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江苏省溧阳市2023-2024学年高一下学期期末教学质量调研物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．2024年1月18日，我国成功完成了天舟七号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，离地面高度约400km；地球静止卫星离地面高度约为36000km。下列说法正确的是（　　）

A．组合体中的货物处于超重状态

B．组合体的运行速度略小于7.9km/s

C．地球静止卫星的运行速度略大于7.9km/s

D．组合体的加速度比地球静止卫星的小

【答案】B

【知识点】第一宇宙速度的意义及推导、地球同步卫星与其他卫星的对比、航天器中的失重现象

【详解】A．组合体绕地球做匀速圆周运动，组合体中的货物处于完全失重状态，故A错误；

BC．根据万有引力提供向心力得

解得

地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，可知组合体的运行速度略小于7.9km/s，地球静止卫星的运行速度小于7.9km/s，故B正确，C错误；

D．根据万有引力提供向心力得

可得

可知组合体的加速度比地球静止卫星的大，故D错误。

故选B。

2．我国于1970年成功发射了“东方红一号”人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设该卫星在近地点、远地点的速度分别为、；地球卫星在近地轨道上的运行速度为。则（　　）

A．， B．，

C．， D．，

【答案】A

【知识点】卫星发射及变轨问题中各物理量的变化、开普勒第二定律

【详解】根据开普勒第二定律可得

因为

可得

卫星在近地点进入近地圆轨道要减速做向心运动，可知

故选A。

3．在高空中悬停的无人机因突然失去动力而下坠，在此过程中，其所受空气阻力与下坠速度成正比，则无人机在下坠过程中（　　）

A．机械能一直减小 B．机械能先减小后不变

C．重力做功等于动能的增量 D．合外力做功等于机械能的增量

【答案】A

【知识点】重力做功与重力势能的关系、常见力做功与相应的能量转化、动能定理的表述及其推导过程

【详解】AB．无人机因突然失去动力而下坠，所受空气阻力与下坠速度成正比，由于空气阻力一直做负功，所以无人机在下坠过程中机械能一直减小，故A正确，B错误；

C．根据功能关系可知，重力做功等于重力势能的减少量，故C错误；

D．根据动能定理可知，合外力做功等于动能的增量，故D错误。

故选A。

4．如图所示，第一幅图中A、B两点位于以正点电荷为圆心的虚线圆上，第四幅图中A、B两点在点电荷连线的中垂线上且关于连线对称。则各电场中A、B两点的场强相等、电势也相等的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】D

【知识点】电势变化与电场线分布的关系、等量异种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像、点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强

【详解】A．该图中的A、B两点电势相同，场强大小相同，但是方向不同，则场强不同，选项A错误；

B．该图中的A、B两点电势不相同，场强大小不相同，但是方向相同，则场强不同，选项B错误；

C．该图中的A、B两点电势不相同，场强大小和方向都相同，则场强相同，选项C错误；

D．该图中的A、B两点电势相同，均为零，场强大小方向都相同，则场强相同，选项D正确。

故选D。

5．欧姆不仅发现了欧姆定律，还对导体的电阻进行了研究。如图所示，一块均匀长方体的金属样品，边长分别为a、b、c，且a>b>c。当样品两侧面加上相同的电压U时，样品中电流最大的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】B

【知识点】电阻定律的内容及表达式

【详解】当样品两侧面加上相同的电压U时，样品中电流最大时，电阻最小，根据

当L最小，S最大时电阻最小，因为a>b>c，则图B中电阻最小，电流最大。

故选B。

6．如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（　　）

A．负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理

B．为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电

C．负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度

D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电势能减小

【答案】C

【知识点】静电的利用和防止

【详解】A．负极针组件产生电晕，释放出大量电子，利用了尖端放电的原理，选项A正确；

B．负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带负电，为了更有效率地吸附尘埃，集尘栅板应带正电，故B正确；

C．负极针组件附近的电场线比较密集，则电场强度大于集尘栅板附近的电场强度，选项C错误；

D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电场力做正功，则电势能减小，选项D正确。

此题选择不正确的，故选C。

7．用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，通过测量重物运动过程中下落高度h和相应的速度大小v等物理量，进行分析验证。下列说法正确的是（　　）

