2021-2022学年贵州省“三新”改革联盟高一（下）月考物理试卷（四）（等级考）（含答案解析）

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2021-2022学年贵州省“三新”改革联盟高一（下）月考物理试卷（四）（等级考）1.  关于元电荷与点电荷，下列说法正确的是(    )A. 元电荷就是点电荷
B. 点电荷是最小的电荷
C. 元电荷的数值最早是由英国物理学家库仑测出的
D. 迄今为止，实验室发现，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍2.  如图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。电容器在充电过程中，其电容器所带电荷量Q与电容器两端电压U之间的关系，下列图像中正确的是(    )
A.  B.
C.  D. 3.  小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬骑车匀速前行．设小明与车的总质量为100kg，人与车的速度恒为，骑行过程中所受阻力约为车和人总重的倍，取，小明骑此电动车做功的功率约为(    )A. 10000 W B. 1000 W C. 100 W D. 10 W4.  用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，a、b是连线中垂线上相对O对称的两点，c、d是连线上相对O对称的两点。则(    )
 A. a、b场强相同，电势相等 B. a、b场强不相同，电势不相等
C. c、d场强相同，电势相等 D. c、d场强不相同，电势不相等5.  如图甲所示，两消防员在水平地面A、B两处使用相同口径的喷水枪对高楼着火点进行灭火。出水轨迹简化为如图乙所示，假设均能垂直击中竖直楼面上的同一位置点P。不计空气阻力，则(    )
A. A处水枪喷出的水在空中运动时间较长 B. B处水枪喷出的水击中墙面的速度较大
C. A处水枪喷口喷出水的初速度较大 D. B处水枪喷口每秒喷出水的体积较大6.  将一物体从距地面h高处自由释放，不空气阻力，重力加速度为g，以地面为重力势能的零势能面。当物体的动能等于势能时，物体速度大小为(    )A.  B.  C.  D. 7.  如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹，带电粒子只受电场力作用，运动过程中电势能减小，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是(    )A.  B.
C.  D. 8.  火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示。若已知某转弯处轨道平面与水平面夹角为，弯道处的圆弧半径为R，在该转弯处规定的安全行驶的速度为v，则下列说法中正确的是(    )
 A. 当实际行驶速度等于 v 时，轮缘挤压内轨
B. 当实际行驶速度大于 v 时，轮缘挤压外轨
C. 该转弯处规定的安全行驶的速度为
D. 该转弯处规定的安全行驶的速度为9.  如图所示是发射地球同步卫星过程的简化模型，发射卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道l、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，已知同步卫星离地高度约为地球半径的6倍，当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，除变轨瞬间，卫星均处于无动力航行状态。以下说法正确的是(    )A. 卫星在轨道 3 上运行的周期大于在轨道 1 上的运行周期
B. 卫星在轨道2上从Q点运动到P点的过程中，机械能增加
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度
D. 卫星在轨道2上Q点和P点的加速度之比为36：110.  高速公路在长下坡路段通常会设置避险车道，刹车失灵的载重货车可驶入避险如图所示，若刹车失灵且失去动力的货车以初速度经A点冲上避险车道，前进一段距离到B点减速为零，货车所受摩擦阻力恒定，A、B两点高度差为h，货车质量为m。已知重力加速度为g。下列关于该货车从A运动到B的过程说法正确的是(    )
A. 货车的重力势能增加了 B. 摩擦阻力做的功大于机械能的变化量
C. 动能的变化量等于重力做的功 D. 摩擦产生的热量为11.  如图2是“自由落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。

