2022-2023学年山东省新泰市重点中学高一（下）第二次质量检测物理试卷（含解析）

2022-2023学年山东省新泰市重点中学高一（下）第二次质量检测物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  下列关于曲线运动的说法正确的是

A. 曲线运动一定是变加速运动 B. 做匀速圆周运动的物体加速度不变
C. 做曲线运动的物体动能一定改变 D. 做平抛运动的物体机械能守恒

2.  夏天人们常用蚊香来驱除蚊虫。如图所示，蚊香点燃后缓慢燃烧，若某滑冰运动员可视为质点的运动轨迹与该蚊香燃点的轨迹类似，运动的速率保持不变，则该运动员(    )

 

A. 线速度不变 B. 角速度变大
C. 向心加速度变小 D. 运动一圈所用时间保持不变

3.  如图所示，某人用力转动半径为的磨盘，力的大小不变，但方向始终与过力的作用点的转盘的切线一致，则在转动一周过程中力做的功为(    )
 

A.  B.  C.  D.

4.  质量分别为和的、两本书分别在水平恒力和的作用下沿水平桌面运动，撤去、后受摩擦力的作用减速到停止，它们的图像如图所示，下列说法正确的是(    )

 

A. 和大小相等 B. A、所受摩擦力大小相等
C. 、对、做功之比为 D. 摩擦力对、做功之比为

5.  如图甲，、为光滑绝缘水平面上一条电场线上的两点，两点相距，电场线上各点的电势随距点的距离变化的关系如图乙所示。图中斜虚线为图线在点的切线，切线与轴交于处。现将一质量、电荷量大小的小物块从点静止释放，向点运动，下列说法正确的是(    )

 

A. 该物块带负电
B. 该物块在点的电势能比在点的电势能大
C. 该物块运动到点时，加速度大小为
D. 该物块运动到点时，速度大小为

6.  如图，、、、、是真空中圆心为，半径为的圆弧上的个等分点，在、、、点分别固定一个电荷量为的正点电荷，在点固定一个电荷量为的负点电荷，静电力常量为，则圆心处的电场强度大小为  (    )
 

A.  B.  C.  D.

7.  如图所示，质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，绳长为，与水平方向成角时绳恰好在水平方向伸直。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度为，则(    )
 

A. 绳的张力可能为零
B. 绳的张力随角速度的增大而增大
C. 当角速度时，绳中弹力不为零
D. 当角速度时，若绳突然被剪断，则绳仍可保持水平

8.  如图所示，质量为、带电荷量为的粒子，以初速度从点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中点时，速率，方向与电场的方向一致，则、两点的电势差为(    )
 

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  四个相同的电流表分别改装成两个电流表、和两个电压表、，的量程大于的量程的量程，的量程大于的量程，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后(    )
 

A. 的读数比的读数小 B. 指针偏转角度比指针偏转角度小
C. 读数比读数大 D. 指针偏转角度比指针偏转角度大

10.  由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为，地球自转的周期为，引力常量为。假设地球可视为质量均匀分布的球体。下列说法正确的是(    )

A. 质量为的物体在地球北极受到的重力大小为
B. 质量为的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为
C. 地球的半径为
D. 地球的密度为

11.  如图所示，一水平放置的平行板电容器的下极板接地。一带电油滴静止于点。现将下极板向上移至虚线位置，则下列说法正确的是(    )

 

A. 油滴带负电 B. 、两极板间的电压保持不变
C. 点的电势减小 D. 油滴在点的电势能减小

12.  如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为，已知点与定滑轮等高，、两点间的距离为。现将小环从点由静止释放，下列说法正确的是(    )

 

A. 小环到达点时，重物上升的高度为
B. 小环在下滑过程中的机械能先增大后减小
C. 小环在点的速度与重物上升的速度大小之比为
D. 小环下滑的最大距离为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13.  如图所示，实验小组利用气垫导轨验证系统的机械能守恒，实验步骤如下：
先用天平测量出滑块和挡光条的总质量、钩码的质量。
用游标卡尺测量遮光条宽度，测量结果如图所示，则__________。
实验前滑块不连钩码，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门的时间大于通过光电门的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端__________选填“升高”或“降低”一些。
  
将气垫导轨调至水平，并将滑块移到图所示位置，测出遮光条到光电门的距离为。连上钩码释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间为。多次改变光电门的位置，每次都让滑块自同一点由静止开始滑动，测量相应的与值，他观察到图线是一条过原点的直线，重力加速度为，若直线的斜率满足__________用题中所给物理量符号表示，即可验证系统的机械能守恒。

