抚州市2022-2023学年高一下学期期末学生学业质量监测
物理试题卷
说明:
(1)本试题卷共6页,16小题,满分100分,考试时间75分钟
(2)第I卷的答案填在答题卷方框里,第Ⅱ卷的答案或解答过程写在答题卷指定处,写在试题卷上的无效.
第I卷(选择题 共44分)
一、选择题(本题共11小题;每小题4分,共计44分.在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一个选项符合题意,9~11题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不作答的得0分)
1.下列说法正确的是( )
A.由真空中点电荷的场强公式可知,当r趋近于零时,E趋近于无限大
B.电场强度的定义式适用于任何电场
C.由公式可知,在电场中某点的电势越大电场强度就越大
D.由电势的定义式可知,该点的电势与其电势能成正比,与电荷量成反比
2.如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.汽车通过凹形桥的最低点时,汽车受到的支持力小于重力
B.“水流星”表演中,通过最高点时处于完全失重状态,不受重力作用
C.铁路的转弯处,外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力助火车转弯
D.脱水桶的脱水原理是水与衣物之间的粘滞力不足以提供向心力,水滴沿切线方向甩出
3.有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则下列说法错误的是( )
A.a的向心加速度大于b的向心加速度
B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4h内转过的圆心角是
D.d的运动周期可能是30h
4.如图所示,某人用绳子拉水平地面上的木箱以恒定速度v向前运动,已知木箱的质量为m,绳子的拉力大小为F且与水平面夹角为,木箱与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。则在t时间内( )
A.木箱所受摩擦力做的功为
B.绳子拉力做的功为
C.绳子拉力的平均功率为
D.木箱所受的摩擦力的功率为
5.如图所示,虚线是某静电场中的一簇等差等势线,边上标有电势的值,一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C,下列判断正确的是( )
A.粒子一定带负电
B.A处场强大于C处场强
C.粒子在A处电势能等于在C处电势能
D.粒子从A运动到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功
6.如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的物块在随圆盘一起做匀速圆周运动。已知物块与圆盘之间的动摩擦因数为0.25,。下列判断正确的是( )
A.物块受到的摩擦力的大小为2.5N
B.物块受到的摩擦力的方向沿切线方向
C.要使物块相对于圆盘滑动,圆盘转动的角速度应大于
D.圆盘的角速度从增加到的过程中,物块受到的摩擦力的方向始终指向圆心
7.如图所示,电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。图中与均匀带电薄板相距d的A点的电场强度为0,静电力常量为k,则带电薄板产生的电场在图中A点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
8.电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备等方面应用广泛,其工作原理简化如图所示,M和N为电容器两极板,充电后与电源断开。M极板固定在手机上,N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接,按图中标识的“前后”方向运动,且运动过程中不考虑其他阻力影响,电压传感器与静电计等效,可直接测量电容器的电压。某时刻手机处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.此时电压传感器的示数大于手机向前做匀速直线运动的示数
B.若手机由静止突然向前加速时,电容器的电容增大
C.若手机由静止突然向前加速时,电压传感器的示数变大
D.若手机由静止突然向前加速时,电容器两极板间的电场强度减小
9.在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道I,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则( )
A.该卫星的发射速度必定大于
B.卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于
C.在轨道I上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D.卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道Ⅱ
10.如图所示,竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为m的滑块,初始时静置于a点。一原长为l的轻质弹簧左端固定在O点,右端与滑块相连。直杆上还有b、c、d三点,且b点与O点在同一水平线上,,与与的夹角均为,与夹角为。现由静止释放滑块,在滑块从a点下滑到d点的过程中,弹簧始终处于弹性限度内,,则下列说法正确的是 ( )
A.滑块在b点时速度最大,加速度为g
B.从a点下滑到c点的过程中,滑块的机械能守恒
C.滑块在c点的速度大小为
D.滑块在d处的机械能小于在a处的机械能
11.如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷,Q恰好静止不动,围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线。已知分别与Q相距,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是( )
A.的电荷量之比为 B.的电荷量之比为
C.的质量之比为 D.的质量之比为
第Ⅱ卷 (非选择题 共56分)
二、实验题(本题包括2小题,12题10分,13题6分,共16分。把答案填写在答题卡上相应的横线上)
12.(10分)小周同学利用如图甲所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)关于本实验,下列说法正确的是_____________。
A.纸带越短,阻力的影响越小,实验效果越好