实验时，使用电火花计时器进行打点，则该打点计时器要接如图1的的______填“A”或“B”电源。
在实验中，下列物理量需用工具直接测量的有______，通过计算间接测量的有______。
A.重物的质量
B.重力加速度
C.重物下落的高度
D.重物下落的瞬时速度
在实验中，使用的电源频率为50Hz，自由下落的重物质量为，选择一条理想的纸带，测量数据如图3所示，g取，O为起始点此时重物的速度为零，A、B、C为纸带上连续三点，O、A之间有多个点没画出。从O到打下B点的过程中，重力势能的减少量______J，此过程中物体动能的增量______J。本题答案均保留三位有效数字
根据上面的实验数据，比较与的大小，尝试分析造成这一大小关系的原因：______。12.  一质量为的物体距离地面一定高度处自由下落，物体在落地瞬间速度大小为，不考虑空气的阻力，取重力加速度。求：
物体下落过程中，重力做的功；
物体下落过程中，重力做功的平均功率。13.  如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，，，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成角，一个电量为的正电荷从a移到b电场力做功为求：
匀强电场的场强E
电荷从b移到c，电场力做功
14.  “玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触，实现了中国人“奔月”的伟大梦想。为了获得月球的一些信息，在月球表面做了一个实验，在离月球表面高度为h处，将一小球以初速度水平抛出，水平射程为x。已知月球的半径为R。不考虑月球自转的影响。求：
月球表面的重力加速度大小；
若在月球表面发射月球的卫星，所需要的最小发射速度。15.  游乐场的过山车可以底朝上在图轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示，我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型，大弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为小圆轨道的最高点。已知小圆形轨道的半径为R，将一质量为m的小球可视为质点从大弧形轨道某位置滚下，小球进入小圆轨道后沿圆轨道运动，重力加速度为g，不考虑小球运动所受阻力。

小球从大弧形轨道距地面高处由静止释放，小球在N点对轨道的压力；
小球由静止释放的高度h不同，运动到圆形轨道的P点时，对轨道的压力大小F也不同。求F与h的关系式；
小球由静止释放的高度取某些值时，它可能会脱小圆形轨道。若小球在运动过程中没有脱离小圆轨道，请指出其释放高度h的取值范围。
答案和解析 1.【答案】D 【解析】解：元电荷是最小的电荷量单位，迄今为止，实验室发现，所有带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。故A错误，D正确。
B.点电荷是一种理想化模型，故B错误。
C.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测出的，故C错误。
故选：D。
根据元电荷的定义、元电荷的最早测量者、带电体所带电荷量与元电荷的关系作答；根据点电荷的含义作答。
注意元电荷是最小的电荷量单位，不是指具体的带电粒子，不能说质子就是元电荷，只能说把质子所带的电荷量或电子所带电荷量的绝对值称为元电荷。
 2.【答案】B 【解析】解：电容器充电过程中电荷量不断增大，两端的电压不断增大；在电容器的图像中，斜率表示电容的大小，又因为电容器的电容决定于电容器本身，与电容器所带的电荷量和两端的电压无关，同一电容器电容不变，所以图像的斜率不变，图线是一条倾斜直线，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据电容器充电过程中电荷量的变化、电势差的变化等方面进行分析；电容器的图像的斜率表示电容器的电容；电容器的电容决定于电容器本身。
注意电容器的电容决定于电容器本身，与电容器所带的电荷量和两端的电压无关，同一电容器电容不变，图像的斜率不变。
 3.【答案】C 【解析】解：设人汽车的速度大小为，人在匀速行驶时，人和车的受力平衡，阻力的大小为：，
此时小明骑此电动车做功的功率为：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
人在匀速行驶时，受到的阻力的大小和脚蹬车的力的大小相等，由可以求得此时人受到的阻力的大小．
在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度．