A．重物应在靠近打点计时器处由静止释放

B．应先释放纸带再打开打点计时器电源

C．可以利用公式计算重物的速度

D．作图像，只有当图线是过原点的直线时，才能说明机械能守恒

【答案】A

【知识点】验证机械能守恒定律的注意事项和误差分析

【详解】A．为了充分利用纸带，则重物应在靠近打点计时器处由静止释放，选项A正确；

B．应先打开打点计时器电源再释放纸带，选项B错误；

C．利用公式计算重物的速度，就是认为重物下落的加速度为g，相当间接验证了机械能守恒定律，选项C错误；

D．根据

可得

则做图像时，只有当图线是过原点的直线时且斜率为2g，才能说明机械能守恒，选项D错误。

故选A。

8．为丰富同学们的课余生活，学校组织了趣味运动会，在掷沙包活动中，某同学从同一高度以大小相同的速度先后扔出两个相同的沙包，抛出时沙包1的初速度方向水平，沙包2的初速度方向斜向上，两沙包落在同一水平面上。忽略空气阻力和沙包大小的影响，那么，对两沙包在空中运动的过程（　　）

A．重力对沙包做的功

B．重力对沙包做功的平均功率

C．即将落地时沙包的动能

D．即将落地时重力的功率

【答案】D

【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度、重力做功计算、平均功率与瞬时功率的计算

【详解】A．根据

可知，重力对沙包做的功

选项A错误；

B．因斜上抛运动的沙包在空中运动时间大于平抛运动的沙包，根据

可知，重力对沙包做功的平均功率

选项B错误；

C．根据机械能守恒定律

可知，即将落地时沙包的动能

选项C错误；

D．根据

因斜上抛运动的沙包落地时的竖直分速度较大，则即将落地时重力的功率

选项D正确。

故选D。

9．如图为一个电容式风力传感器的原理示意图，将电容器与静电计组成回路，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，移动距离随风力增大而增大，但不会到达P点。静电计指针张角的大小表示两极板间电势差的大小。若极板上电荷量保持不变，则下列说法。正确的是（　　）

A．风力增大时，电容器电容减小

B．风力增大时，静电计指针张角不变

C．风力增大时，P点的电势降低

D．风力增大时，极板间电场强度增大

【答案】C

【知识点】电容器与验电器组合的动态分析

【详解】风力增大时，板间距离变小，根据

可知电容器电容增大；根据

由于极板上电荷量保持不变，则电容器两极板间的电压减小，静电计指针张角变小；根据

可知板间场强保持不变；则P点与可动极板（接地）间的电势差减小，即P点的电势降低。

故选C。

10．由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比关系，因此引力场与电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如，电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为，所以点电荷周围电场强度的表达式为。在引力场中也可以用一个类似的物理量来反映各点的引力场强弱。设地球的质量为M，半径为R，引力常量为G。如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点，则以下表达式能反映该点引力场强弱的是（　　）

A． B． C． D．

【答案】D

【知识点】万有引力定律的内容、推导及适用范围、点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强

【详解】质量为m的物体位于距地心2R处的某点时受到的万有引力为

反映该点引力场强弱的表达式为

故选D。

二、多选题

11．如图所示，在坐标轴Ox上，电荷量为-Q的点电荷a固定在坐标处，电荷量为+4Q的点电荷b固定在处。现有一电荷量为-q的点电荷c，在+x轴上从靠近处由静止释放，不考虑重力及电荷c对原电场的影响，取无穷远处电势能为零，在点电荷c的整个运动过程中，其瞬时速度v随时间t、电势能Ep随位置x变化的关系图像如图所示，其中可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】BC

【知识点】带电粒子在点电荷电场中的运动、带电粒子在电场中的电势能

【详解】设在O点右侧距离O点x处的P点场强为零

解得

x=r

则在内场强沿x轴负向，在x>r范围内场强沿x轴正向，沿电场线电势逐渐降低，取无穷远处电势为零，可知P点电势最高且大于零，当电荷量为-q的点电荷c，在+x轴上从靠近处由静止释放时，先受到沿x轴正向逐渐减小的电场力，即做加速度减小的加速运动，电场力做正功，电势能减小，在x=r处加速度为零速度最大，电势能最小；在x>r时受电场力沿x轴负向，因无穷远处的场强也为零，可知受电场力先增加后减小，即加速度先增加后减小，则粒子做加速度先增加后减小的变减速运动，电场力做负功，电势能增加，则场强为零的P点电势高于零，电势能最小且小于零，则图像BC正确，AD错误。

故选BC。

三、实验题

12．为研究某金属导线材料的电阻率，实验小组用如图甲所示电路进行实验，调节金属导线上可动接线柱Q的位置（如图乙所示），可以改变导线接入电路的长度，可动接线柱Q有一定的电阻，但阻值未知。实验器材如下：

