2021-2022学年湖南省邵东市第一中学高一（下）第三次月考物理试题含解析

2021-2022学年湖南省邵东市第一中学高一（下）第三次月考物理试题满分：100分：考试时间：75分钟

一、单选题（本题6小题，每小题4分，共24分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，有选错或不答的得0分）

1. 如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。若不改变A、B两极板带的电荷量而使极板A向上移动少许，那么静电计指针的偏转角度（　　）

A. 一定减少 B. 一定增大 C. 一定不变 D. 可能不变

【答案】B

【解析】

【详解】极板A向上移动少许，两极板正对面积减小，根据

可知，电容器的电容减小。两极板带的电荷量不变，根据

可知，两极板间电势差增大，静电计指针的偏转角度增大。

故选B。

2. 木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星，观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为，周期为；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为，周期为，已知引力常量为G，则（　　）

A. 可求出太阳与木星的万有引力 B. 可求出太阳的密度

C. 可求出木星表面的重力加速度 D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．木星对卫星的万有引力提供卫星的向心力

可得木星质量为

太阳对木星的万有引力提供木星的向心力，则

故A正确；

B．由于太阳半径未知，则太阳密度不可求，故B错误；

C．由于木星半径未知，则木星表面重力加速度不可求，故C错误；

D．开普勒第三定律适用于同一中心天体，卫星绕木星做匀速圆周运动和木星绕太阳做匀速圆周运动，不是同一中心天体，故D错误。

故选A。

3. 如图，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量（可视为点电荷），相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A、B两球相互吸引，则两球带异种电荷，设A带有电荷量为Q，B带有电荷量为-Q，相隔一定距离r，两球之间相互吸引力的大小是

第三个不带电的金属小球与A球接触后移开，第三个球与A球的带电量都为，第三个球与B球接触后移开，第三个球与B球的带电量都为

A、B两球之间的相互作用力的大小

故选A。

4. 带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示轨迹运动到b点，如图所示，下列说法正确的是

A. 粒子可能带负电，在b点时速度较大

B. 粒子的电势能在b点时较大

C. 粒子的加速度在a点时较大

D. 粒子一定带正电，动能先变小后变大

【答案】D

【解析】

【详解】根据轨迹弯曲方向，知粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向右，所以该电荷是正电荷，电场线的疏密表示场强的大小，由图可知a点的电场强度比b点的小，则粒子在a所受的电场力小，所以粒子的加速度在a点时较小，故C错误；粒子从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先变小后变大，但从a点到b点的整个过程电场力做的总功是正功，所以a点的电势能大于b点，a点的动能小于b点，故AB错误，D正确．所以D正确，ABC错误．

5. 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车。而动车组是几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（也叫拖车）编成一组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若2节动车加6节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则9节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为（　　）

A. 120km/h B. 240km/h

C. 360km/h D. 480km/h

【答案】C

【解析】

【详解】若2节动车加6节拖车编成的动车组，最大速度可达到120km/h，设每节动车的功率为，每节车厢所受的阻力为，则有

当9节动车加3节拖车编成动车组，则有

联立解得

故C正确，ABD错误；

故选C。

6. 在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示。从坐标原点沿+y轴前进0.2m到A点，电势降低了10V，从坐标原点沿+x轴前进0.2m到B点，电势升高了10V，则匀强电场场强大小和方向为（　　）

A. 50V/m，B→A B. 50V/m，A→B

C. 100V/m，B→A D. 100V/m，垂直AB斜向下

【答案】C

【解析】

【详解】令点电势，则有

，

再作点关于点的对称点，如图

因为，则有

连接，并作其垂线，则从的方向即场强方向，即指向方向；场强为

故ABD错误，C正确。

故选C。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的四个选项中，有多项满足题设要求。请将符合题设要求的答案选出来．其中选择全部正确的得5分，选不全的得3分。不选或有选错的得0分）

7. 如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则（　　）

A. A和B的位移大小相等 B. A的运动时间是B的2倍

C. A的初速度是B的 D. A的末速度比B的大

【答案】AD

【解析】

【详解】A．位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得

，

A和B的位移大小相等，A正确；

B．平抛运动运动的时间由高度决定，即

，

则A的运动时间是B的倍，B错误；

C．平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则

，

则A的初速度是B的，C错误；

D．小球A、B在竖直方向上的速度分别为

，

所以可得

，

即，D正确。

故选AD。

8. 汽车在平直公路上行驶，通过红绿灯路口前的v-t图像如图所示。关于汽车的运动情况，下列说法不正确的是（　　）

A. 汽车先做匀速直线运动，后做匀减速直线运动

B. 汽车匀减速运动阶段的加速度大小为3m/s2

C. 汽车匀速运动阶段的速度大小为30 km/h

D. 第2秒内汽车的位移大小为6 m

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由题图可知，汽车先以6m/s的速度做匀速直线运动，后做匀减速直线运动，故A正确，不符合题意；

B．在题图中，图线的斜率的绝对值表示加速度的大小，所以汽车匀减速运动阶段的加速度大小为6m/s2，故B错误，符合题意；

C．汽车匀速运动阶段的速度大小为6m/s，等于21.6km/h，故C错误，符合题意；

D．第2秒内汽车的位移大小为

故D错误，符合题意。

故选BCD。

9. 冬奥会吸引了大量观众，激起了大家对冰雪运动的热爱。有两名冰雪运动爱好者练习表演了一个双人滑冰节目，其中有一小段的情景是，甲拉着乙，两人保持如图姿势不变，以甲为轴做匀速圆周运动。已知，，甲拉乙的力大小为90N，乙的右手臂与竖直方向的夹角为53°，则下列判断正确的是（　　）（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

