位置的電勢能大，在低電勢位置電勢能小，因此帶電粒子在A點的電勢能小于B點的電勢能，故C正確；D.若帶電粒子由A點靜止釋放，僅在電場力作用下將沿低電勢方向運動，不會在等勢面d運動，故D錯誤。故選C。7.【答案】C

【解析】A.根據(jù)題意可知，鐵球下落過程中，當(dāng)鐵球剛接觸彈簧時，由機械能守恒定律可知，此時鐵球的動能為E由于鐵球重力大于彈簧的彈力，則鐵球繼續(xù)加速，則鐵球的最大動能大于

mgh

，故BCD.根據(jù)題意可知，鐵球下落過程中，鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，則鐵球減少的機械能等于彈簧增加的彈性勢能，鐵球下落到最低點，機械能減少量等于鐵球重力勢能的減少量

mgh+x

，則彈簧增加的彈性勢能為

故選C。8.【答案】A

【解析】解：ABr則有rT=1.4所以，從A點抵達B點的時間tABA正確，B錯誤；CD.為完成變軌，在A需做離心運動，上升至更高的軌道上，到達B點，繼續(xù)加速，上升至更高的火星公轉(zhuǎn)軌道上，因此在A、B兩點均需加速變軌，故選A。

根據(jù)開普勒第三定律可計算探測器在橢圓運行的周期，從A點抵達B點的時間為周期的一半，根據(jù)變軌原理可知，在A、B兩點均需加速。9.【答案】BC【解析】解：A、根據(jù)動能定理可得qEx=ΔEk可知：Ek?x圖像中的斜率代表電場力的大小，由圖可知：圖像的斜率變小，說明正點電荷所受電場力變小，則該電場不是勻強電場，故A錯誤；

BC、由于該正電荷由靜止開始運動的，僅受電場力作用從M運動到N做加速運動，因此該正電荷所受電場力方向由M指向N，場強方向也從M指向N，沿電場線電勢降低，即有φM>φN，再根據(jù)Ep=qφ可知，EpM>EpN，即該電荷在M點的電勢能大于在N點電勢能，故BC10.【答案】AB【解析】A.根據(jù)題意，設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/p>

g1

h解得g故A正確；B.根據(jù)題意，由萬有引力等于重力有G解得M故B正確；C.根據(jù)題意，由萬有引力提供向心力有G解得v故C錯誤；D.若在相同位置以初速度

v0

將該小球水平拋出，由公式

x=v則落地速度為v故D正確。故選ABD。11.【答案】AD【解析】A.根據(jù)題意，由圖像可得，汽車無動力滑行時的加速度大小為由牛頓第二定律可得，汽車行駛中所受阻力大小為f故A正確；B.根據(jù)題意，由圖可知，當(dāng)

t=11s

時，汽車達到最大速度

汽車的功率為P故B錯誤；C.根據(jù)題意，設(shè)

1s～11s

內(nèi)汽車的位移為

代入數(shù)據(jù)解得x故C錯誤；D.汽車加速過程中速度為

6m/s由牛頓第二定律有故D正確。故選AD。12.【答案】BC【解析】根據(jù)滑輪組可知，B下落的高度為A上升高度的兩倍，設(shè)B運動距離為

xB

時，A運動距離為

xAx對B，初始重力勢能為E當(dāng)B運動距離為

xB

EB的末重力勢能為0。對A，初始重力勢能為0，當(dāng)A運動距離為

xA

E由滑輪組可知，A上升的高度為B下降高度的一半，故x故A的末重力勢能為E根據(jù)滑輪組可知，在運動過程中v對AB組成的系統(tǒng)，當(dāng)B運動距離為

xBm對B可得EB的末動能為E對A，當(dāng)A運動距離為

xA

EA的末動能為E故選BC。13.【答案】(1)0.08；(2【解析】【分析】

(1)根據(jù)庫侖定律可得當(dāng)a、b間距離為r(r遠大于小球直徑)時，兩小球之間的庫侖力為F=kQ2r2，將b移到距離a為r2處后固定，兩球的庫侖力為F′=4kQ2r2=4F，對a球受力分析可得壓力傳感器顯示的作用力大小等于兩小球的庫侖力;

(2)靜電感應(yīng)有異種電荷被吸引帶電體附近，而同種電荷被排斥到遠離帶電體的導(dǎo)體另一端，由此分析可得結(jié)果;

(2)將c與b輕觸后把c移走，電荷會重新平均分配，可得此時b的電荷量變?yōu)镼2，由庫侖定律便可得結(jié)果．

【解答】

(1)根據(jù)庫侖定律可得當(dāng)a、b間距離為r(r遠大于小球直徑)時，兩小球之間的庫侖力為F=kQ2r2=0.02N，

將b移到距離a為r2處后固定，兩球的庫侖力為F14.【答案】dt

5d22g【解析】解：(1)遮光條到達B處時，根據(jù)速度公式得：v=dt

(2)如果系統(tǒng)機械能守恒，重力勢能的減少量等于動能的增加量

(12m?8m)

gL=12(20m)v2

解得

L=5d22gt2=5d22g?115.【答案】(1)沿著電場線電勢降低，故D點的電勢大于C點的電勢，C、U(2)如果令B板接地(即電勢

φB=0φ(3)將一個電子從C點移動到W

【解析】本題涉及電勢差、電勢、及電場強度與電勢差的關(guān)系等內(nèi)容，這種題型一般要假設(shè)某點電勢為零，求出電勢差，再求電勢．

(1)電勢高低由電場線方向來判定：順著電場線電勢降低．大小由U=Ed來求．

(2)令B板接地，先求出UCB、，再求C、點的電勢．

(3)求出UPD，再由16.【答案】解：(1)將甲、乙兩球看成一個整體有

Eq?3mg=3ma

a=g3

聯(lián)立有

E=4mgq

(2)當(dāng)兩球速度為v0時輕繩突然斷開，但由于乙球不帶電，則乙球做豎直上拋運動，有

0=v0