【物理】江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期期末模拟考试试题（解析版）

这是一份【物理】江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期期末模拟考试试题（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆中心
B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等
C. 表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同
D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的
【答案】C
【解析】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点的运行速率大于远日点的运行速率，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知
其中k与中心天体的质量有关，故月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故C正确；
D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但不是在牛顿运动定律的基础上导出了行星运动规律，故D错误。
故选C。
2. 关于以下场景的说法错误的是（ ）
A. 图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上
B. 如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电
C. 图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附
D. 如图丁所示，我们在户外遇到雷暴天气，可以停留在山顶或高大的树下躲避
【答案】D
【解析】A．根据图甲可知，极板A与电源正极链接，极板A带正电，带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用，带负电的尘埃被收集在带正电的极板A上，故A正确，不符合题意；
B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人身上的静电，故B正确，不符合题意；
C．图丙中摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，故C正确，不符合题意；
D．我们在户外遇到雷暴天气，在山顶或高大的树下躲避容易引发尖端放电，造成人体伤害，故D错误，符合题意。
故选D。
3. 在“天宫课堂”上，航天员叶光富用绳子一端系住装有水油混合液体的瓶子，做如图所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层，密度较大的水集中于小瓶的底部。在水油分离后做匀速圆周运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 瓶子整体不受重力
B. 水的角速度大于油的角速度
C. 在最高点水对油有向下的作用力
D. 油的向心加速度比水的向心加速度大
【答案】C
【解析】A．根据
可知瓶子受重力作用，故A错误；
B．油和水绕圆心转动的角速度相等，故B错误；
C．在最高点，油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指向圆心的作用力，故C正确；
D．根据
可知，水的向心加速度大小大于油的向心加速度大小，故D错误。
故选C。
4. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c三颗卫星的运动均看做匀速圆周运动，其中a是地球同步卫星，则（ ）

A. 卫星b的周期等于24h
B. 卫星 a发射时应该自东向西发射
C. 卫星c的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
D. 卫星a在运行时可以经过连云港的正上方，且离地面的高度是一定的
【答案】A
【解析】A．由图可知，卫星a、b的轨道半径相等，根据
解得
即卫星b的周期与地球同步卫星周期相等为24h。故A正确；
B．地球的自转方向为自西向东，卫星 a发射时为了节约能源，应该自西向东发射。故B错误；
C．由图可知卫星c为地球的环绕卫星，其发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。故C错误；
D．卫星a为地球同步卫星，在赤道上空与地球保持相对静止，且离地面的高度是一定的。在运行时不可能经过连云港的正上方。故D错误。
故选A。
5. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态
B. 图b中增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出
D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨
【答案】B
【解析】A．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力
处于超重状态，故A错误；
B．设绳长为L，绳与竖直方向上的夹角为，小球竖直高度为h，由
结合，得
两物体高度一致，则它们角速度大小相等，故B正确；
C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误；
D．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，关于该段运动过程，以下说法正确的是（ ）
