2023-2024学年江苏省苏州市震泽中学高一（下）第二次阶段检测物理试卷（含解析）

2023-2024学年江苏省苏州市震泽中学高一（下）第二次阶段检测物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球和均可看作点电荷，分别固定在两处，两球之间的静电力为。现用一个不带电的同样的金属小球先与接触，再与接触，然后移开，此时、之间的静电力变为
( )
A. B. C. D.
2.选择题
A. 两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动如图，在相同时间内，它们通过的路程之比是：，运动方向改变的角度之比是：，则它们( ) A.周期大小之比为：
B. 向心加速度大小之比为：
C. 运动半径之比为：
D. 线速度大小之比为：
3.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场，图中虚线为了粒子的运动轨迹，、是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A. 粒子经过点时的动能大于经过点时 B. 点电势高于点电势
C. 粒子一定带负电 D. 点场强小于点场强
4.细胞膜的厚度约等于，当细胞膜的内外层之间的电压达到时，一价钠离子可发生渗透通过细胞膜，若将细胞膜内的电场视为匀强电场。当钠离子刚好发生渗透时，下列说法正确的是( )
A. 细胞膜内电场强度的大小为
B. 细胞膜内电场强度的大小为
C. 一个钠离子发生渗透时电势能改变
D. 一个钠离子发生渗透时电势能改变
5.如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，、两点关于两电荷连线对称，、两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是( )
A. 点的场强比点的场强大
B. 点的电势比点的电势高
C. 点的场强与点的场强相同
D. 电子在点的电势能比在点的电势能大
6.平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示，空间中存在、、三点，其中点位于金属杆正上方，、等高，则下列说法正确的是( )
A. 点的电势大于点 B. 点的场强小于
C. 点场强方向水平向右 D. 、两点的电势差
7.设月球半径为，一飞船沿月球表面高度为的圆形轨道Ⅰ运动，在轨道点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点再次变轨进入月球的近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，下列判断正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能
B. 飞船在轨道Ⅰ上的线速度一定小于飞船在轨道Ⅱ上经过点时的线速度
C. 飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上经过点时的加速度
D. 飞船在轨道Ⅱ的周期小于在轨道Ⅲ的周期
8.固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于( )
A. 它滑过的弧长 B. 它下降的高度
C. 它到点的距离 D. 它与点的连线扫过的面积
9.如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为、和，点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为、、和。若点处的电场强度为零，，则三个点电荷的电荷量可能为
( )
A. ，，
B. ，，
C. ，，
D. ，，
10.如图所示为一倾角为的固定斜面，将斜面分成等份，从下到上依次为、、。质量为的小球从点以初速度向上运动，斜面光滑时，刚好到达点。若只有间有摩擦间的动摩擦因数为一定值，小球仍以初速度上滑，刚好到达点，然后下滑到点，在此过程中下列说法正确的是
A. 整个过程中克服摩擦力做功等于
B. 小球到达点后再次下滑，动能先增加后减小
C. 在上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的总功为
D. 小球从运动到的过程中只有重力势能与内能之间的相互转化
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
11.某同学用如图所示的实验装置验证和组成的系统机械能守恒，将由静止释放，拖着纸带向上运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，通过对纸带上的点的测量分析，即可验证机械能守恒定律。已知，，某次实验打出的纸带如下图所示，是打下的第一个点，然后每隔个点取一个计数点，分别标记为、、、、、，分别测出各计数点到点的距离，其中、、到点的距离已经标出，已知打点计时器所使用交流电电压为、频率为，取．
下列操作或要求能够提高实验结果的准确性有
A.细绳的质量要小
B.要远大于
C.定滑轮质量要小
D.保证重物在下落时不要摇晃
纸带打下点时的速度 结果保留位有效数字．
从打下“”点到打下“”点的过程中，的机械能变化了 ，的机械能变化了 结果均保留位有效数字．
在误差允许的范围内，和的绝对值近似相等，从而验证了系统机械能守恒。但由上述计算结果表明，和组成的系统机械能有所损失，则损失的机械能除因摩擦转化为内能外，还转化为 具体到物体和能量，写出其中一条即可。
三、计算题：本大题共4小题，共50分。
