安徽省县中联盟2024-2025学年高一下学期联考（C）物理试卷（解析版）

这是一份安徽省县中联盟2024-2025学年高一下学期联考（C）物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1. 关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（ ）
A. 印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B. 超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料是为了静电屏蔽
C. 油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应绝缘良好
D. 燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了静电屏蔽
【答案】B
【解析】A．印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误；
B．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料构成金属网，起到静电屏蔽的作用，故选B；
C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应及时的把产生的静电导走，有利于消除静电，故C错误；
D．电子点火器需要瞬间高压放电，尖端电荷更容易聚集，所以燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了尖端放电，故D错误。
故选B
2. 历史上，一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”，“力”可以通过动能表示为，动能定理反映了力对空间的累积效应。对同一物体，下列说法正确的是（ ）
A. 速度变化量越大，物体的动能就越大
B. 物体的速度变化量越大，物体的动能变化量就越大
C. 合外力对物体做功越多，物体的动能变化量就越大
D. 物体的速度变化越大，所受合力就越大
【答案】C
【解析】A．动能公式为 ，动能大小由速度的平方决定，而非速度变化量。例如，物体速度从变为，速度变化量 ，但动能变化量为零。因此速度变化量大小与动能大小无直接关系，故A错误。
B．动能变化量取决于速度平方的变化。若速度大小不变仅方向改变（如匀速圆周运动），速度变化量虽大，但动能变化量为零。因此速度变化量大小与动能变化量无必然联系，故B错误。
C．根据动能定理 ，动能变化量等于合外力做的功。功越多，动能变化量必然越大，故C正确。
D．合力，而加速度。速度变化量大时，若时间也大，则加速度可能很小，合力不一定大。因此合力大小与速度变化量无直接定量关系，故D错误。
故选C。
3. 若在电场中的某点A放一试探电荷，它所受到的静电力大小为F，方向水平向右，下列说法中正确的是（ ）
A. 在A点放一个负试探电荷，它所受静电力方向水平向左
B. 在A点放一个负试探电荷，A点的电场强度方向为水平向左
C. 若将q移走，则该点的电场强度为零
D. 在A点放一个电荷量为的试探电荷，它所受的静电力大小仍为F
【答案】A
【解析】AB．在A点放一个正试探电荷时，受到电场力水平向右，可知A点的场强方向水平向右；在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向仍水平向右，负试探电荷所受的电场力方向水平向左，故A正确，B错误；
C．电场中某点的电场强度只由电场本身决定，与试探电荷无关，若将q移走，则A点的电场强度保持不变，故C错误；
D．在A点放一个电荷量为+2q的试探电荷，由于A点的电场强度不变，则试探电荷所受的电场力为2F，故D错误。
故选A。
4. 用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。如图甲所示是等量异种点电荷产生电场的电场线，如图乙所示是电场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称，则下列说法正确的是（ ）
A. A、D两点电场强度大小相等、方向相反
B. B、C两点电场强度大小相同、方向不相同
C. E、F两点电场强度大小相同、方向不相同
D. 从E到F过程中电场强度先增大后减小
【答案】D
【解析】A．根据对称性可知，A、D两处电场线疏密程度相同，可知A、D两点电场强度大小相等、方向相同，故A错误；
B．根据对称性可知，B、C两处电场线疏密程度相同，可知B、C两点电场强度大小相等，方向相同，故B错误；
C．根据对称性可知，E、F两点处，电场线疏密程度相同，电场线切线方向相同说明电场强度方向相同，则E、F两点电场强度大小相等，方向相同，故C错误；
D．由题图看出，从 E到 F电场线先变密，再变疏，所以电场强度先增大后减小，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，一物体在外力如图甲所示作用下运动的图像如图乙所示为余弦曲线，下列判断正确的是（ ）
A. 在时间内外力一直做正功，在时间内外力的功率逐渐减小
B. 在时间内外力一直做正功，在时间内外力的功率先增大后减小
C. 在时间内外力做功为零，在时间内外力的功率逐渐减小
D. 在时间内外力做功为零，在时间内外力的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】由动能定理知时间内，动能增量为0，即外力做功为0，外力先做负功后做正功时刻F最大，，F的功率为0，时刻，速度最大，F的功率为0，时间内，外力的功率先增大后减小。ABC错误，D正确。
