2021-2022学年江苏省邳州市宿羊山高级中学高一（下）第二次学情检测物理试题含解析

邳州市宿羊山高级中学2021-2022学年度第二学期高一年级

第二次学情检测物理试卷

审核：高一物理组

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大

B. 若力对物体不做功，则力一定不会改变物体的运动状态

C. 电势降落的方向一定是电场强度的方向

D. 电工穿的高压作业服是用包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用，保护工人

【答案】D

【解析】

【详解】A．当弹簧从被压缩状态变长时，它的弹性势能减小，选项A错误；

B．若力对物体不做功，可能力与速度方向垂直，而力同样能改变物体的运动状态，例如匀速圆周运动物体的合力，选项B错误；

C．电势降落最快的方向是电场强度的方向，选项C错误；

D．电工穿的高压作业服是用包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用，保护工人，选项D正确。

故选D。

2. 小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是（　　）

A. 电火花计时器工作电压约为8V

B. 实验中应先释放纸带，再启动电火花计时器

C. 实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大

D. 若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．电火花计时器工作电压为220V，故A错误；

B．实验中应先启动电火花计时器，再释放纸带，故B错误；

C．由于纸带和限位孔之间存在摩擦以及空气阻力的作用，实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍小，故C错误；

D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用剩余部分纸带，通过测量任意两点A、B之间的高度差和计算出这两点的速度，根据

也能验证机械能守恒，故D正确。

故选D。

3. 2022年4月11日晚，受强对流天气影响，狂风暴雨袭击川渝地区，据气象部门监测，九龙坡区局地风力已达10级。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力传感器。如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大（两电极不接触）。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则（　　）

A. 电容器电容变小 B. 极板间电场强度变大

C. 极板间电压变小 D. 静电计指针张角越大，风力越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

在受到风力作用时，d减小，则电容器电容变大，故A错误；

B．极板间电场强度

不变，故B错误；

C．极板间电压

变小，故C正确；

D．风力越大，d越小，极板间电压越小，静电计指针张角越小，故D错误。

故选C。

4. 高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（　　）

A. 图中A点的电场强度小于B点的电场强度

B. 图中A点的电场强度大于B点的电场强度

C. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大

D. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．距离O点越远的位置场强越小，则图中A点的电场强度小于B点的电场强度，选项A正确，B错误；

CD．根据U=Ed可知，行人在OA连线上跨步时，两脚间距离越大跨步电压越大；沿着某同心圆上跨步时，无论两脚间距离多大，则电势相等，选项CD错误；

故选A。

5. 磁电式电流表（表头）最基本组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G，内阻，满偏电压，要将它改装为量程0~15V的电压表，所做的操作是（　　）

A. 串联一个30Ω的电阻

B. 并联一个3000Ω的电阻

C. 串联一个2970Ω的电阻

D. 并联一个2970Ω的电阻

【答案】C

【解析】

【详解】改装成电压表，需要串联电阻分压，根据欧姆定律得

解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

6. 据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为12米处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了2s后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（　　）

A. 机械能守恒 B. 机械能减少了24J

C. 动能增加了9J D. 所受的合力做了60J的功

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．药品匀加速下落，由

代入数据解得

故下落过程除重力外还受到阻力的作用，机械能不守恒，A错误；

B．由

解得

下落过程克服阻力所做的功为

即机械能减少24J，B正确；

CD．由动能定理可得

即合力做功36J，动能增加36J，CD错误。

故选B。

7. 北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星c组成，它们均为圆轨道卫星。若某中轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星b运行的线速度大于卫星c的线速度

B. 卫星a与卫星b一定具有相同的机械能

C. 可以发射一颗地球同步静止轨道卫星，每天同一时间经过温州上空同一位置

D. 若卫星b与卫星c的周期之比为3:1，某时刻两者相距最近，则约12小时后，两者再次相距最近

【答案】D

【解析】

【详解】A．由牛顿第二定律得

得

因卫星b运行的半径大于卫星c的半径，卫星b运行的线速度小于卫星c的线速度，A错误；

B．机械能包括卫星的动能和势能与卫星的质量有关，而卫星a与卫星b的质量不一定相同，故卫星a与卫星b不一定具有相同的机械能，B错误；

C．地球同步静止轨道卫星必须与地球同步具有固定的规定，只能在赤道上空的特定轨道上，不可能经过温州上空，C错误；

D．卫星c比卫星b多运行一周时两卫星再次相距最近

解得

即约12小时后，两者再次相距最近，D正确。

故选D。

8. 静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件（如阴极射线示波管）中。如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，分别是轨迹与等势线的交点。已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32 eV，在B点的电势能为，不计电子重力，下列说法正确的是（　　）

