江苏省常州市联盟2024-2025学年高一下学期期中调研物理试卷（解析版）

这是一份江苏省常州市联盟2024-2025学年高一下学期期中调研物理试卷（解析版），共12页。
本试卷共16大题 满分100分
1. 自然科学中很多物理量的表达式都有不止一个，通常都有其定义式和决定式，它们反映人们对自然界认识的不同层次．定义式侧重描述客观世界，决定式侧重对因果关系的解释．下列表达式中，侧重解释因果关系的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．加速度是因为力而产生的，所以加速度侧重解释因果关系，故A正确；
B．是电阻的定义式，不是决定式，没有侧重解释因果关系，故B错误；
C．是电势的定义式，不是决定式，没有侧重解释因果关系，故C错误；
D．是电场强度的定义式，不是决定式，没有侧重解释因果关系，故D错误。
故选A。
2. 从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。关于汽车的物理知识，下述说法正确的是（ ）

A. 某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
B. 油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走
C. 打雷时，待在汽车里要比待在大街上更危险
D. 汽车上坡要换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力
【答案】B
【解析】A．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来接收无线电信号的，故A错误；
B．油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走，故B正确；
C．打雷时，由于汽车金属外壳具有静电屏蔽作用，因此待在汽车里要比待在大街上更安全，故C错误；
D．由可知，当汽车的输出功率一定时，速度越小，则牵引力越大，因此汽车上坡要换成低速挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力，故D错误。
故选B。
3. 在科幻电影《流浪地球》中，流浪了2500年的地球终于围绕质量约为太阳质量的比邻星做匀速圆周运动，进入了“新太阳时代”。若“新太阳时代”地球公转周期与现在绕太阳的公转周期相同，将“新太阳时代”的地球与现在相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 所受引力之比为B. 公转半径之比为
C. 公转速率之比为D. 公转加速度之比为
【答案】D
【解析】B．地球绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得
则“新太阳时代”地球轨道半径r1与现在地球轨道半径r2之比为
故B错误；
A．由万有引力公式，可得“新太阳时代”的地球所受万有引力与现在地球所受万有引力之比为
故A错误；
C．由万有引力提供向心力可得
解得
则“新太阳时代”的地球公转速率与现在地球公转速率之比为
故C错误；
D．万有引力对地球产生公转加速度，由牛顿第二定律可得
则“新太阳时代”的地球公转加速度与现在地球公转加速度之比为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在水平地面上O点正上方的A、B两点水平抛出两个相同小球，两小球同时落在水平面上的C点，不计空气阻力。则两球
A. 可能同时抛出
B. 落在C点的速度方向可能相同
C. 落在C点的速度大小一定不同
D. 落在C点时重力的瞬时功率一定不同
【答案】D
【解析】A．平抛运动的时间由竖直高度决定，根据：
可知两小球抛出高度不同，落地时间不同，不可能同时抛出，A错误；
B．平抛运动的末速度方向的反向延长线必过水平位移的中点，两小球平抛的水平位移相同，竖直位移不同，所以在C点的末速度方向不同，B错误；
C．平抛运动的末速度：
若，则代入上述公式解得：，有解，说明速度可以相等，C错误；
D．落地C点重力的瞬时功率：
两小球落地时间不同，落地时重力的瞬时功率不同，D正确。
故选D。
5. 如图所示，原来不带电的长为l的导体棒水平放置，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处。已知O为棒的中点，A、B为棒上左、右端的一点，当棒达到静电平衡后（ ）

A. 棒整体带负电
B. A点电势比B点电势高
C. 感应电荷在O处的场强方向水平向左
D. O点场强大小为
【答案】C
【解析】A．根据电荷守恒定律可知，棒的电荷量不变，故A项错误；
B．由静电平衡可知，导体棒是一个等势体，所以其表面上各点电势处处相等，故B项错误；
CD．由静电平衡可知，O点的合场强为零，感应电荷在O处电场强度与正点电荷在O处产生的电场强度大小相等，方向相反。正电荷在O点的电场强度大小为
所以感应电荷在O点处产生的场强为
故C正确，D错误。
故选C。