A. 汽车的重力势能增大
B. 汽车所受合外力始终为零
C. 合外力对汽车做正功
D. 牵引力对汽车做的功与汽车克服阻力做的功相等
【答案】A
【解析】A．汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，重力做负功，重力势能增大，故A正确；
B．汽车做圆周运动，加速度不为零，故合外力不为0，故B错误；
C．根据动能定理可知，汽车由A匀速率运动到B的过程中，动能变化为0，所以合外力对汽车不做功，故C错误；
D．汽车由A匀速率运动到B，牵引力做正功，摩擦力与重力做负功，根据动能定理得
牵引力做功等于克服摩擦力与重力做的功，故D错误。
故选A。
7. 如图是探究库仑力的装置，将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零后，给A、B带上同种电荷。下列说法错误的是（ ）
A. 实验中A、B所带电荷量可以不相等
B. A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
C. 电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D. 用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数减半
【答案】C
【解析】A．库仑力是电荷间的相互作用力，库仑力与电荷所带电荷量的多少有关，与电荷间的距离有关，在探究库仑力的规律时，不一定A、B所带电荷量必须相等，故A正确，不符合题意；
B．A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力，故大小相等，故B正确，不符合题意；
C．两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比，故C错误，符合题意；
D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，则C与A分别所带电荷量是原A所带电荷量的一半，因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，故D正确，不符合题意。
故选C。
8. 中欧班列是指运行于中国与欧洲以及“一带一路”共建国家间集装箱国际联运列车，从开通至今已经完成2万次运输。列车采用内燃加锂电池的混合动力进行驱动，整车最大功率，行驶过程中受到阻力恒定，速度最高为，已知列车的总质量为，列车以最大功率启动，下列说法正确的是（ ）
A. 行驶过程中列车受到的阻力为
B. 列车以行驶时的加速度是
C. 列车加速过程中的平均速率是
D. 列车行驶1小时，牵引力对其做功为750kJ
【答案】B
【解析】A．当列车匀速行驶时，所受的牵引力等于阻力，即
解得行驶过程中列车受到的阻力为
故A错误；
B．当列车以行驶时，对列车由牛顿第二定律
其中
联立解得，列车以15m/s行驶时的加速度是
故B正确；
C．作出列车运动的图像，如图所示
由图可知，列车加速过程中的平均速率
故C错误；
D．根据列车以最大功率启动，则
故D错误。
故选B。
9. 如图为探究平行板电容器电容决定因素的实验装置，P为两极板间的一固定点。在某次实验中，保持极板上的电荷量Q和两极板的正对面积S不变，将左极板向左平移一小段距离，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器的电容会增大B. 两极板间的电场强度不变
C. 静电计指针偏角会减小D. P点的电势降低
【答案】B
【解析】AC．若实验中极板上的电荷量几乎不变，把左板向左平移一小段距离后，极板间距d变大，由
可知，电容C变小，由可知，电压U变大，静电计指针偏转角反应的就是极板间电压，故可观察到静电计指针偏转角变大，故AC错误；
B．极板间的电场强度可表示为
故场强与d无关，场强不变，故B正确；
D．由题意可知，左侧极板接地，即左侧极板的电势不变为零，有
由之前的分析可知，电场强度大小不变，左极板电势不变为零，P点到左极板的距离增加，所以P点电势升高，故D错误。
故选B。
10. 如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受静电力的作用，根据此图判断正确的是（ ）
A. 带电粒子一定带负电荷
B. 带电粒子在a、b两点的受力方向相同
C. 带电粒子在b点的加速度比在a点的大
D. 带电粒子在a点具有的动能一定大于在b点具有的动能
【答案】D
【解析】AB．带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据曲线运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知带电粒子在a、b两点的受力方向均沿实线指向左边，但二者方向不同；由于不清楚电场方向，所以无法判断粒子的电性，故AB错误；
C．根据电场线的疏密程度可知，b点处的强度小于a点处的强度，则带电粒子在b点受到的电场力小于在a点受到的电场力，带电粒子在b点的加速度比a点小，故C错误；
D．若粒子从a运动b，则电场力做负功，粒子动能减少，；若粒子从b运动a，则电场力做正功，粒子动能增加，故带电粒子在a点具有的动能一定大于在b点具有的动能，故D正确。
故选D。
11. 如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势沿x轴的分布如图所示，、、、是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 处的电场强度大于处的电场强度
B. 从到点的过程中，粒子的电势能先增大后减小
C. 若粒子能到达处，则的大小至少应为
D. 若，则粒子在运动过程中的最大动能为
【答案】D
