辽宁省大连市第二十四中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

这是一份辽宁省大连市第二十四中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．下列来说法符合物理史实的是（ ）
A．天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律
B．开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C．库仑通过油滴实验测出元电荷e
D．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G
2．下列说法正确的是（ ）
A．匀速圆周运动的物体机械能一定守恒B．变速运动的物体机械能不可能守恒
C．平抛运动的物体机械能一定守恒D．自由落体运动的物体机械能可能不守恒
3．三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，此时A、B相距最近，如图所示．已知卫星B的运动周期为T，则（ ）
A．经时间T，A、B再次相距最近
B．C运动的向心力一定小于B运动的向心力
C．A、B匀速圆周运动的半径三次方与周期平方之比相等
D．相同时间内，B与地心连线扫过的面积等于A与地心连线扫过的面积
4．如图所示，劲度系数分别为和的弹簧和连接在一起，拉长后将两端固定．若弹簧弹性势能可表示为，其中为弹簧形变量，则弹性势能的关系为（ ）
A．B．C．D．
5．图中实线所示为某电场的电场线，虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从a点到b点的运动轨迹，则下列说法正确的是（ ）
A．b点的电场强度比a点的电场强度小
B．该试探电荷带负电
C．该试探电荷从a点到b点的过程中电场力一直做负功
D．该试探电荷从a点到b点的过程中速度先增大后减小
6．图甲为某提水设施工作原理简化图，辘轳绕绳轮轴半径，水桶的质量，井足够深，忽略井绳质量和因绳子缠绕导致轮轴的半径变化．某次从井中汲取的水，轮轴由静止开始绕中心轴转动从而竖直向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度，则（ ）
A．末水桶的速度大小为
B．内水桶上升的高度为
C．末井绳对桶拉力的瞬时功率为
D．内井绳对桶拉力所做的功为
7．如图甲所示，A、B、C、D为匀强电场中等势面，相邻等势面电势差相等且间距为d，等势面与水平地面平行．电量为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出，恰能到达等势面A，该过程中小球的动能．和机械能E随高度h的变化关系如图乙所示，为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球初速度大小B．小球加速度大小为4g
C．小球抛出时重力势能为D．电场强度大小为
8．要使可看成质点的两物体间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（ ）
A．两物体质量各减小一半，距离保持不变
B．使两物体质量各减小一半，距离增至原来的倍
C．使其中一个物体质量减为原来的，距离增至原来的2倍
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
9．两根长为L的绝缘轻绳一端固定在O点，另一端与质量均为m的带电小球M、N相连．两小球均静止，与小球M相连的轻绳竖直，小球M紧靠在左侧竖直的绝缘墙壁上，其电荷量为Q，且保持不变；与小球N相连的轻绳与竖直方向成夹角，此时其电荷量为q．已知两小球均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g．则（ ）
A．
B．墙壁对小球M的弹力大小为mg
C．若小球N的电荷量缓慢减少，小球N所受轻绳拉力不变
D．若小球N的电荷量缓慢减少，M、N之间距离的三次方与N的电荷量成正比
10．如图所示，煤矿车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N（均在匀速传动），煤块与两传送带间的动摩擦因数均为，每隔在传送带M左端轻放上一个质量为的相同煤块（可视为质点），煤块离开传送带M前已经与M速度相等，且相邻煤块（已匀速）间的距离为，随后煤块平稳地传到传送带N上，N的宽度足够大、以0.8m/s匀速传动，g取，则下列说法正确的是（ ）
A．小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s
B．每个小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为0.5J
C．驱动M的电动机的平均输出功率为0.036W
D．驱动N的电动机的平均输出功率为0.064W
二、非选择题：本题共5小题，共54分
11．（6分）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，某同学采用了如图所示的实验装置．将带正电的小球A置于可移动且可调整高度的绝缘底座上，带正电的小球B用绝缘丝线悬挂于玻璃棒的O点，如图所示．实验过程中两带电小球在各自位置均可视作点电荷，重力加速度大小为g．
（1）实验过程中，小球A、B在同一水平线上，为测出小球B受到的库仑力大小，需要测量的一组物理量是_______________．
A．小球B的质量，小球B的悬线偏离竖直方向的夹角
B．小球B的质量，小球B的悬线长度
