2021-2022学年山东省泰安新泰市第一中学高一（下）第三次质量检测物理试题含答案

    新泰一中2021级高一下学期第三次质量检测

物理试题

考试时间：90分钟；

2022.06

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

一、单选题：本小题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（    ）

A. B. C. D.

2．如图所示，质量相同的两小球A、B，分别用长l和2l的轻绳挂在不同高度的天花板上，现拉起两小球使绳伸直呈水平状态，然后由静止释放，两小球运动过程中的最低点的位置在同一水平面上，以小球A开始释放的位置所在水平面的重力为零势能参考面，当两小球到达最低位置时（    ）

A．两球运动的线速度相等

B．两球运动的角速度相等

C．取同一水平面作为零势能点，两球的机械能相等

D．细绳对两球的拉力相等

3．如图所示，在竖直平面内，倾斜固定长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平面上的竖直轻弹簧连接．使物块位于A点时，细线自然拉直且垂直于长杆，弹簧处于原长．现将物块由A点静止释放，物块沿杆运动的最低点为B，C是AB的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则下列说法错误的是（    ）

A．物块和弹簧组成的系统机械能守恒

B．物块在B点时加速度方向由B指向A

C．A到C过程物块所受合力做的功大于C到B过程物块克服合力做的功

D．物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量

4．一个电阻接入某电路后，消耗的功率为110W，通过3C的电荷量时，有330J的电能转化为内能，则下列说法错误的是（    ）

A．电阻两端所加电压为330V B．电阻通电时间为3s

C．通过电阻的电流为1A D．这个电阻的阻值为110Ω

5．如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器的触头向右滑动过程中，则（    ）

A．电流表A1的示数减小、电流表A2的示数不变、电压表V的示数减小

B．电流表A1示数变化的绝对值比电流表A2示数变化的绝对值小

C．电阻R1消耗的功率一直减小，电源的效率一直增大

D．电容器C两极板的电场强度减小

6．北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（    ）

A. B. C. D.

7．如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系（U－I图线），图线②表示其输出功率与电流的关系（P－I图线）。则下列说法正确的是（    ）

A．电源的电动势为50V B．电流为2.5A时，外电路的电阻为20Ω

C．电源的内阻为 D．输出功率为120W时，输出电压是25V

8．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向通电时可以理解为短路，反向通电时可理解为断路）连接，电源正极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（    ）

A．上极板上移，带电油滴向下运动 B．上极板上移，P点电势升高

C．上极板下移，带电油滴向下运动 D．上极板下移，P点电势升高

二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但选不全得2分，有错选的得0分。

9．如图所示，水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线，一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点，已知该粒子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，且方向与等势线平行．A、B连线长为L，连线与竖直方向的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（    ）

A．该粒子一定带正电

B．匀强电场的电场强度大小为

C．该粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能

D．等势线b的电势比等势线d的电势高

10．2020年春天全世界发生新冠肺炎疫情，人们居家隔离，由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则（    ）

A．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较小

B．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高

C．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大

D．当A、B间电阻逐渐增大时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值不变

11．如图所示为玩具水弹枪的发射原理简图，水弹上膛时，弹簧被压缩，扣动扳机弹簧恢复原长，水弹被弹射出枪口，假设在此过程水弹与枪管的摩擦忽略不计，小朋友从1.25m高处迎风水平发射一颗质量为10g的水弹，水弹水平飞行15m后恰竖直落回地面，由于水弹水平方向速度较大且迎风飞行，认为水平方向空气阻力恒定不变，所以可以将水弹在水平方向的运动看作匀减速直线运动，而竖直方向水弹速度始终比较小，空气阻力可忽略不计，所以认为竖直方向水弹做自由落体运动，g取取，则以下选

项正确的是（    ）

A．水弹落地时的动能为0.125J B．空气阻力做功为15J

C．弹性势能为18J  D．空气阻力为2N

12．2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25m，人体弹射装置可以使运动员在4.5s内由静止达到入弯速度，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是（    ）

A．运动员匀加速运动的距离为81m B．匀加速过程中，绳子的平均弹力为200N

C．运动员入弯时的向心力为648N D．入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°

三、实验题：本题共22小题，共118分。

13．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如下图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测量物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中备有必要的基本测量工具。

（1）物体与桌面间的摩擦力_____________忽略不计（选填“可以”或“不能”），原因是_____________；

（2）实验时需要测量的物理量是：弹簧秤示数F、_________和_________；（填写选项）

A．圆周运动的半径R  B．水平面的高度h

C．小球运动周期T  D．绳子的长度L

（3）待测质量的表达式为_________________。（用物理量符号表示）

14．某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：

干电池E（电动势1.5V，内阻未知）；

电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）；

电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；

定值电阻R0（阻值为150Ω）；

滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；

待测电阻Rx；

开关S，导线若干。

测量电路如图所示。

（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为_______（填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω。