6. “飞流直下三千尺，疑是银河落九天。”是李白对庐山瀑布的浪漫主义描写。设瀑布的水流量约为10m3/s，水位落差约为150m。若利用瀑布水位落差发电，发电效率为70%，则发电功率大致为（ ）
A. 109WB. 107WC. 105WD. 103W
【答案】B
【解析】发电功率，，，
所以
代入数据解得
故选B。
7. 如图所示，足够长的木板B置于光滑水平面上，木块A置于木板B上，A、B接触面粗糙，动摩擦因数为一定值，现用一水平恒力F作用在B上使其由静止开始运动，A、B之间发生相对运动，下列说法正确的有（ ）
A. B对A的摩擦力的功率先变大后不变
B. 力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量
C. 力F对B做功等于B动能的增加量
D. B对A的摩擦力做的功等于A动能的增加量
【答案】D
【解析】A．A、B之间有相对运动，所以滑动摩擦力恒定，由于A在B的摩擦力作用下做加速运动，所以根据
P＝fv
可知B对A的摩擦力的功率在增大，故A错误；
B．A与B有相对运动，对整体分析可知，F做功转化为两个物体的动能及系统的内能，故拉力F做的功大于A、B系统动能的增加量，故B错误；
C．根据动能定理
可得F与A对B的摩擦力做功之和等于B的动能的增加量，故C错误；
D．在水平方向上A只受B的摩擦力，根据动能定理
可得B对A的摩擦力做的功等于A动能的增加量，故D正确。
故选D。
8. 如图，为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（ ）
A. 到达集尘极的尘埃带正电荷
B. 电场方向由放电极指向集尘极
C. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
【答案】D
【解析】ABC．由图示可知，集尘极与直流高压电源正极相连，则电场方向由集尘板指向放电极，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，则尘埃的电场力方向向右，故到达到达集尘极的尘埃带负电荷，故ABC错误；
D．根据
可知，同一位置带电荷量越多场强越大，尘埃所受电场力越大，故D正确。
故选D。
9. 如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为和，固定在直角三角形的、两点，其中。若长度为，则点电场强度大小为（ ）
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】两个点电荷在C点产生的电场强度的方向如图所示
其中正点电荷在点产生的场强大小为
负点电荷在点产生的场强大小为
由于夹角为，由平行四边形定则可知C点电场强度大小为
故选C。
10. 2021年2月，我国首次火星探测任务探测器“天问一号”成功进入周期为T的大椭圆环火轨道。14天后，“天问一号”成功实施近火制动，经过极轨转移轨道（图中未画出），进入近火点高度h、远火点高度H、周期为的火星停泊轨道。已知火星半径R。则大椭圆轨道半长轴为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据开普勒第三定律可得
解之得
故选B。
11. 如图所示，质量均为m的两木块A和B用竖直轻质弹簧连接处于静止状态，现对B木块施加一竖直向上的恒力，当B木块向上运动到达最高点时，A木块恰对地面没有压力。已知B向上运动过程中的最大速度为v，且弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）

A. 恒力F的大小为2mg
B. 整个过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能先减小后增大
C. B达到最大速度时，A对地面的压力小于mg
D. B从静止至最大速度的过程中，弹簧弹力对B所做的功
【答案】D
【解析】A．设弹簧的劲度系数为，当A、B静止时，设弹簧的压缩量为，根据平衡条件有
而当B木块向上运动到达最高点时，A木块恰对地面没有压力，这此时弹簧的伸长量为，对A由平衡条件有
显然
在A、B静止时与B速度减为零时，这两个时刻弹簧的弹性势能相同，则对B由动能定理有
可得
故A错误；
B．整个过程中，由于外力F始终对该系统做正功，因此A、B和弹簧组成的系统机械能始终增大，故B错误；
C．当B速度达到最大值时，B的加速度为0，即B合外力为0，设此时弹簧的压缩量为，对B由平衡条件有
而
则可得
即此时弹簧处于原长，A对地面的压力等于，故C错误；
D．根据以上分析可知，B从静止至最大速度时，弹簧恢复原长，B上升的距离为，则此过程对B由动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条（遮光条质量远小于钢球的质量）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，计算并比较钢球在释放点和A点之间的重力势能变化大小△Ep与动能变化大小△Ek，就能验证机械能是否守恒。