A. 电子一定是从A点运动到C点

B. 电子在经过等势线c时的动能为32eV

C. B点的电场强度大于A点的

D. 电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．分析可知粒子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；

B．电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32eV，又由于图中为等差等势线，B点的电势为15V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10V，则电子在经过等势线c时的电势能为-10 eV，因此动能为42eV，B错误；

C．等差等势线间的距离越小，电场强度越大，B点处的等差势线比A点处的密集，因此B点处的电场强度大于A点处的电场强度，C正确；

D．电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误。

故选C。

9. 如图所示，在密立根油滴实验中，一个质量为m的带电油滴进入两块相距为d的水平放置的平行板之间。未加电压时，油滴可以速度v匀速通过平行板区域。若在两平板间加电压U，油滴将在电场中减速到零并保持静止。已知油滴运动时所受阻力大小与运动速度和小球半径乘积成正比。重力加速度为g。则（　　）

A. 油滴带的电荷量为

B. 不加电压时，该油滴速度v与半径成反比

C. 该油滴从进入平行板到静止过程，做加速度减小的减速运动

D. 该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过程，下落的距离为

【答案】C

【解析】

【详解】A．电场中减速到零并保持静止，则有

解得

A错误；

B．油滴运动时所受阻力大小与运动速度和小球半径乘积成正比，设比例系数为，则有

设油滴的密度为，则有

未加电压时，油滴可以速度v匀速通过平行板区域，则有

整理得

不加电压时，该油滴速度v与半径的平方成正比，B错误；

C．加电场之后，带电油滴在运动过程中受力如图所示

油滴的加速度为

由此可知，该油滴从进入平行板到静止过程，做加速度减小的减速运动，C正确；

D．设该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过程，下落的距离为，该过程中克服空气阻力做功为，根据动能定理可得

解得

D错误。

故选C。

10. 如图所示，质量的小物块b置于倾角为的斜面体c上，通过绝緣细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷的小球M连接，左侧细绳与斜而平行，带负电荷的小球N用绝缘细绳悬挂于P点，两小球的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角且两小球之间的距离d=3cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面，且b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。静电力常量。下列说法正确的是（　　）

A. 初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为

B. 放电过程中，小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大

C. 地面对斜面体c的支持力先变小后变大

D. 小物块b和斜面体c之间动摩擦因数为

【答案】A

【解析】

【详解】A．由题意可得，初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为

对小球M受力分析得

其中

联立解得

故A正确；

B．放电过程中，两小球之间的库仑力F减小，对小球M受力分析得

则随着库仑力F减小，夹角减小，拉力减小。且开始时角，可求得M小球质量为

开始时绳子拉力为

则开始时，对物块b受力分析知

即开始时，斜面体对物块b的摩擦力为零，随着拉力减小，斜面体对物块b的摩擦力沿斜面向上，且有

可见，随着拉力减小，斜面体对物块b摩擦力一定增大，故B错误；

C．设bc整体质量为M，则对bc整体受力分析得

可见，随着拉力减小，地面对斜面体c的支持力一直变大，故C错误；

D．由题意知，放电结束后绳子拉力即为小球M的重力，且滑块b恰好没滑动，则对b受力分析得

解得

故D错误。

故选A。

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15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。

11. 兴趣小组的同学测量某金属丝的电阻率。

（1）用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置分别测量金属丝的直径。某次测量时，螺旋测微器示数如图甲所示，读数为___________mm。

（2）用图乙所示电路测量金属丝的电阻，实验室提供的实验器材有：

A.待测金属丝Rx（接入电路部分的阻值约5Ω）

B.直流电源（电动势4V）

C.电流表（0~3A，内阻约0.02Ω）

D.电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω）

E.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

F.滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流1A）

G.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流0.3A）

H.开关，导线若干

实验中，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填器材的序号）

（3）用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接___________。

（4）测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d、正确连接电路，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的U—I图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则金属丝的电阻率___________。

（5）由于电表内阻的影响，实验中电阻率的测量值___________（选填“大于”或“小于”）真实值，引起此误差的原因是___________。

【答案】    ①. 2.050    ②. D    ③. F    ④.     ⑤.     ⑥. 小于    ⑦. 由于电压表的分流作用，导致电流表测量的电流值比实际值大