14.  在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻约为，实验室备有下列实验器材：
A.电压表量程，内阻约为；
B.电压表量程，内阻约为；
C.电流表量程，内阻约为；
D.电流表量程，内阻约为；
E.滑动变阻器；
F.滑动变阻器；
G.电池组电动势为；
H.开关，导线若干。
为减小实验误差，应选用的实验器材有________填器材前面的序号。
为减小实验误差，应选用如图中________选填“甲”或“乙”为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图丙中的实物图用线连接起来。
______

若用毫米刻度尺测得金属丝长度为，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图丁所示，则金属丝的直径为________，电阻值为________。

金属丝的电阻率为________。结果保留位有效数字

四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

15.  假设在将来的某一天，一宇航员在半径为、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为的轻绳一端系一质量为的小球，另一端固定在点，当小球绕点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力恰好为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为，求：
该行星表面的重力加速度；
该行星的第一宇宙速度；
该行星的质量。

 

16.  如图甲所示，静止在水平地面上一个质量为的物体，在水平推力作用下运动，推力随位移变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为，。求：
运动过程中物体的最大加速度大小；
物体的速度最大时距出发点的距离；
物体停止的位置距出发点的距离。

 

17.  一束电子从静止开始经加速电压加速后，水平射入水平放置的两平行金属板中间，如下图所示。金属板长为，两板距离为，竖直放置的荧光屏距金属板右端为，若在两金属板间加直流电压时，光点偏离中线出现在荧光屏上的点，其中电子的质量为，电量为，不计电子重力及电子之间的相互作用。求：结果用、、、表示

电子刚进入偏转电场时的速度大小；

电子离开偏转电场时垂直于板面方向的位移大小；

打在荧光屏上的的长度和打到点时的动能。

18.  如图所示，在竖直平面内有一半径的光滑半圆形绝缘轨道与粗糙水平轨道无缝连接，空间有水平向左的匀强电场，电场强度。一质量带正电小滑块可视为质点，它与水平轨道间的动摩擦因数，在距离点处由静止释放，小滑块恰好运动到圆轨道的最高点，取，求：
小滑块所带电荷量；
小滑块在半圆形轨道上运动时的最大动能取；
小滑块离开点后，击中轨道的位置离点的水平距离。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查对曲线运动的认识，涉及机械能守恒的判断，对平抛运动和匀速圆周运动的理解，基础题目。
根据平抛运动可判断；根据匀速圆周运动可判断；根据机械能守恒条件可判断；根据匀速圆周运动中向心力的特征分析即可判断。
【解答】
A、曲线运动可以是匀变速运动，如平抛运动，故A错误；
C、做曲线运动的物体动能可以不变，如匀速圆周运动，故C错误；
D、做平抛运动的物体只受重力作用，其机械能守恒，故D正确；
B、做匀速圆周运动的物体的加速度大小不变，方向时刻改变，故B错误。  

2.【答案】 

【解析】略
 

3.【答案】 

【解析】

【分析】

功的公式，其中为恒力，如果力的大小不变化，方向变化，可以用微分方法求出每一小段做的功，这一段可以认为为恒力，然后把所有的功加起来。

本题主要考查的是变力做功，可以用微分的方法进行求解。

【解答】

在转动转盘一周过程中，力的方向时刻变化，但每一瞬时力总是与该瞬时的速度同向切线方向，即每一瞬时转盘转过的极小位移、、都与当时的方向同向，因而在转动一周过程中，力做的功应等于在各极小位移段所做功的代数和，即，故B正确，ACD错误。

故选B。

4.【答案】 

【解析】略
 

5.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查图像、动能定理、牛顿第二定律和动能定理的应用，解题问题的关键是掌握图像斜率的含义，知道图像的斜率的大小表示电场强度大小，知道沿电场方向电势降低，知道正电荷在电势高的位置，电势能大，结合动能定理分析判断。
【解答】
根据题意，由图可知，从电势逐渐降低，则电场方向由，小物块从点静止释放，向点运动，该物块带正电，由可知，正电荷在电势高的位置电势能较大，则该物块在点的电势能比在点的电势能小，故AB错误
C.根据图像中斜率表示可知，点的电场强度为，由牛顿第二定律可得，该物块运动到点时，加速度大小为，故C错误
D.根据题意，从过程中，由动能定理有，解得，故D正确。  

6.【答案】 

【解析】

【分析】

根据电场的叠加原理分析点的电场强度大小。
解答本题的关键要掌握等量异种电荷的电场和点电荷的电场分布情况，结合对称性和电场的叠加原理分析电场强度的变化情况。

【解答】

解：将点的点电荷看作电荷量为的正点电荷和电荷量为的负点电荷组合，圆弧上等分点上的个电荷量相等的点电荷在圆心处形成的电场强度之和为，电荷量为的点电荷在圆心处形成的电场强度为，故ABD错误，C正确。
故选C。

