安徽省滁州市定远重点中学2024-2025学年第一学期1月检测物理试题（含答案）

2024-2025学年第一学期1月检测物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.我国是世界上第三个突破嵌套式霍尔电推进技术的国家。霍尔推进器的工作原理简化如下图所示，放电通道的两极间存在一加速电场。工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，经电场加速后以某一速度喷出，从而产生推力。某次实验中，加速电压为，氙离子向外喷射形成的电流强度为。氙离子的电荷量与质量分别为和，忽略离子的初速度及离子间的相互作用，则离子推进器产生的推力为
A. B. C. D.
2.“双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，这种系统之所以稳定的原因之一是系统的总动量守恒且总动量为，如图所示、两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心互相环绕做匀速圆周运动，距离不变角速度相等，已知的动量大小为，、的总质量为，轨道半径之比为，则与的动能之差为( )
A. B. C. D.
3.以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的图像可能正确的是
A. B.
C. D.
4.如左图所示是一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点；右图为质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴负方向传播
B. 在时，质点的位置坐标为
C. 从到的过程中，质点的路程为
D. 从时刻开始计时，质点再过时、、到达波谷
5.如图所示，质量均为的两木块和用竖直轻质弹簧连接处于静止状态，现对木块施加一竖直向上的恒力，当木块向上运动到达最高点时，木块恰对地面没有压力．已知向上运动过程中的最大速度为，且弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力．下列说法正确的是( )
A. 恒力的大小为
B. 整个过程中，A、和弹簧组成的系统机械能先减小后增大
C. 达到最大速度时，对地面的压力小于
D. 从静止至最大速度的过程中，弹簧弹力对所做的功
6.在直角坐标系中，轴上、两点关于坐标原点对称，且距点。轴上、、三点坐标分别为、、。当、分别固定两点电荷时，轴上的电场强度随变化关系如图所示，图中的阴影部分面积为，的阴影部分面积为。一质量为、电荷量为的带电粒子，由点静止释放，仅在电场力作用下，沿轴负方向运动，则在此过程中下列说法正确的是( )
A. 、两点电荷均为负电荷
B. 粒子的最大速度为
C. 粒子运动到处的动能为
D. 粒子在、两处的加速度大小之比为
7.如图甲所示，直角三角形斜劈固定在水平面上．时，一物块可视为质点从底端以初速度沿斜面向上运动，到达顶端时速率恰好为零，之后沿斜面下滑至底端若物块与斜面、间的动摩擦因数相等，物块在两斜面上运动的速率随时间变化的规律如图乙所示，已知重力加速度，则下列物理量中不能求出的是( )
A. 斜面的倾角 B. 物块与斜面间的动摩擦因数
C. 物块的质量 D. 斜面的长度
8.如图甲所示，两等量异种点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平横杆，质量为、电荷量为的圆环可视为质点可沿横杆滑动。时刻，圆环自处以初速度向右运动，此后圆环运动的图像如图乙所示，时刻和时刻图线斜率相同，和时刻图线斜率均为，已知圆环时刻运动至点，继续向右运动至点停下，且，关于两电荷连线中点对称。若处场强为，且圆环运动过程中电量始终不变，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 处的场强大小为
B. 圆环运动到处速度为
C. 时刻圆环恰好运动到的中点
D. 圆环从处运动到处的过程中，电势能先增加后减小
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.地球的磁场是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着能量很高的太阳风粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的人类和动植物。地球北极的磁场是沿竖直轴对称的非均匀磁场，如图所示为某带电粒子在从弱磁场区向强磁场区前进时做螺线运动的示意图，不计带电粒子的重力，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. 从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变
C. 带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变
D. 一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动
10.从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为的小球，其动能随时间变化的关系如图所示。已知小球受到的空气阻力与速率成正比，小球落地时的动能为，且落地前小球已经做匀速运动，重力加速度为，则小球在此运动过程中( )
A. 最大加速度为 B. 上升和下落两阶段阻力的冲量大小相等
C. 返回到地面所用的时间为 D. 上升的最大高度为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图甲是某同学探究向心力与角速度关系的实验装置图。竖直转轴固定在电动机转轴上未画出，光滑水平直杆固定在转轴上，能随转轴一起转动。一套在水平直杆上的物块与固定在转轴上的力传感器用细线连接，细线水平伸直，当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得。遮光杆的宽度为，其到转轴的距离固定为，遮光杆经过光电门所用时间为挡光时间，物块与竖直转轴间的距离可调。