故选D。
6. 宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。如图所示，三颗星始终位于同一直线上，两颗环绕星（质量相等）围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行，中央星的质量是每颗环绕星质量的2倍。引力常量为G，环绕星绕中央星做匀速圆周运动的周期为T，则每颗环绕星的质量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设每颗环绕星的质量为m，则中央星的质量为2m，对任一环绕星，有
解得每颗环绕星的质量
故选D。
7. 如图所示，一带电小球N用绝缘柄固定不动，再将一个质量为m，电荷量为的带正电小球M用一根不可伸长的轻质绝缘丝线悬挂起来，悬点O在小球N的正上方高度H处，当丝线与竖直方向夹角为时，小球M静止，此时M、N两球连线与丝线OM垂直。重力加速度为g，静电力常量为k，两球均可视为点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 小球N带负电
B. 小球M受到的库仑力的大小为
C. 小球M所在处的电场强度的大小为
D. 小球N的电荷量为
【答案】D
【解析】A．M球带正电，由题意可知，M、N间存在库仑斥力，则N球也带正电，故A错误；
B．对M球，由平衡条件可得，受到的库仑力大小为，故B错误；
C．由场强定义可得，小球M所在处的电场强度的大小为E=FqM=mg2qM，故C错误；
D．由库仑定律可知，M、N两球间的库仑力可表示为F=kqMqNHsinθ2，联立解得qN=mgH28kqM，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，质量为的小物块放在足够长的水平面上，用水平细线不计粗细紧绕在半径为的薄壁圆筒上，时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，圆筒角速度随时间变化的关系式为，物块和水平面之间的动摩擦因数为重力加速度g取，不计空气阻力，则（ ）
A. 小物块的速度随时间的变化满足
B. 物体做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 细线的拉力大小为
D. 时细线力的瞬时功率等于
【答案】D
【解析】A．圆筒角速度随时间变化的关系式为，圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，小物块的速度随时间的变化满足，故A错误；
B．物体做匀加速直线运动，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
解得细线的拉力大小为，故C错误；
D．时细线拉力瞬时功率，故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9. 如图所示，一位跳高运动员质量为62kg、身高为1.82m，在某次背越式跳高中跳过2.36m高的横杆而平落在垫子上，落垫时运动员的重心离地高度为66cm。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，近似认为站立状态的重心在身体的正中间，过杆时重心就在杆上，则（ ）
A. 运动员上升到最高点的过程中重力势能大约增加899J
B. 运动员上升到最高点的过程中重力势能大约减少1798J
C. 运动员下降阶段重力做功大约为1054J
D. 运动员下降阶段重力做功大约为527J
【答案】AC
【解析】AB．运动员上升到最高点，重心升高的距离为
克服重力做功
重力势能增加量，故A正确，B错误；
CD．下降阶段，重心下降距离
重力做功，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，人造地球卫星M、N（可看作质点）绕地球的运动可视为匀速圆周运动，卫星N为地球同步轨道卫星。C是纬度为的地球表面上一点，若某时刻C、M、N与地球自转轴在同一平面内，其中O、C、M在一条直线上，且，则（ ）
A. 卫星M的向心加速度小于地球表面上C点的向心加速度
B. 地球表面上C点做匀速圆周运动的圆心与卫星M做匀速圆周运动的圆心不同
C. 卫星M与卫星N的周期之比为
D. 卫星M与卫星N的线速度之比为
【答案】BC
【解析】A．因为，所以，即N卫星匀速圆周运动半径大于M卫星半径，由
得
知，又，所以
由，得，选项A错误；
B．卫星M、N绕地心做匀速圆周运动，C点运动的圆轨迹与地轴线垂直，圆心在图中O点正上方，选项B正确；
C．由
得
所以
又
所以，选项C正确；
D．由
得，又
所以，选项D错误。
故选BC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。
（1）在安装实验装置的过程中，应对实验装置反复调节，直到斜槽M末端切线必须是水平的，这样做的目的是 选填选项前的字母
A. 保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B. 保证小球飞出时，初速度水平
C. 保证小球在空中运动的时间每次都相等
D. 保证小球运动的轨道是一条抛物线
（2）实验中正确记录了小球的轨迹，得到如图乙所示的方格纸中a、b、c、d四个位置，测得小格的边长为L，小球经过相邻两点的时间间隔为T，则小球通过b点时的竖直分速度大小为__________，小球从斜槽M末端Q点运动到a点经历的时间为__________。
【答案】（1）B （2）
【解析】
【小问1解析】