B.根据图甲中的打点计时器外观,它应该接低压交流电源
C.用固定的夹子夹住纸带上端再释放纸带的效果比用手直接释放纸带更好
D.必须利用天平准确测量出重物的质量,否则无法进行验证
(2)某次实验中小周同学得到一条合适的纸带(局部)如图乙所示,已知该条纸带上的第1、2两个点(图中未画出)间的距离近似为2mm,刻度尺的“0”与第1个点对齐,A、B、C…G各点对应的数据是该点到第1个点的距离(单位:cm),打点计时器所接电源频率为50Hz,重物质量为1.0kg,当地的重力加速度为。
①从打下第1个点到打下B点过程中,重物的重力势能减少量为________J,重物的动能的增加量为________J(结果保留三位有效数字)。
②实验时,另一同学用刻度尺测出重物下落高度h,并根据计算出该时刻的速度v,这种计算速度的方法在本实验中_________(填“正确”或“不正确”)。
③为增加实验可靠性,小周同学求出打下C、D、E、F点时重物的速度,将这五个点的速度v与对应各点到第1个点的距离h记录下来,并利用这些数据在如图丙所示的坐标系中进行描点、拟合图线,经计算该图线的斜率为k,则重物下落的加速度大小可表示为_________。
13.(6分)某物理学习小组设计图示的实验装置来探究圆锥摆周期的有关因素,还准备了毫米刻度尺和秒表,已知当地的重力加速度为g,实验操作步骤如下:
(1)给小球一个初速度,使小球在图示水平面做匀速圆周运动,小明立刻拿着秒表开始计时并数小球圆周运动的圈数,从他按下秒表的那一刻开始计数0,当计数到n时停秒表,秒表显示的时间为t,则小球做圆周运动的周期________。
(2)小组猜测绳子长度L、绳子结点到圆平面的高度h对小球的周期T有影响,于是他们控制变量L和h,进行多次实验,得到数据并作图如图a和图b。
根据图像可知,影响圆锥摆周期的因素是_____________。
(3)请根据理论知识推算,图b中图像的斜率_________(用题目所给出的符号表示)。
三、计算题(本题共3小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.)
14.(12分)2022年在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示,AB为长直助滑道,与半径的圆弧滑道BC在B点平滑连接。已知A与C的竖直高度差,质量的运动员,从A点处由静止开始下滑到最低点C的过程中,阻力对运动员做功,取。求:
(1)运动员经过滑道最低点C时速度的大小;
(2)运动员经过最低点C时对滑道的压力。
15.(12分)土星是太阳系最大的行星,也是一个气态巨行星,图示为绕土星飞行的飞行器近距离拍摄的土星表面的气体涡旋,假设飞行器绕土星做匀速圆周运动,距离土星表面高度为h。土星视为匀质球体,已知土星质量为M,半径为R,万有引力常量为G。求:
(1)土星表面的重力加速度g;
(2)飞行器的运行速率v;
(3)若土星的自转周期为T,求土星同步卫星距土星表面的高度H。
16.(16分)如图所示,两平行金属板A、B长,两板间距离,A板比B板电势高,即.一带正电的粒子电量为,质量为,从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在中心线上O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响).已知两界面MN、PS相距为,粒子穿过界面PS后被点电荷Q施加的电场力俘获从而以O点为圆心做匀速圆周运动,最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上(静电力常量,粒子重力不计,,).求:
(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离h;
(2)粒子穿过界面MN时的速度v;
(3)粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离Y;
(4)点电荷的电荷量Q(该小题结果保留一位有效数字)
抚州市2022-2023学年高一下学期期末学生学业质量监测
物理试题参考答案
一、选择题(本题共11小题;每小题4分,共计44分.在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一个选项符合题意,9~11题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不作答的得0分)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
B D A C B C A C CD CD AC
二、实验题(本题包括2小题,12题10分,13题6分,共16分。把答案填写在答题卡上相应的括号内或横线上)
12.(10分)【答案】BC 2.37 2.35 不正确
13.(6分)【答案】 h
三、计算题(本题共3小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.)
14.(12分)
【答案】(1)10m/s;(2)1100N,方向竖直向下
【详解】(1)运动员从最高点经过滑道最低点C过程,根据动能定理得
(3分)
代入数据解得 (2分)
(2)运动员到达C点是,受到重力和轨道的支持力作用,二力的合力提供向心力
(2分)
代入数据解得 (2分)
根据牛顿第三定律可知,运动员对轨道的压力与轨道对运动员的支持力等大反向,则
(2分)
方向竖直向下。 (1分)
15. (12分)
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)在土星表面时重力等于万有引力 (2分)
可得 (2分)
(2)由万有引力提供向心力
(2分)
可得 (2分)
(3)由万有引力提供向心力 (2分)
得 (2分)
16. (16分)
【答案】 (1)3 cm(2),方向与水平方向成角斜向下
(3)12 cm (4)
【详解】
(1)设粒子在两极板间运动时加速度为a,运动时间为t,则:
(1分)
, (1分)
(1分)
解得: (1分)
(2)设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为,则:
(1分)
解得: (1分)
所以粒子从电场中飞出时的速度为: (1分)
设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为,则:
解得: . (1分)
(3)带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,由相似三角形知识得:
(2分)
解得: (2分)
(4)粒子做匀速圆周运动的半径为:
(1分)
又: (1分)
解得: (1分)
故: (1分)