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]图示螺旋测微器的示数为

（2）[2][3]电路中最大电流约为

电流表应选择D；为方便实验操作滑动变阻器应选择F；

（3）[4]由电路图可得实物图连接如下图所示

（4）[5] U—I图像的斜率k为电阻的阻值，由电阻定律得

解得

（5）[6][7]由于电压表的分流作用，导致电流表测量的电流值比实际值大，由欧姆定律

可得实验中电阻率的测量值小于真实值。

12. 假如你乘坐我国自行研制的、代表世界领先水平的神舟X号宇宙飞船，通过长途旅行，目睹了美丽的火星，为了熟悉火星的环境，飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，测得飞行n圈所用的时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G，求：

（1）神舟X号宇宙飞船绕火星运动的周期；

（2）火星的质量；

（3）火星表面的重力加速度．

【答案】（1）神舟X号宇宙飞船绕火星的周期T为；

（2）火星的质量为；

（3）火星表面重力加速度g为．

【解析】

【详解】（1）飞行n圈所用的时间为t，则神舟X号宇宙飞船绕火星的周期为：--1

（2）根据万有引力定律，有：--2

联立1，2解得：--3

（3）在表面上有：--4

联立3，4解得：

13. 长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：

（1）粒子末速度的大小；

（2）匀强电场的场强；

（3）两板间的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】(1)粒子离开电场时，合速度与水平夹角30度，由速度关系得合速度

(2)粒子在匀强电场中为类平抛运动，在水平方向上

在竖直方向上

由牛顿第二定律得

解得

（3）粒子做类平抛运动，在竖直方向上

解得

14. 如图所示，奥运会跳水比赛是我国的传统优势项目，为了备战2021年日本东京夏季奥运会，在某次跳台跳水训练中，质量为m=50kg的运动员从H=10m高处自由下落进入水中，将该运动过程简化为如图所示模型。假设运动员从入水开始受到水的阻力大小恒为f=1000N，受到水的浮力大小恒为F=500N。水池足够深，不计空气阻力，g取10m/s2。求运动员：

（1）在水中能到达的最大深度；

（2）在水中向下运动的时间；

（3）向下运动的过程中，减少的机械能。

【答案】（1）5m；（2）；（3）7500J

【解析】

【分析】

【详解】（1）运动员在整个下落过程中，根据动能定理有

代入数据得

（2）运动员在水面上自由下落过程由

入水处速度

在水中向下运动加速度为

在水中向下运动时间当

解得

（3）向下运动过程中，克服阻力做功等于运动员的机械能减少量，

即

或

15. 如图所示，竖直平面内固定半径R=3.0m的光滑圆弧轨道，在M处与水平传送带相切传送带与左侧紧靠的水平台面等高，台面的PN部分粗糙，PN的长度，P点左侧光滑，一左端固定、水平放置的轻质弹簧处于原长状态。质量的小物块从与圆心等高处由静止沿圆弧轨道下滑。已知传送带MN的长度，始终以速度顺时针转动，物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为，取重力加速度，弹簧始终在弹性限度内求：

（1）物块第一次滑到圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F；

（2）弹簧被压缩后具有的最大弹性势能Ep；

（3）物块最终停止运动时的位置到P点的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）小物块从圆心等高处由静止沿圆弧轨道下滑至M，由动能定理

解得

小物块在M点，列向心力公式

解得

由牛顿第三定律可知，圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F=30N。

（2）小物块滑上传送带，受到向右的摩擦力，小物块向左做匀减速直线运动，列牛顿第二定律

小物块向左匀减速到速度为零时的位移

由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速直线运动，小物块减速到传送带左端速度为v1

解得

小物块滑离传送带到弹簧被压缩最短，列动能定理

解得

弹簧被压缩后具有的最大弹性势能。

（3）小物块脱离弹簧时，滑上传送带时的速度，由动能定理可知

解得

此时小物块的速度小于传送带的速度，小物块将做匀加速直线运动，假设小物块可以加速到与传送带共速，则此时小物块的位移

解得

由于，所以小物块可以与传送带共速，运动至传送带的另一端，由于圆弧光滑，所以小物块下滑至传送带右端的速度依然为6m/s，小物块继续向左做匀减速直线运动，小物块向左匀减速到速度为零时的位移

由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速直线运动，小物块减速到传送带另一端的速度为v4

解得

此时，小物块向左做匀减速直线运动至滑离PN，有动能定理可知

解得

小物块从PN滑离后，与弹簧相撞又返回，由于光滑所以机械能守恒，小物块重新滑上PN的速度仍为，设小物块在PN做匀减速直线运动可至速度为零，列动能定理

解得

由于，所以小物块在小物块在PN做匀减速直线运动可至速度为零，此时与P点的距离为1.5m。