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查匀速圆周运动的相关知识，解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道小球竖直方向合力为零，这是解决本题的关键。
【解答】
A.小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知绳的张力不可能为零，故A错误；
B.根据竖直方向上平衡得：，解得：，可知绳的拉力不变，与角速度无关，故B错误；
当绳拉力为零时，有，
解得：，可知当角速度时，绳出现弹力，
此时若绳突然被剪断，绳的拉力沿竖直方向的分力必须与重力平衡，故绳不能保持水平，故C正确，D错误。
故选C。  

8.【答案】 

【解析】

【分析】
微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用，根据动能定理求出两点间的电势差涉及到电势差的问题，常常要用到动能定理。
本题的难点在于运动的处理，由于微粒受到两个恒力作用，运用运动的分解是常用的方法。
【解答】
粒子，从到，根据动能定理得：  
因为，

若只考虑粒子在竖直方向，只受到重力，做竖直上抛运动，有：，得：

由以上三式，则有，故C正确，ABD错误。
故选C。
 

9.【答案】 

【解析】

【分析】

本题关键要对电表的内部结构要了解：电流表是由表头与分流电阻并联；电压表是由表头与分压电阻串联。
电流表、是由相同的电流表改装而成的，的量程较大，分流电阻较小，串联时流过表头的电流较小，指针偏转的角度较小；电压表、是相同电流表改装而成的，串联时流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，量程较大的电压表读数较大。

【解答】

A.电流表、串联，流过电流表的电流相同，的读数与的读数相同，故A错误；

B.电流表、是由相同的电流表改装而成的，的量程较大，分流电阻较小，串联时流过表头的电流较小，指针偏转的角度较小，故B正确；

C.电压表、是相同电流表改装而成的，串联时流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同， 的量程大于的量程，所以，读数比读数大，故C正确；

D.两电压表的表头相同，串联时流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，故D错误。
故选BC。

10.【答案】 

【解析】略
 

11.【答案】 

【解析】略
 

12.【答案】 

【解析】略
 

13.【答案】；降低；； 

【解析】

【分析】
本题以利用气垫导轨验证系统的机械能守恒实验为情景，考查学生的实验探究能力
要求掌握游标卡尺的读数方法和知道实验原理，以及通过动能变化量与重力势能变化量的比较得出图像斜率的意义。
【解析】
游标卡尺的读数。
滑块通过光电门的时间大于通过光电门的时间，说明滑块在加速运动，故需要调节旋钮使轨道右端降低。
滑块和挡光条的总质量为，钩码的质量为，挡光条的宽度为，若机械能守恒，有：
，可得，故  

14.【答案】   乙   见下图         
 

【解析】略
 

15.【答案】解：小球在最高点时有

解得

当卫星绕该行星表面做圆周运动时有

解得

即该行星的第一宇宙速度为。
物体在该行星表面或附近时有

解得

【解析】见答案
 

16.【答案】解：由牛顿第二定律得

其中

解得

由题图乙得出，推力随位移变化的关系为

速度最大时，物体的加速度为零，则

解得

与位移的关系图线与轴围成的面积表示所做的功，即

对全程运用动能定理得

解得

【解析】见答案
 

17.【答案】解：电子经的电场加速后，由动能定理可得

解得电子刚进入偏转电场时的速度大小为

电子以的速度进入偏转电场做类平抛运动，则有
，，
联立解得电子离开偏转电场时垂直于板面方向的位移大小为

电子离开偏转电场时垂直极板速度大小为

电子离开偏转电场时偏转角的正切值为

根据几何关系可知，打在荧光屏上的的长度为

由动能定理得，打在荧光屏的点动能为
 

【解析】电子在加速电场中运动时，电场力对电子做正功，根据动能定理求解电子加速后的速度大小；
粒子离开偏转电场后做匀速直线运动，水平方向做匀速直线运动求出运动时间，竖直方向根据电子受到的电场力，求出电子刚开始到射出电场时的加速度，由位移公式即可求出偏转量；
求出竖直方向的分速度，电子离开电场后做匀速直线运动，由时间和速度求出偏转位移，再加上电场中的侧位移即为的距离。再根据动能定理得出达到荧光屏的电子的动能。
此题关键能掌握类平抛原理的应用，知道电子水平方向是匀速直线运动，竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动，熟练运用运动的合成与分解进行解题。
 

18.【答案】解：小滑块恰好运动到点，则

得

由动能定理可得

解得

由题意可知

等效重力与竖直方向夹角为度，由起点至“等效重力场”最低点过程列动能定
理方程有

解得

水平方向速度减为零的时间

由对称性可知小滑块再返回竖直线的时间

竖直方向小滑块做自由落体运动，下落的高度

即小滑块刚好击中点。

【解析】略