江苏省南通市海门区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份江苏省南通市海门区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版），文件包含江苏省南通市海门区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷原卷版docx、江苏省南通市海门区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。
2．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
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. 下列情形中可看作机械能守恒的是（ ）
A. 空中运动的铅球B. 旋转的摩天轮
C. 飘落的海棠花D. 无动力翼装飞行
【答案】A
【解析】
【详解】A．空中运动的铅球，受到的空气阻力较小，可忽略不计，只有重力做功，铅球机械能守恒，故A正确；
B．旋转的摩天轮要克服摩擦力做功，机械能不守恒，故B错误；
C．飘落的海棠花，克服空气阻力做功，机械能不守恒，故C错误；
D．无动力翼装飞行，除重力外，浮力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，穿戴屏蔽服的电力工作人员在几百万伏的高压电线上进行带电作业，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装，下列说法正确的是（ ）
A. 金属材料编织成的布不易被拉破
B. 屏蔽服也可以用绝缘材料替代金属材料制作
C. 电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电势为零
D. 电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电场强度为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装不易被拉破，A错误；
B．金属材料编织成的布在工作人员的外部形成静电屏蔽，避免工作人员受外界高压电场的伤害，屏蔽服不可以用绝缘材料替代金属材料制作，B错误；
CD．金属材料形成了一个等势体，内部电场为0，电势是相对零电势而言的，工作人员所在空间电势无法确定。C错误，D正确。
故选D。
3. 如图所示，两个远离星系的天体，它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，A的转动半径较小，其它天体对它们的作用可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 在相同的时间内A转过的角度大
B. 在相同的时间内A通过的弧长小
C. 若A、B的中心间距变小，则转动周期逐渐增大
D. 若A为黑体逐渐吞噬B而两者中心间距不变，则转动周期逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．双星系统中两天体的角速度大小相等，由可得在相同的时间内两天体转过的角度大小相等。故A错误；
B．两天体角速度大小相等，由线速度公式知，又，所以线速度，天体走过的弧长公式，可得。故B正确；
CD．由万有引力定律及牛顿第二定律得
其中
以上三式相加整理得
由上式可知，若A、B的中心间距变小，则转动周期逐渐减小。若A为黑体逐渐吞噬B，两天体质量之和不变，当两者中心间距不变，则转动周期也不变，故CD错误。
故选B。
4. 2024年3月20日，我国成功发射鹊桥二号中继星，通过近地点200公里、远地点42万公里的地月转移轨道，最后进入环月大椭圆使命轨道。则（ ）
A. 鹊桥二号的发射速度大于7.9km/s
B. 鹊桥二号在通过近地轨道与转移轨道上交接处时速度不变
C. 鹊桥二号在使命轨道上的运行周期与半长轴成正比
D. 鹊桥二号在近地轨道的周期与地球同步卫星的周期相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．7.9km/s是人造卫星发射的最小速度，鹊桥二号的发射速度大于7.9km/s，故A正确；
B．鹊桥二号在近地轨道与转移轨道的交接处做离心运动，速度增大，故B错误；
C．根据开普勒第三定律，鹊桥二号在使命轨道上的运行周期的平方与半长轴的立方成正比，故C错误；
D．根据
鹊桥二号在近地轨道的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则鹊桥二号在近地轨道的周期小于地球同步卫星的周期，故D错误。
故选A。
5. 一儿童沿直滑梯由静止开始下滑，则在下滑过程中（ ）
A. 儿童重力功率变小
B. 儿童所受支持力的功率变大
C. 儿童重力做的功等于重力势能的减少量
D. 儿童重力做的功等于动能的增量
【答案】C
【解析】