【解析】A．在图像，图线的斜率表示电场强度的大小，由图可知处图线的斜率小于处图线的斜率，则处的电场强度小于处的电场强度，故A错误；
B．粒子从运动到的过程中，电势不断降低，负电荷的电势能不断增大；故B错误；
C．粒子能运动恰好运动到处，就能运动到处。设粒子恰能运动运动到处，初速度最小，根据动能定理得
解得：
所以若小球能运动到处，则初速度v0至少为，故C错误；
D．当带电粒子运动到处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理得：
解得最大动能为
故D正确。
故选D。
二、非选择题（本题共5小题，共56分，其中第13~16小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. 在利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）供实验选择的重物有以下四个，应选择__________。
A. 质量为10g的砝码B. 质量为200g的木球
C. 质量为50g的塑料球D. 质量为200g的铁球
（2）实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量____，动能增加量____。
（3）大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是__________
A. 利用公式计算重物速度
B. 利用公式计算重物速度
C. 存在空气阻力和摩擦阻力影响
D. 没有采用多次实验取平均值的方法
（4）某同学利用他自己实验时打出的纸带，分别测量出打出的各点到第一个点之间的距离h，算出各点对应的速度v，以h为横轴，为纵轴画出了如图所示的图线，图线未过原点O的原因是____________________。
【答案】（1）D （2） （3）C
（4）该同学先释放纸带之后才接通了打点计时器的电源或打第一个点时重物下落的速度不为0
【解析】
【小问1详解】
为了减小空气阻力的影响，重物应选用质量大、密度大的小球，则最优选择为质量为200g的铁球。
故选D。
【小问2详解】
打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则重物在B点的速度大小为
打O点到打B点的过程中，动能变化量为
【小问3详解】
AB．使用该公式计算可以得出速度大小从而求出动能变化量，但这默认了机械能是守恒的，重力势能变化大小等于动能变化大小，故AB错误；
C．实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因为空气阻力和摩擦阻力的影响，故C正确；
D．没有采用多次实验取平均值方法会导致偶然误差较大，不会使大多数实验结果相同，故D错误。
故选C。
【小问4详解】
图线不过原点，说明开始时物体已经具有速度，因此该同学先释放纸带之后才接通了打点计时器的电源或打第一个点时重物下落的速度不为0。
13. 如图所示，利用光滑斜面从货车上卸货，每包货物的质量，货物可看成质点，斜面倾角，斜面的长度，取，，，则货物从斜面顶端滑到底端的过程中，求：
（1）货物滑到斜面底端时的动能；
（2）重力对货物做功的平均功率。
【答案】（1） （2）
【解析】
小问1详解】
由动能定理有
又
代入数据得
【小问2详解】
物体下滑做匀加速直线运动
由
得
则
14. 如图所示，一质量为m的带电液滴，在大小为E，方向竖直向下的匀强电场中处于静止状态，重力加速度为g，求：
（1）液滴带什么电；电荷量多少；
（2）当场强的大小突然变为原来的2倍，方向保持不变时，液滴向什么方向运动；加速度多大。
【答案】（1）负电， （2）竖直向上运动，
【解析】
【小问1详解】
因为液滴受重力和静电力平衡，所以静电力方向向上，则液滴带负电。由平衡条件有
得
【小问2详解】
由题知，方向竖直向上的静电力增大，故液滴竖直向上运动。由牛顿第二定律有
解得
15. 一个带正电的粒子，电荷量为q，质量为m，由静止经电压为的加速电场加速，随后沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场，偏转电场两极板间距为d，极板长L。不计粒子的重力，整个装置如图所示，求：
（1）粒子出加速电场时速度的大小；
（2）粒子出偏转电场时速度偏转角度的正切值；
（3）粒子出偏转电场时沿垂直于板面方向的侧移距离y。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1详解】
粒子经加速场由动能定理有
得
【小问2详解】
粒子进入偏转场中做类平抛运动
粒子在偏转电场中的运动时间为
由得
又
得
【小问3详解】
沿电场方向粒子由静止做匀加速直线运动，由
得
16. 如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角的斜轨道BC平滑连接而成。将质量的小滑块从弧形轨道离地高的M处静止释放。已知滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力，取，，。
（1）选择水平地面为零势能面，求滑块在M处的机械能；
（2）若滑块运动到D点时对轨道的压力大小为6N，求竖直圆轨道的半径；
（3）若，试确定滑块最终停止的位置。
【答案】（1） （2） （3）A点右侧据A点1m距离处
【解析】
【小问1详解】
根据公式可得
【小问2详解】
滑块运动到D点有
得
滑块从初始位置滑至D点过程中由动能定理有
联立得
【小问3详解】
滑块在斜面上
知滑块无法停留在斜面上，最终会停止在水平面AB上，设滑块第一次滑上斜面假设滑行距离为s，滑块从最初到滑上斜面最高点的过程中根据动能定理有
得
则滑块第一次从斜面滑下来到地面的动能为
之后滑块在水平面上滑行返回A点时具有的动能为
则设滑块经光滑圆弧再次返回到水平面上还能继续运动的距离为，根据动能定理有
得
即最后滑块停在水平面上A点右侧据A点1m距离处。