 4.【答案】A 【解析】解：由题可知，a、b两点和c、d两点都是关于O的对称点，根据等量异种电荷的电场分别特点，有，，即a、b场强相同，c、d场强相同；根据等量异种电荷中垂线上的电势为零，可知，即a、b两点电势相等；根据沿电场线电势逐渐降低，可知，即c点的电势高于d点的电势，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据电场线的疏密判断场强的大小，场强是矢量，不仅有大小，而且有方向；根据关于等量异种电荷连线中点O对称点的场强关系作答；规定无穷远处电势为零，等量异种电荷的中垂线延伸到无穷远处，中垂线上的电势为零，由此a、b两点的电势高低，根据沿电场线电势逐渐降低判断c、d两点的电势高低。
对于等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆。
 5.【答案】C 【解析】解：A、两喷水枪分别从A到P、B到P的运动可分别看成从P到A、P到B的平抛运动，因二者高度相同，故水枪喷出的水在空中运动时间相同，故A错误；
BC、因两喷水枪运动时间相同，竖直方向上的速度相同，根据可知，A处喷水枪的水平速度大，所以A处水枪喷出的水击中墙面的速度较大，故B错误，C正确；
D、由于A处水枪喷口的速度大，A处水枪喷口每秒喷出的水多，体积较大，故D错误；
故选：C。
利用逆向思维法，两小球运动的逆过程即为平抛运动；平抛运动可分解为水平方向的匀速的直线运动和竖直方向的自由落体运动。
解答本题的关键是能利用逆向思维法，结合平抛运动的基本处理方法运动的分解及其推论分析。
 6.【答案】A 【解析】解：设物体速度为v时，动能与势能相等，因此有；以地面为重力势能的零势能面，根据机械能守恒定律，代入数据联立解得，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据题意列出动能与势能的关系式，再根据机械能守恒定律求解。
注意：在运用机械能守恒定律时，要选择一个零势能面；题目中“物体的动能等于势能”是解题的关键。
 7.【答案】C 【解析】解：粒子的运动轨迹，判断粒子所受的电场力大体指向弯曲一侧，从而判断粒子受力的方向向右；
由于运动飞过程中粒子的电势能减小，所以电场力做正功，粒子运动的方向一定是c到a；故选项C正确，选项ABD错误；
故选：C。
根据粒子的运动轨迹，判断粒子所受的电场力大体指向弯曲一侧，从而判断粒子受到的电场力的方向；电场力做正功粒子的动能增大，电势能减小。
本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧；电场线的疏密表示电场强度的强弱；用电场力做功和能量守恒定律判断动能和电势能的变化。
 8.【答案】BC 【解析】解：ACD、火车以规定速度v转弯时，内、外轨道均不受侧压力作用，由其重力和轨道支持力的合力提供向心力，如图所示，则为轨道平面与水平面的夹角，根据合力提供向心力得：，解得：，故AD错误，C正确；
B、当转弯的实际速度大于规定速度v时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，轮缘挤压外轨，故B正确。
故选：BC。
火车以规定速度v转弯时，由其重力和轨道支持力的合力提供向心力，先根据平行四边形定则求出合力，再根据牛顿第二定律求v。当实际速度大于v时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力，火车有离心趋势。
本题关键要抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度v，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析。
 9.【答案】AC 【解析】解：根据万有引力提供向心力，解得：，故卫星在轨道3上运行的周期大于在轨道1上的运行周期，故A正确；
B.卫星在轨道2上从Q点运动到P点的过程中，只有引力做功，机械能守恒，故B错误；
C.卫星在轨道1上经过Q点时，需要点火加速，做离心运动才能进入轨道2，故卫星在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度，故C正确；
D.根据万有引力提供向心力可得，因为同步卫星离地高度约为地球半径的6倍，所以，故卫星在轨道2上Q点和P点的加速度之比为49：1，故D错误。
故选：AC。
根据万有引力提供向心力可知周期、加速度的关系，卫星在轨道2上从Q点运动到P点的过程中，只有引力做功，根据变轨原理分析Q点速度大小。
本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出加速度、周期的表达式，再进行讨论．要能够根据题目的要求选择恰当的向心力的表达式。