C．小球A、B的质量，小球A、B之间的距离
（2）某次实验时，使小球A、B在同一水平线上且测得小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为30°．保持小球A、B的电荷量不变，移动小球A后，调整小球A的高度，确保两小球始终在同一水平线上，小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为60°，则移动前后小球A、B之间的距离之比为_______________．（用根式表示）
（3）本实验中应用到的科学探究方法是_______________．
A．理想实验法B．微小量放大法C．控制变量法D．等效替代法
12．（8分）如图所示为验证机械能守恒的实验装置，左侧框架上贴有刻度尺，零刻度线与小球重心等高，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为的小铁球吸住．一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小和．多次改变两个光电门的位置，得到多组和和的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为．
（1）关于本实验，下列说法正确的是_______________．
A．实验需测量小球从释放到通过光电门1的时间
B．光电门距离小球释放点越近越好
C．应保持刻度尺竖直放置
（2）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度_______________
（3）当地的重力加速度为_______________（用k表示）．
（4）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门2时的机械能表达式为_______________（用题中的表示）
13．（10分）某飞船绕地球运动可视为在赤道平面内的匀速圆周运动，飞行方向与地球自转方向相反．已知飞船匀速圆周运动周期为T，地球半径为R，地面重力加速度为g．
（1）求该飞船匀速圆周运动时的离地高度h；
（2）若地球的自转周期为，求飞船连续两次经过赤道上某一建筑物的时间间隔t．
14．（14分）如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，BC段倾斜，倾角为．两段传送带长度均为，在B处由一段极短的光滑圆弧连接（图中未画出圆弧）．两传送带均以的恒定速率顺时针运转．现将一质量的工件（可看做质点）无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数．
（1）求工件从A点开始到达B点过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q；
（2）求工件由A点传送至C点过程中，传送带消耗的电能E．
15．（16分）如图所示，与水平面成角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所在平面，细杆与圆环所在平面的交点为圆环的圆心O．一套在细杆上的小球从A点以某一初速度沿杆向上运动，恰能到达D点．已知，圆环半径为L、带电量为，小球的质量为m、带电量为，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数求：
（1）圆环在C点产生的场强；
（2）小球在B点的加速度大小；
（3）小球在A点的动能大小．
2023—2024学年度下学期高一年级期中考试物理科答案
命题人：冯夷宁 校对人：于福元
一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分．
1．D 2．C 3．C 4．A 5．B 6．D 7．B 8．BC 9．AD 10．BCD
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（1）A （2） （3）C
12．（1）C （2） （3） （4）
13．（1） （2）
【详解】（1）在地面上的物体受力
飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
由以上二式解得
（2）设该卫星相邻两次经过地球赤道上某点的上空所需的时间为，则有
解得
14．（1）18J （2）56J
【详解】（1）工件刚放在水平传送带上的加速度为，由牛顿第二定律得
可得
设经时间工件与传送带的速度相同，则有
时间内工件前进的位移为
时间内水平传送带前进的位移为
工件与传送带间仅在存在相对位移时摩擦生热
（2）由题中数据可知
则物块以速度经过处光滑圆弧后，与倾斜传送带间无滑动．所以工件由点传送至点过程中，传送带消耗的电能为
其中：
带入数据可得：
15．（1），沿杆向上；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，圆环上电荷分布均匀，取环上一小圆弧，设其电荷量为，该点到点的距离为
圆环上该点和点的连线与细杆的夹角为，如图所示
根据数学知识
则在点产生的场强为
以点为坐标原点，方向为正方向建立轴，在点场强沿轴方向的分量为
同理，圆环上与之对称的小圆弧在点产生的场强在轴方向的分量同样为
易知相互对称的小圆弧上电荷在点垂直细杆方向的合场强为零，则根据对称性可知，带电量为的圆环在点产生的场强方向沿杆向上（1分），大小为
（2）小滑环在点，由牛顿第二定律得
根据场强的对称性可知
解得小球在点的加速度大小为
（3）根据题意，由对称性可知，小球从点运动到点过程中，电场力做功为零，由动能定理有
解得小球在点的动能大小为