某次实验测得遮光杆的挡光时间为，则物块的角速度________用、和表示。实验中用游标卡尺测遮光杆宽度如图乙，其读数为________；
若保持物块到竖直转轴的中心距离为不变，改变转速得到多组、数据，则可画出图像如图丙，测得图线的斜率为，则物块的质量为_______用、、和表示。
12.某物理兴趣小组要描绘一个标有“ ”的小灯泡 的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材：
直流电源内阻不计
直流电流表内阻约为
直流电压表内阻等于
滑动变阻器标有“ ”
三个定值电阻、、
某小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用最合适的电阻__________选填“”“”或“”与电压表串联，完成改装。
实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路图__________。
用改装后的电表测得小灯泡伏安特性曲线如图所示，可确定小灯泡的功率与和与的关系，下列示意图中合理的是__________ 和分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流。
． ． ． ．
若将两个完全相同规格的小灯泡 按如图所示电路连接，电源电动势，内阻，若调节滑片使滑动变阻器 的功率是一个小灯泡功率的两倍，测此时每个小灯泡消耗的电功率为__________。结果保留位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.羽毛球筒口比较小，从球筒取球有一定的技巧．如图所示，羽毛球爱好者从筒中取出最后一个羽毛球时，一手拿着羽毛球筒，另一个手用较大的力向下迅速敲打筒的上端，使筒获得一个向下的初速度与手发生相对运动，里面的羽毛球就可以从上端出来。已知羽毛球筒质量为不含球的质量，羽毛球质量为，羽毛球头部离筒的上端距离为，羽毛球与筒之间的滑动摩擦力为，筒与手之间的滑动摩擦力为。重力加速度取，空气阻力忽略不计，羽毛球不会相对筒向下运动，求：
当筒获得一个初速度后，筒和羽毛球各自的加速度是多大？
若要敲打一次就使羽毛球头部能到达筒口以上，筒获得的初速度至少为多大？
14.我国正在大力发展冰雪运动，四川省境内有众多的山地滑雪场地，可以开展丰富多彩的冰雪运动。如图所示，一位质量为的可视为质点的运动员包括滑雪装备从半径为、圆心为的四分之一圆弧轨道上某处滑下，之后从轨道最低点为竖直线以的水平速度离开轨道，最后落在水平地面上。点离水平地面的高度为，重力加速度大小取。
运动员在点时，求运动员对圆弧轨道的压力大小
如果忽略空气阻力，求运动员落地前瞬间的速度
由于空气阻力的作用，运动员落地前瞬间的速度大小实际为，从点到落地的过程中，求空气阻力对运动员做的功。
15.如图所示，平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为的匀强磁场．第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里，第二象限内磁场方向垂直纸面向外．第三象限存在沿轴正方向的匀强电场．质量为、电荷量为的粒子从点以一定初速度释放，初速度方向与轴正方向的夹角为，从点垂直轴进入第四象限磁场区域，然后从点垂直轴进入第一象限．不计粒子重力，求：
粒子进入第四象限时的速度；
若使第二象限磁场反向，大小变成，求粒子第次经过轴时的纵坐标；
若在第二象限内施加一沿轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场，求粒子在第二象限运动的最大速度．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】；
实验电路图如图所示：
；
；
13.【答案】解：设羽毛球的加速度大小为，对羽毛球受力分析，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得：
设筒的加速度大小为，对筒受力分析，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得：
当两者的速度相等后，假设羽毛球相对于球筒向下运动，球受到筒的摩擦力向上，对羽毛球，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得：
对球筒，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得：
，则假设成立，即两者共速后，羽毛球的加速度小于球筒的加速度，羽毛球相对于球筒向下运动，则若要敲打一次就使羽毛球头部能到达筒口以上，当两者速度相等时羽毛球刚好到达筒口处，设球筒的初速度为，共速时间为，则：
代入数据联立解得：
答：筒的加速度大小为，羽毛球的加速度大小为；
若要敲打一次就使羽毛球头部能到达筒口以上，筒获得的初速度至少为。
14.【答案】解：设运动员在点时受到的支持力大小为，
竖直方向：，
解得：，
由牛顿第三定律，运动员在点时，运动员对圆弧轨道的压力大小：。
运动员做平抛运动，设落地前瞬间的速度大小为，其水平和竖直分量分别为和，
水平方向：，
竖直方向：，
速度大小：，
解得或
速度方向：斜向下与水平地面所成角度的正切值为，即。
设空气阻力对运动员做的功为，
由动能定理有：，
解得空气阻力对运动员做的功：。
15.【答案】解：粒子在第四象限内的磁场中由洛伦兹力提供向心力
根据几何关系有，解得
由，在第二象限运动的圆周运动半径
则第，，，次经过轴的坐标分别为：，，，
得第次经过轴的坐标：
由于只有电场力做功，当粒子方向的位移最大时速度最大，此时
轴方向的分速度为零，沿轴方向的分速度即为合速度，则对粒子，
由，可得
由动能定理得
水平方向
竖直方向
解得：
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