12.年月日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功着陆火星表面。迈出了我国星际探测征程的重要一步，成为第二个成功着陆火星的国家，这是我国航天事业又一具有里程碑意义的进展。已知火星的半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面的重力加速度为，地球半径为不考虑火星、地球自转的影响。求：
火星表面的重力加速度；
在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度。
13.如图甲所示，在水平路段上有一质量为的汽车，正以的速度向右运动，汽车前方的水平路段较粗糙，汽车通过整个路段的图象如图乙所示时汽车到达点，曲线在该处与水平虚线相切，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力含地面摩擦力和空气阻力等各自有恒定的大小。求：
汽车在、路段上运动时所受阻力、分别多大；
路段的长度。
14.如图所示，高度的光滑导轨位于竖直平面内，其末端与长度的粗糙水平导轨相连，与竖直放置内壁光滑的半圆形管道相连，半圆的圆心在点的正下方，点离地面的高度。一个质量的小滑块可视为质点，从点由静止下滑，小滑块与段的动摩擦因数，重力加速度取，不计空气阻力。求：
小滑块到达点时的速度大小；
若半圆形管道的半径，求小滑块从点刚进入管道时对管壁的弹力大小和方向；
若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小滑块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？
15.如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的点，小圆环和轻质弹簧套在轻杆上，长为的细线和弹簧两端分别固定于和，质量为的小球固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到时，、间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为，取，，求：
装置静止时，弹簧弹力的大小；
环的质量；
上述过程中装置对、所做的总功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了库仑定律及其适用条件；根据题意和选项，结合库仑定律，找清楚变量和不变量，再根据库仑定律解决问题。
根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题。
【解答】
设分别带电量为和；则开始时两球之间的库仑力为
用一个不带电的同样的金属小球 先与 接触，再与接触，然后移开，此时、分别带电量为 和，则此时、之间的静电力变为
故选D。
2.【答案】
【解析】A.相同时间内运动方向改变的角度之比是：，可知转过的角度之比为，根据
可知，角速度之比为，根据
可知，周期大小之比为，选项A错误；
相同时间内，它们通过的路程之比是：，根据
可知线速度之比为，根据
可知，向心加速度大小之比为：，选项B正确，D错误；
C.根据
可知，运动半径之比为，选项C错误；
故选B。
3.【答案】
【解析】D.由图可知，点电场线密集，故点电场强度大于点的电场强度，故D错误；
B.实线是一簇由负点电荷产生的电场线，处一定距离负电荷更近，所以点的电势低于点的电势，故B错误；
由图可知粒子的运动轨迹向左弯曲，粒子受电场力的方向指向轨迹的凹侧，说明粒子在、两点受到的电场力沿电场线向左，与电场线方向相同，所以粒子带正电。若粒子从到，则电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，若粒子从到，则电场力对粒子做正功，粒子的动能增大，所以粒子经过点时的动能大于经过点时，故C错误，A正确。
故选A。
4.【答案】
【解析】【分析】
根据匀强电场中电势差与电场强度的关系求解电场强度大小；根据求解电场力做功，根据电场力做功与电势能变化的关系分析电视能变化。
本题以钠离子发生渗透通过细胞膜为载体，考查匀强电场电势差与电场强度的关系、电场力做功与电势能变化的关系，基础题。
【解答】
细胞膜内电场强度的大小，故AB错误；
由电场力做功与电势差的关系得
电势能改变，故C正确，D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】【解答】
A. 如图所示点和点电场线的疏密程度相同，和点电场强度大小相同，故错误。
点和点到正负电荷的距离都相同，它们位于同一个等势面上，电势相同，故错误。
如上图所示三点电场线疏密程度，场强大小相同，其中点和点的方向相同，故正确。
D.沿电场线方向电势逐渐减小，点电势大于点电势，电子带负电，负电荷在电势越低的地方电势能越大，故电子在点电势能大于点电势能，故错误。
故选。
【分析】
沿电场线方向电势逐渐减小，根据正负电荷所形成的电场图像分析。
熟悉等量同种电荷和异种电荷形成的电场图像以及电势图像对做题有较大帮助。
6.【答案】
【解析】A.由图可知，点与点在同一等势面上，电势均为 ，故A错误；
B.由图可知，点与相邻两等势面的距离小于 ，电势差等于 ，根据
可知点场强大小大于 ，故B错误；
C.根据场强方向垂直于等势面，可知点的场强方向沿竖直方向，不是水平方向，故C错误；
D.由图可知，、两点的电势差为
故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.飞船沿月球表面高度为的圆形轨道Ⅰ，在轨道点需要减速，做近心运动进入椭圆轨道Ⅱ，所以飞船在轨道Ⅱ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能，故A错误；