待测金属导线一根；

电压表一个，量程0~3V，内阻约为3kΩ；

电流表一个，量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω；

滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；

滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，允许通过的最大电流为1A）；

干电池两节，开关一个，导线若干，螺旋测微器一只。

(1)请以笔画线代替导线，将图乙中未连接的导线补完整        。

(2)滑动变阻器应该选         （选填“”或“”）。图甲中开关S闭合之前，应将滑动变阻器的滑片P置于         端（选填“A”或“B”）。

(3)用螺旋测微器测量金属导线的直径如图丙所示，则导线的直径d=        mm。

(4)多次改变导线接入电路的长度L，测量不同长度时的电阻，作图像如图丁所示，测得图像中直线的斜率为k，则该金属材料的电阻率为         （用k和d表示）。

(5)仅考虑测量电阻时电表内阻的影响，根据实验数据求出的该金属材料的电阻率比真实值        （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）

【答案】(1)见解析

(2)          A

(3)1.850

(4)

(5)偏小

【知识点】测量电阻丝电阻率的数据处理方法、测量电阻丝电阻率的实验电路、实验步骤和注意事项

【详解】（1）根据图甲电路图，完整的实物连线如图所示

（2）[1]由于滑动变阻器允许通过的最大电流只有0.1A，而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，则滑动变阻器应该选；

[2]为了保证电表安全，图甲中开关S闭合之前，应将滑动变阻器的滑片P置于A端。

（3）螺旋测微器的精确值为，由图丙可知导线的直径为

（4）根据电阻定律可动

可知图像的斜率为

可得该金属材料的电阻率为

（5）由于图甲电路图中电流表采用外接法，由于电压表的分流使得电流表读数大于待测电阻的真实电流，所以待测电阻阻值测量值偏小；根据

可知根据实验数据求出的该金属材料的电阻率比真实值偏小。

四、解答题

13．2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船成功发射，并与空间站成功对接，航天员乘组顺利进驻天和核心舱。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。

（1）求地球第一宇宙速度；

（2）若将空间站绕地球的运动看作匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求空间站的运行周期T。

【答案】（1）；（2）

【知识点】卫星的各个物理量计算、第一宇宙速度的意义及推导

【详解】（1）根据

可得地球第一宇宙速度

（2）空间站绕地球做圆周运动，则

且

解得空间站的运行周期

14．如图所示，BC是半径为R的圆弧形光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度大小为。现有一质量为m、带电量为+q的小滑块（可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度恰好减为零。已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求：

（1）滑块经过圆弧轨道的B点时，所受轨道支持力的大小。

（2）水平轨道上A、B两点之间的距离。

【答案】（1）；（2）

【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动

【详解】（1）设B点的速度为,从C点到B点由动能定理得

又

解得

在B点由牛顿第二定律得

解得

（2）设水平轨道上A、B两点之间的距离为，从C点到A点，由动能定理得

又

解得

15．如图所示，长度L=2m的水平传送带始终以速度v=3m/s逆时针匀速转动，传送带的左边和右边各有一个与传送带等高的光滑平台。在左边平台上固定一处于锁定状态的弹簧，其储存的弹性势能J，一个质量m=1kg的小物块（可视为质点）紧靠弹簧放置。解除锁定，弹簧恢复原长时小物块从A端滑上传送带，并以v=4m/s的速度离开传送带的B端。重力加速度取g=10m/s²。求：

（1）小物块与传送带之间的动摩擦因数μ。

（2）物块在传送带上运动过程中，系统因摩擦产生的热量Q。

（3）电动机因物块在传送带上运动而多消耗的电能E。

【答案】（1）0.5；（2）16J；（3）6J

【知识点】物块在水平传送带上运动分析、常见力做功与相应的能量转化

【详解】（1）根据

可得滑块离开弹簧滑上传送带时的速度

v₀=6m/s

滑块在传送带上运动时由能量关系

解得

μ=0.5

（2）滑块划过传送带用时间

则系统因摩擦产生的热量

（3）电动机因物块在传送带上运动而多消耗的电能

16．某种显像管利用电偏转技术实现电子束的偏转。如图甲所示，电子枪连续均匀发射出的电子经小孔进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为经电场加速后，电子由小孔沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为L；距金属板P和Q右边缘L处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与、共线的O点为原点，向上为正方向建立y轴。已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。

（1）求电子到达小孔时的速度大小v。

（2）若电子能从P、Q两金属板间飞出，求P、Q两板间电压的最大值。

（3）若金属板P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔进入的电子个数为N，电子打在荧光屏上形成一条亮线。已知每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定。试求在一个周期（即2时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n。

【答案】（1）；（2）2U₀；（3）

【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算

【详解】（1）根据

可得电子到达小孔时的速度大小

（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，则

联立解得

（3）电子出偏转电场时，在y方向的速度

v_y=at

电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t₁到达荧光屏．则

水平方向

L=vt₁  

竖直方向

y₁=v_yt₁

电子打在荧光屏上的位置坐标

亮线长度

y=3L

 一个周期内打在荧光屏上的电子数

2t₀时间内，打到单位长度亮线上的电子个数n