（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为________Ω。

（3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值_________（填“有”或“无”）影响

四、解答题：本题共4小题，共42分

15．（9分）半径为R、质量为M的星球表面有一长为L的细线，其一端固定在P点，另一端拴质量为m的小球，小球在水平面绕圆心O做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，引力常量为G，忽略星球自转的影响。求：

（1）星球表面的重力加速度大小；

（2）细绳受到的拉力大小；

（3）小球的线速度大小。

16．（12分）如图所示，小灯泡L标有“4V、1W”，滑动变阻器R总电阻为，当滑片P滑至某位置时，小灯泡L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A。工作一段时间后，由于外电路发生故障，小灯泡L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数变为10V。若导线完好，电路中各接触良好，电流表、电压表均为理想电表。

（1）若电路中只有一个用电器发生故障，试判断是L、R2、R中哪一个用电器发生了故障？该用电器所发生的故障是短路还是断路？

（2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？

（3）电源电动势和内电阻分别为多大？

17．（9分）示波器的核心部件是示波管，它是利用电场使运动粒子向预期方向偏转的。如图甲所示，平行极板长，宽度，极板间电压U0（未知）保持不变，一质量（重力不计）、电荷量的粒子沿极板中心线以速度射入极板间，正好在下极板边缘飞出。足够大的竖直屏与极板右侧相距，极板与竖直屏区域间不存在电场，已知M点是中心线与屏的交点。

（1）极板间电压U0为多大时粒子从极板边缘射出？射出时粒子的速度方向与初速度方向的夹角θ的正切值（）等于多少？

（2）求粒子打在竖直屏上的位置离M点的距离Y。

18．（12分）2022年2月18日，在北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛中，谷爱凌成功夺冠，为中国代表团赢得第八枚金牌，这也是她本届冬奥会继自由式滑雪女子大跳台夺金后的个人第二枚金牌。在比赛中，谷爱凌经过加速后以大小为的初速度滑下U型场地，已知U型场地为半径的半圆形，第一次到达底部的速度为，经过多次滑行，最终停止在轨道最低点。谷爱凌的质量为50kg，图甲为谷爱凌在滑雪，图乙为U型场地截面图（忽略空气阻力，取）问：

（1）第一次到达最低点，她对轨道的压力为多大？

（2）全过程摩擦力做了多少功？

（3）谷爱凌滑入轨道比赛过程中，有没有脱离轨道的情况？请说明理由。

新泰一中12021级高一下学期第三次质量检测

物理答案

选择题

13．可以   因为物体在飞船内处于完全失重，对桌面的压力为零，所以摩擦力为零   A   C  

14．A1   60   100   无

15．（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】

（1）由黄金代换得

   2分

解得

   1分

（2）对小球，由平行四边形定则得

   3分

（3）对小球，由合力提供向心力得

   2分

解得

   1分

16．（1）L断路；（2）20Ω；（3）12.5V；5Ω

【解析】

【详解】

（1）若R断路，电压表不应该有示数，不可能。若R短路，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电流表示数应该减小，不符合题意。若R2断路，电流表不应该有示数，不符合题意。若R2短路，则电压表不应该有示数，不符合题意。若灯泡短路，电压表不应该有示数，不符合题意。若灯泡断路，总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，路端电压增大，则电流表示数应该增大，同时电压表测量路端电压，符合题意。故障应是L断路。   3分

（2）发生故障后，根据上述分析可知，路端电压

则

   2分

发生故障前，并联部分电压

滑动变阻器两端电压

   2分

则

   1分

（3）发生故障后

   1分

发生故障前

   1分

联立解得

   1分

   1分

17．（1）200V，0.1；（2）3cm

【解析】

【详解】

（1）根据牛顿第二定律可得粒子在极板间做类平抛运动的加速度大小为

   1分

设粒子在极板间的运动时间为t0，则根据运动学规律可得

   1分

   1分

联立以上三式解得

   1分

粒子从两极板间射出时的速度方向的反向延长线一定过两极板之间的中心位置，则

   2分

（2）解法一（相似三角形法）：

根据几何关系可得

解得

解法二（一般公式法）：

粒子从两极板间射出后做匀速直线运动，则

   3分

18．（1）1480N；（2）-5900J；（3）不会脱离轨道

【解析】

【详解】

（1）在最低点由牛顿第二定律得

   2分

解得

   1分

由牛顿第三定律得

   1分

（2）从开始运动到静止，由动能定理得

   2分

解得

   1分

（3）第一次滑到最低点的过程由动能定理得

2分

解得

   1分

由于

1分

故第一次未到达轨道边缘速度就已为0，所以在比赛中，不会有脱离轨道做竖直上抛运动过程。    ‍1分