A．平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平决定的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度决定的，选项A错误；
BC．研究平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必须保证小球抛出时速度是水平的，并非要研究小球在空中运动的时间，选项B正确，C错误；
D．无论小球飞出的初速度是水平的还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，选项D错误。
故选B。
【小问2解析】
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段过程的平均速度，则有小球经b点时的竖直分速度大小为
根据
可得
小球经a点时的竖直分速度大小有
小球经b点时的竖直分速度大小为
联立以上各式解得小球从Q点运动到a点经历的时间为
12. 某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。
（1）甲同学进行如下操作并测出如下数据。
①用天平测定小球的质量为
②测出小球的直径为
③用刻度尺测出电磁铁下端小球球心到光电门中心的距离为
④电磁铁先通电，让小球吸在开始端；
⑤电磁铁断电，小球自由下落；
⑥在小球经过光电门的时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为，由此可算得小球经过光电门时的速度大小为__________结果保留三位有效数字
⑦计算此过程中重力势能的减小量为__________J，小球动能的增加量为__________J。重力加速度g取，结果均保留三位有效数字
（2）乙同学用上述实验装置通过改变光电门的位置，用h表示小球到光电门的距离，用 v表示小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图乙所示的图像，则当地的实际重力加速度大小为__________结果保留两位有效数字
【答案】（1）⑥. ⑦. （2）
【解析】
【小问1解析】
利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得小球经过光电门时的速度为：
小球从电磁铁处下落到经过光电门时，小球重力势能减小量为
小球动能变化量为
【小问2解析】
根据机械能守恒,有
即有
所以图像中图像的斜率表示2g，由图可知，斜率
故当地的实际重力加速度
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图所示，A、B为真空中电荷量均为的两个固定的点电荷，相距为s，AB连线中点为O，C是中垂线上的一点，距O点距离为d，现将另一个电荷量为的点电荷固定在C点处，已知静电力常量为k，求：
（1）A电荷对电荷量为的点电荷的库仑力；
（2）电荷量为的点电荷在C点处所受的库仑力。
【答案】（1），方向由A指向C
（2），方向由O指向C
【解析】
【小问1解析】
如图所示
由库仑定律有
其中
可得，方向为由A指向C；
【小问2解析】
如上图所示，A、B两电荷对产生的电场力大小相同
则电荷量为的点电荷在C点处所受的库仑力大小为
根据几何关系有
解得，方向由O指向C。
14. 近日，中国第41次南极科学考察活动圆满落下帷幕，备受瞩目的“雪龙”号从南极出发经赤道返回上海。某同学设想，在考察船“雪龙号”上做一些简单的实验，来测定引力常量：当“雪龙号”停泊在赤道时，用弹簧测力计测量一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数，当“雪龙号”到达南极后，仍用弹簧测力计测量同一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数地球自转的周期为T，地球的平均密度为，圆周率为，不考虑地球两极与赤道半径差异。
（1）求引力常量；
（2）若已知地球的半径为，求人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
赤道地区，有
在地球两极地区，有
又因为
解得
【小问2解析】
当卫星贴近地表运行时线速度最大，由万有引力提供向心力
解得
15. 如图所示，半径的竖直半圆固定轨道BCD与光滑水平轨道AB平滑连接于点，水平面上固定一轻质弹簧，压缩弹簧储存的弹性势能（大小可调节）可以发射质量的小滑块（可视为质点），已知重力加速度大小，不计空气阻力，小滑块经过连接处没有能量损失，求∶
（1）若半圆轨道是光滑的，小滑块刚好能到达点，弹簧的弹性势能和小滑块在点对轨道的压力大小；
（2）若半圆轨道是光滑的，弹簧弹性势能为，小滑块运动过程中距点最大竖直高度；
（3）若半圆轨道是粗糙的，弹簧弹性势能为，小滑块到达点时对轨道压力为，则小滑块在半圆轨道上克服摩擦力做的功。
【答案】（1）， （2） （3）108J
【解析】
【小问1解析】
小滑块刚好能到达D点，则有
解得
根据机械能守恒定律有
解得
根据机械能守恒定律有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，可知对轨道的压力大小为60N。
【小问2解析】
根据题意有
可知小滑块可以冲过C点不能到达D点就离开圆弧轨道，设小滑块离开轨道的位置E与圆心的连线与水平方向夹角为，E距B点的竖直高度为h，根据机械能守恒有
根据牛顿第二定律有
根据几何关系有
解得
滑块从E点离开轨道后还能上升的最大高度为
小滑块运动过程中距B点最大竖直高度为
【小问3解析】
小滑块到达D点时对轨道压力为
则有
解得
根据能量守恒定律有
可得小滑块在半圆轨道上克服摩擦力做的功为