（1）用计算钢球动能变化的天小。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为_______cm。某次测量中，（计时器的示数为0.02s，则遮光条经过光电门的速度为v=_______m/s。
（2）已知钢球质量为m，释放时，细线与竖直方向的夹角为θ，悬点到钢球球心的距离为L，重力加速度大小为g，则△Ep=_________（用m、θ、L、g表示）。
（3）为了减小遮光条速度和钢球速度之间的差异，该同学进行了如下改进：分别测出光电门中心到悬点的长度s和钢球球心到悬点的长度L，请写出小球动能变化的大小表达式△Ek=_______（用m、L、s、d及t表示）。
（4）分别从不同高度释放钢球得到多组对应的角度θ与时间t，作出图像，测出图像的斜率绝对值为k，若满足k=________（用L、s、d、g表示），则说明在误差允许的范围内机械能守恒。
【答案】（1） 1.50 0.75 （2）
（3） （4）
【解析】
【小问1解析】
刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为1.50cm。
某次测量中，计时器的示数为0.02s，则遮光条的速度为
【小问2解析】
根据实验原理和重力势能公式可得
【小问3解析】
由题图知，在该实验中所求的速度是遮光条的速度，而不是钢球的速度，二者之间的速度略有差别。由于钢球与遮光条都做圆周运动，它们具有相同的角速度，根据
可知钢球的速度与遮光条的速度之间的关系为
小球动能变化的大小表达式为
【小问4解析】
要验证机械能守恒只需验证钢球增加的动能等于钢球减少的重力势能，即
化简得
斜率的绝对值为
13. 如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动，已知地球半径为，轨道A半径是，将飞船转移到另一个半径为的圆轨道B上去，已知地球质量为，飞船质量为，万有引力常数为。
（1）求飞船在轨道A上环绕速度；
（2）飞船轨道B环绕加速度。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
飞船在轨道A上绕地球做匀速圆周运动，有
解得
【小问2解析】
飞船在轨道B上绕地球做匀速圆周运动，有
解得
14. 如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为、带电荷量为的圆环套在竖直杆上，质量为、带电荷量为的滑块静置于水平地面上，滑块与地面间的动摩擦因数为，、均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为，静电力常量为，重力加速度为，求：
（1）圆环所带电荷种类；
（2）圆环所受支持力和库仑力；
（3）滑块所受摩擦力。
【答案】（1）圆环带正电
（2），方向水平向右；，方向由b指向a
（3），方向水平向左
【解析】
【小问1解析】
圆环a能保持静止，根据平衡条件可知圆环a受到滑块b的库仑斥力，所以圆环a与滑块b带同种电荷，则圆环带正电。
小问2解析】
圆环a的受力分析如图所示
根据平衡条件可得，
可得圆环a所受支持力大小为
方向水平向右；圆环a所受库仑力大小为
方向由b指向a。
【小问3解析】
以滑块b为对象，根据受力平衡可得滑块b所受摩擦力大小为
方向水平向左。
15. 如图所示，在水平向右的、强度E＝2000V/m的匀强电场中，质量的带电粒子以大小、方向和水平方向成30°的初速度从A点射入，发现它恰能做直线运动。以A点所在的等势面为参考平面，电场区域足够大。试求：
（1）粒子的电性和电量；
（2）粒子沿直线前进的最大距离；
（3）粒子在（2）问过程中电势能的变化量是多少。
【答案】（1）负电；；（2）2.5m；（3）电势能增加
【解析】（1）由题意可知，该带电粒子所受的电场力方向应水平向左，与电场方向相反，所以粒子带负电，设其电荷量为q，则有
可得
（2）粒子所受的合力大小为
根据动能定理得
联立得
x=2.5m
（3）由于
电场力做负功，电势能增加，增加量为
16. 如图所示，AB是光滑的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，将弹簧水平放置，一端固定在A点。现使质量为m的小滑块从D点以速度v0=进入轨道DCB，然后沿着BA运动压缩弹簧，弹簧压缩最短时小滑块处于P点，重力加速度大小为g，求：
（1）在D点时轨道对小滑块的作用力大小FN；
（2）弹簧压缩到最短时的弹性势能Ep；
（3）若水平轨道AB粗糙，小滑块从P点静止释放，且PB=5l，要使得小滑块能沿着轨道BCD运动，且运动过程中不脱离轨道，求小滑块与AB间的动摩擦因数μ的范围。
【答案】（1）；（2）；（3）μ≤0.2或0.5≤μ≤0.7
【解析】（1）在D点，根据牛顿第二定律有
解得
（2）根据能量守恒定律有
解得
（3）小滑块恰能能运动到B 点，根据能量守恒定律有
解得
μ=0.7
小滑块恰能沿着轨道运动到C点，根据能量守恒定律有
解得
μ=0.5
所以
0.5≤μ≤0.7
小滑块恰能沿着轨道运动D点，根据牛顿第二定律有
根据能量守恒定律有
解得
μ=0.2
所以
μ≤0.2
综上可得
μ≤0.2或0.5≤μ≤0.7