 10.【答案】D 【解析】解：A、货车重力势能的增加量，故A错误；
B、货车上升过程中，只有重力和阻力做功，根据能量守恒定律可知，摩擦阻力做的功等于机械能的减少量，故B错误；
C、根据动能定理可知，重力和阻力做功的代数和等于动能的变化量，故C错误；
D、根据能量守恒定律可知，摩擦产生的热量等于机械能的减少，即为，故D正确。
故选：D。
货车的重力势能增加等于克服重力做功；摩擦阻力做的功等于机械能的减少量；动能的变化量等于合力做的功；摩擦产生的热量等于机械能的减少。根据功能关系进行分析。
本题考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力以外的力做功有关。
 11.【答案】由于重物和纸带运动过程受到阻力作用，系统会损失一部分机械能 【解析】解：电火花计时器使用的电源是220V交流电源，所以应接B电源；
由于重物的动能和重力势能的表达式中都有的一次项，所以验证机械能是否守恒时m可以约去，不需要测量重物的质量；
B.本实验中重力加速度的值属于客观已知参量的范畴，应通过查阅书籍或网络从而获取相对最准确的值；
C.重物下落的高度需用刻度尺直接测量；
D.重物下落的瞬时速度是根据匀变速直线运动规律的推论间接计算测量的；
故需用工具直接测量的有C，通过计算间接测量的有D。
从O到打下B点的过程中，重力势能的减少量为，其中，代入数据解得，
打点计时器打点周期为，
打B点时重物的速度大小为，其中，代入数据解得，
此过程中重物动能的增加量为，代入数据解得，
由于重物和纸带运动过程受到阻力作用，系统会损失一部分机械能，造成。
故答案为：，，，由于重物和纸带运动过程受到阻力作用，系统会损失一部分机械能
根据题干电火花计时器应选用220V交流电源，再根据实验原理和实验操作分析；用匀变速直线运动的推论，可计算出打出B点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能变化，根据，求解重力势能变化；由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量。
解决本题的关键知道实验的原理，并掌握实验数据的处理，知道误差形成的原因。
 12.【答案】解：对物体下落过程，根据动能定理得，代入数据解得；
下落过程，由，
重力的平均功率，
联立解得；
答：物体下落过程中，重力做的功为32J；
物体下落过程中，重力做功的平均功率为40W。 【解析】根据动能定理求得重力的功，再根据平均功率的公式结合速度-时间公式求解即可。
本题考查动能定理以及平均功率的公式的应用，属于常规题，难度较小。
 13.【答案】解：根据得，匀强电场的场强
电荷从b移到c，
电场力做功 【解析】根据电场力做功公式，求出匀强电场的场强．结合功的公式求出电荷从b到c电场力做功。
解决本题的关键掌握功的公式，注意用该公式求解电场力做功只适用于匀强电场。
 14.【答案】解：小球做平抛运动，竖直方向有：
水平方向有：
联立解得
设月球质量为M，卫星质量为m。发射卫星需要最小速度为v，有
对月球表面质量为的物体，有
解得：
答：月球表面的重力加速度大小为；
若在月球表面发射月球的卫星，所需要的最小发射速度为。 【解析】小球在月球表面做平抛运动，根据平抛运动规律求解月球表面的重力加速度大小；忽略月球影响，月球表面的物体受到的重力等于万有引力，根据万有引力公式求出月球的重力加速度；
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出月球的第一宇宙速度。
本题考查了万有引力定律的应用，根据题意分析清楚小球的运动过程是解题的前提，应用平抛运动公式、万有引力公式与牛顿第二定律即可解题。
 15.【答案】解：小球从M到N的过程中，有

在N点
解得 
小球从M到P的过程中，有

在N点
解得
小球刚能做完整的圆周运动，则不脱离小圆轨道，在P点
得到
若小球只在下半四分之一圆弧运动，则同样不会脱离小圆轨道，由机械能守恒可得
所以当或或时，小球运动过程中不会脱离小圆轨道。
答：小球从大弧形轨道距地面高处由静止释放，小球在N点对轨道的压力为7mg；
小球由静止释放的高度h不同，运动到圆形轨道的P点时，对轨道的压力大小F也不同。求F与h的关系式为得；
若小球在运动过程中没有脱离小圆轨道，当或或时，小球运动过程中不会脱离小圆轨道。 【解析】根据动能定理结合牛顿第二定律求解轨道对它的支持力；
由动能定理结合牛顿第二定律可求解求F与h的关系式。
小球运动过程中不脱离轨道且小球可以过最高点，在最高点，据牛顿第二定律结合动能定理解决。
本题主要是考查了机械能守恒定律和竖直方向的圆周运动，解答本题的关键是知道机械能守恒定律的守恒条件，能够对物体进行受力分析，确定哪些力的合力或哪个力的分力提供了向心力，根据向心力的计算公式进行解答。