B.由 ，解得
则飞船在轨道Ⅰ上的线速度一定小于飞船在轨道Ⅲ上的线速度；飞船在点从椭圆轨道Ⅱ需要减速才能进入月球的近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，所以飞船在轨道Ⅰ上的线速度一定小于飞船在轨道Ⅱ上经过点时的线速度，故B正确；
C.由 ，解得
可知飞船在轨道Ⅰ上的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上经过点时的加速度，故C错误；
D.由开普勒第三定律 ，可知飞船在轨道Ⅱ的周期大于在轨道Ⅲ的周期，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】解：设下滑过程中，它到点距离为，下滑高度为，圆环半径为，如图
由几何关系得
根据机械能守恒定律得
联立解得：，
故C正确，ABD错误；
故选：。
根据几何关系求出各物理量间关系，根据机械能守恒定律求出速度表达式即可。
本题考查机械能守恒定律应用个，属于基础题，求出小环速率表达式即可分析。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查点电荷的电场强度叠加，解题需把握点电荷场强公式、矢量叠加规则及数学三角函数相关知识。
【解答】
由题可知，若点处的电场强度为零，则根据电场强度的矢量叠加法则可知，和电性必相同且与电性相反，选项AB的电荷均为正和均为负，则AB错误；
C.设、间的距离为，则根据矢量三角形与数学知识可知，、在点产生的合场强大小为
解得
而产生的场强大小为
则点的场强不可能为零，C错误；
D.设、间的距离为，则根据矢量三角形与数学知识可知，、在点产生的合场强大小为
解得
而产生的场强大小为
则点的场强可能为零，D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查动能定理的应用。由到和到两个过程运用动能定理可得摩擦力与重力关系及摩擦力做功和重力做功大小关系，从到，从到继续使用动能定理分析可解。
【解答】
A.设，从到，由动能定理有；若有摩擦，则有，联立解得，所以整个过程中克服摩擦力做功，A错误；
B.由分析知，小球经过时有，则小球到达后再次下滑，先加速后匀速，动能先增加后不变，B错误；
C.由动能定理得上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的总功为，C错误；
D.小球从运动到的过程为匀速运动，则只有重力势能与内能之间的相互转化，D正确。
11.【答案】；；；；滑轮纸带、细线的动能。
【解析】【分析】
如果绳子、滑轮较重，系统的重力势能就会有一部分转化为绳子、滑轮的动能，造成实验误差；、相差越大，系统下落的过快，纸带上留下的点迹较少，不利于实验的准确性；整体物体末速度是根据匀变速直线运动求出的，故要保证物体在竖直方向运动；
依据某时间内的平均速度等于中时刻的瞬时速度，即可求解；
由图可知，向上加速，向下加速，依据绳子拉力对、的做功正负，即可判定机械能变化情况；
依据实验原理，结合实验操作，即可求解。
考查实验操作注意事项，掌握求解瞬时速度的方法，理解除重力以外的力做功，会导致其机械能变化。
【解答】
、如果绳子质量较大或者定滑轮质量较大，系统的重力势能就会有一部分转化为绳子或滑轮的动能，造成实验误差，故AC正确；
B、若远远大于，则系统下落的过快，纸带上留下的点迹较少，不利于实验的准确性，故B错误；
D、物体末速度是根据匀变速直线运动求出的，故要保证物体在竖直方向运动，故D正确；
故选：。
匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
纸带上打下点时的速度为；
从打下“”点到打下“”点的过程中，的机械能增加了，
的机械能变化了。
损失的机械能除因摩擦转化为内能外，还转化滑轮纸带、细线的动能。
12.【答案】解：设地球质量为，万有引力常量为，根据
可得地球表面重力加速度
而火星表面的重力加速度
根据
可知在火星上发射环火卫星，若卫星近火环绕其发射速度最小
将
，
代入上式得

【解析】根据万有引力近似等于重力，求得火星表面的重力加速度；
在火星上发射环火卫星，若卫星近火环绕其发射速度最小，根据万有引力提供向心力求得最小发射速度。
本题考查万有引力定律的应用，注意分清该定律的适用条件，环绕中心天体时，万有引力提供向心力。
13.【答案】，；
【解析】根据
汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，则汽车在、路段上运动时所受阻力

在段由动能定理
解得
14.【答案】；方向竖直向上；当时水平射程最远，最远距离为
【解析】设进入水平导轨的初速度为 ，由动能定理有
代入数据解得
在段小滑块受到向左的摩擦力
则加速度
由
代入数据解得
小滑块运动到点时的速度为 ，由运动学公式
代入数据解得
小滑块在点受到弹力和重力提供向心力做圆周运动
所以小滑块刚进入圆管时对外管壁的弹力为
方向竖直向上
设小滑块做平抛运动的时间为，在竖直方向上有
水平射程为
从到的过程，由动能定理
解得

当
解得
当 时水平射程最远．最远距离为
15.【答案】装置静止时，设、的张力分别为、，受力平衡
受力平衡
解得；
设装置转动的角速度为，对：
对：
解得：；
上升的高度，、的动能分别为；
根据能量守恒定律可知
解得。
【解析】对、受力分析，根据平衡条件求解弹簧弹力的大小 ；
根据圆周运动的规律结合几何关系求解环 的质量 ；
根据功能关系求解装置对 、 所做的总功。
本题的关键是正确受力分析，了解向心力的来源，会正确对力进行分解，然后结合牛顿第二定律与功能关系进行分析求解。
第1页，共1页