A. 乙身上脚的角速度比手的角速度大

B. 乙做圆周运动的向心加速度大小为

C. 乙身上脚和手的线速度都相同

D. 若乙重心到转轴的距离为0.9m，则甲、乙两人做圆周运动的角速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．乙身上脚和手做同轴转动，所以角速度相等，故A错误；

BD．乙做圆周运动的向心力大小为

根据牛顿第二定律得

解得

故BD正确；

C．乙身上脚和手的转动半径不相等，根据

可知线速度不同，故C错误。

故选BD。

10. 质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取。则（　　）

A. 物块上滑过程中机械能守恒 B. 物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N

C. 物块下滑时加速度的大小为 D. 物块返回到斜面底端时的动能为10J

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图发现重力势能和动能之和一直在改变，则机械能不守恒，故A错误；

B．由图发现，上滑5m过程中，机械能共减小了20J，机械能减少量等于克服阻力做功，故

解得

故B正确；

C．上滑5m过程中，重力势能增加30J，根据

可知，上升的高度为

则斜面倾角正弦值

根据牛顿第二定律

解得

故C错误；

D．物块返回到斜面底端时，克服阻力做功

返回到斜面底端时的动能

故D正确。

故选BD。

三、实验题（共16分）

11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示

（1）做“验证机械能守恒定律”的实验步骤有：

A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上

B．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器

C．松开纸带、接通电源

D．更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带

E．用天平称出物体的质量

F．利用验证机械能守恒定律

在上述实验步骤中错误的是______和______；多余的是______．

（2）下列物理量中，需要通过计算得到的有______．

A．重锤的质量　　B．重锤下落时间

C．重锤下落的高度　　D．与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度

（3）某同学做“验证机械能守恒定律”实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，剩下了一段纸带上的各个点间的距离，他测出的结果如图乙所示，已知打点计时器工作频率为50Hz。

①打点计时器打下计数点2、5两点时，重锤下落的速度______m/s，______m/s（保留三位有效数字）；

②重锤通过2、5两点的过程中，设重锤的质量为m，重锤重力势能减小量______J，重锤动能增加量______J（保留三位有效数字），重力加速度。

【答案】    ①. B    ②. C    ③. E    ④. D    ⑤. 1.50m/s    ⑥. 2.08m/s    ⑦. 1.06mJ    ⑧. 1.04mJ

【解析】

【详解】（1）[1][2]将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，应该让手尽量远离打点计时器，让重物尽量靠近打点计时器。实验时，应该先接通电源，后松开纸带。所以上述实验步骤中错误的是B和C。

[3]因为公式两侧的质量可以消除，所以该实验没有必要用天平称出物体的质量，故多余的是E。

（2）[4]重锤质量不需要测量更不需要计算；因为打点计时器是计时的仪器，可以直接得到重锤下落的时间；重锤下落的高度可以直接用刻度尺测量，不需要计算。而与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度需要通过相邻两点间的平均速度来计算。

故选D。

（3）①[5][6]由题意知，打点周期为

由纸带数据可得

②[7]由题意得，重锤重力势能减小量为

[8]重锤动能增加量为

四、计算题（共40分解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

12. 如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把带电量为的电荷从A移到B电场力做了的功，请在图中标出电场强度的方向并求出AB两点间电势差。如果B处电势为1V，则A处电势为多少？电子在A点的电势能为多少？

【答案】 ，，，

【解析】

【详解】负电荷由A到B，电场力做正功，说明电场力方向竖直向上，所以场强方向竖直向下，如图

AB两点间的电势差

由

得

电子在A点的电势能

13. 假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面，一质量为的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5s时速度恰好为零，已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为，（。），试求：

(1)该星球表面上的重力加速度g的大小；

(2)该星球的第一宇宙速度。

【答案】(1)7.5m/s2；(2)

【解析】

【详解】(1)由运动学可知

由牛顿第二定律

联立可得

g=7.5m/s2

(2)对星球表面的物体

该星球的第一宇宙速度为该星球近表面卫星的线速度;

对星球表面卫星

代入数据得

14. 如图所示，在倾角＝37°的光滑斜面上用装置T锁定轨道ABCD．AB为平行于斜面的粗糙直轨道，CD为光滑的四分之一圆弧轨道，AB与CD在C点相切，质量m＝0.5kg的小物块（可视为质点）从轨道的A端由静止释放，到达D点后又沿轨道返回到直轨道AB中点时速度为零．已知直轨道AB长L＝1m，轨道总质量M＝0.1kg，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．

（1）求小物块与直轨道的动摩擦因数；

（2）求小物块对圆弧轨道的最大压力；

（3）若小物块第一次返回C点时，解除轨道锁定，求从此时起到小物块与轨道速度相同时所用的时间．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】（1）小物块在从A→B→D→C→直轨AB中点的过程中，根据能量守恒

解得：＝0.25

（2）设圆轨道的半径为R，小物块在从A→B→D的过程中，根据动能定理

mg（Lsin－Rcos＋Rsin）－mgLcos＝0

解得：R＝2m

设四分之一圆弧轨道的最低点为P，小物块从D点返回C点的过程中，经过P点时，小物块对圆轨的压力最大，设速度为vp，轨道对小球的最大支持力大小为F，小物块对圆轨道的最大压力为F＇，则

F＇＝F

解得：F＇＝9N

（3）设小物块第一次返回C点时，速度为vC，解除轨道锁定后，小物体加速度沿斜面向下，大小为a1，轨道的加速度沿斜面向上，大小为a2．从此时起到小物块与轨道共速时所用的时间为t，则

ma1＝mgsin＋mgcos

Ma2＝mgcos－Mgsin

vC－a1t＝a2t

解得：vC＝2m/s，a1＝8m/s2，a2＝4m/s2

t＝