【详解】A．在下滑过程中，儿童速度逐渐增大，根据
可知儿童重力的功率逐渐增大，故A错误；
B．儿童所受支持力方向与速度方向垂直，支持力不做功，儿童所受支持力的功率不变，为零，故B错误；
C．根据功能关系，儿童重力做的功等于重力势能的减少量，故C正确；
D．在下滑过程中，儿童克服摩擦力做功，根据动能定理
可知儿童重力做的功大于动能的增量，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，带电粒子只在电场力作用下，沿曲线从A运动到B，下列说法中正确的是（ ）
A. A点的电势小于B点电势B. 该粒子带正电
C. 该粒子的电势能减少D. 该粒子的动能减少
【答案】D
【解析】
【详解】A．沿着电场线的方向电势降低，A点的电势高于B点电势，故A错误；
B．粒子在电场中受力方向与场强平行且指向轨迹凹侧，故受到电场力水平向左，与场强方向相反，故粒子带负电，故B错误；
CD．电场力做负功，动能减小，电势能变大，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，比荷相同、重力不计的、两个带电粒子，从同一位置水平射入竖直向下的匀强电场中，粒子打在板的点，粒子打在板的点，则（ ）
A. 、均带负电
B. 的初速度一定小于的初速度
C. 运动时间一定小于的运动时间
D. 该过程中所受电场力做的功一定大于的
【答案】B
【解析】
【详解】A．因电场线向下，两粒子均受向下的电场力而做类平抛运动，故均带正电，故A错误；
B．设任一粒子的速度为v0，电量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度为
对竖直分运动匀加速直线运动，有
对水平分运动为匀速直线运动，有
联立得
因比荷相同，相同，相同，则大的初速度大，即的初速度一定小于的初速度，故B正确；
C．由竖直分运动可得时间为
因比荷相同，相同，相同，则的运动时间一定等于的运动时间，故C错误；
D．由于只有电场力做功，有
两粒子比荷相同，相同，相同，则无法比较电量关系，故无法比较做功关系，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，长为2R的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，当棒达到静电平衡后，感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度为（ ）
A. 方向向右B. 0
C. 方向向左D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】由于静电平衡，导体棒中的电场为零，即点电荷q在O处产生的电场与棒上感应电荷在O处产生的电场等大、反向，合场强为零，大小为
正点电荷q在O处产生的电场方向向右，所以棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场方向向左。
故选C。
9. 2024年春节，哈尔滨冰雪大世界火爆全国。如图所示，某游客从起点A静止开始沿倾斜冰面AC下滑，最终停在水平冰面上的B点。若不同游客与各冰面间的动摩擦因数相同，不计游客在冰面连接处的机械能损失，下滑过程在同一竖直面内。以下说法正确的是（ ）
A. 不同游客到达底端C的动能一定相同
B. 不同游客到达底端C的速度大小一定相同
C. 质量大的游客将滑到B的左侧
D. 游客损失的机械能与游客质量无关
【答案】B
【解析】
【详解】A．动能的大小与游客的质量有关，不同游客的质量可能不同，故不同游客到达底端C的动能不一定相同，A错误；
B．从A到C由动能定理得
可知不同游客到达底端C的速度大小一定相同，B正确；
C．从A到B由动能定理得
可知不同质量的游客都将停在B点，C错误；
D．游客损失的机械能即为以BC所在平面为零势能面时其在A点的重力势能，与游客质量有关，D错误；
故选B。
10. 在空间中有平行xOy平面的匀强电场，置于原点O的粒子源向各个方向射出电荷量为+e，初动能为Ek0的粒子，有的粒子可以打到与粒子源相切的圆环上，如图所示，发现这些粒子中到达A点的粒子动能最大且为Ekm。不计粒子重力及粒子间相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 过A点的电场线与x轴平行B. 该匀强电场的方向沿OA方向
C. 到A点的粒子电势能增加Ekm-Ek0D. 电势差UAB=
【答案】D
【解析】
【详解】AB．依题意，A点是圆环上电势最低的点，由匀强电场的电场分布特点可知该匀强电场的方向沿CA方向。故AB错误；
C．依题意，带电粒子从O到A，电场力做正功，根据
可知粒子到A点的粒子电势能减少Ekm-Ek0。故C错误；
D．由A选项分析可知
则有
故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共60分，其中第12~15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．
11. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量均为M的重球A 和 B，在B下面再挂质量为m的重物C，由静止开始释放，验证机械能守恒（重力加速度为g）。
（1）如图乙所示，实验中使用直尺与三角板测得重球A的直径d= ____mm；
（2）某次实验中测得重球A经过光电门的时间为t，则重球A上升h时的瞬时速度为____ ；系统重力势能减少量Ep=____ （用m、M、h、d、t、g表示）；
（3）甲同学在实验中发现：重力势能减少量Ep略小于动能增加量Ek，你认为原因是
A. 空气有阻力、滑轮有摩擦B. 光电门不在小球A的正上方
C. 高度测量有偏差D. 定滑轮质量不可忽略
（4）乙同学在实验中保持h不变，改变重物C的质量，测得多组m和对应通过光电门的时间t，绘制出如图丙所示的 t2图像，图线与纵轴截距为b，斜率为k，则重锤A的质量M=____（用b、k表示）。
【答案】（1）90 （2） ①. ②. mgh （3）BC
（4）
【解析】
【小问1详解】
[1]直尺分度值为1mm，直径
d=9.0mm
【小问2详解】
[1][2]重球A 上升h时的瞬时速度为
系统重力势能减少量
Ep=mgh
【小问3详解】
[1]A．空气有阻力、滑轮有摩擦，机械能减小，则Ep大于Ek，故A错误；
B．光电门不在小球A的正上方，可能造成测量的速度偏大，从而Ep小于Ek，故B正确；
C．高度测量有偏差，可能造成h由误差，mgh有误差，从而Ep小于Ek，故C正确；
D．定滑轮质量大小对测量无影响，故D错误。
故选BC。
【小问4详解】
[1]根据机械能守恒
得
斜率
纵轴截距
解得
12. 设想嫦娥一号登月飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上以初速度v0竖直上抛一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）月球的第一宇宙速度v。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球经时间t落回抛出点，可得
月球表面的重力加速度大小为
（2）根据万有引力与重力的关系
根据万有引力提供向心力
月球的第一宇宙速度大小为
13. 在水平向右的匀强电场中，长为l的绝缘轻绳悬挂一个质量为m、电量为+q的带电小球，当小球静止时，轻绳与竖直方向夹角为37°，如图所示。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）若将小球从最低点位置由静止释放，小球运动的最大速度vm。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当小球静止时，由平衡条件得
得
（2）重力与电场力的合力方向与竖直方向夹角为，当轻绳与竖直方向夹角为时，小球速度最大，对小球摆动过程运用动能定理
解得
14. 如图所示为赛车拉力赛的模拟图，在水平桌面上固定半圆形挡板墙BC，BC的半径R=m。质量m=0.1kg玩具遥控小车从A点静止开始做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，一段时间后小车达到额定功率，到达B点前小车做速度v=1.2m/s的匀速运动，小车到达挡板墙B点时立即关闭电机，小车恰好沿半圆形挡板墙BC内侧运动。已知A到B的总时间为5.6s，小车受到水平桌面的阻力大小恒为0.1N，挡板墙的内侧面光滑，取g=10m/s2。求：
（1）小车电动机的额定功率Pm；
（2）小车做匀加速直线运动的时间t1；
（3）AB间的距离L及小车到达C端时的速度。
【答案】（1）Pm=0.12W；（2）t1=5s；（3）L3m，vC=0.8m/s
【解析】
【详解】（1）速度最大时，小车做匀速直线运动，额定功率为
且
解得
（2）在匀加速阶段，根据牛顿第二定律
匀加速阶段结束瞬间，功率达到最大
根据匀变速运动规律
解得
，
（3）匀加速过程中，有
解得
从匀加速阶段结束瞬间到B，根据动能定理
解得
AB间的距离为
从B到C，根据动能定理
解得
15. 如图所示的倒“T”字型装置中，圆环a和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴底部和环a，细线穿过光滑小孔O，两端分别与环a和小球b连接，细线与竖直杆平行，整个装置开始处于静止状态。现使整个装置绕竖直轴缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角为53°时，使整个装置以角速度ω匀速转动。已知弹簧的劲度系数为k，环a、小球b的质量均为m，重力加速度为g，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）装置静止时，弹簧的形变量x0；
（2）装置角速度为ω转动时，小孔与小球b的之间的线长L；
（3）装置由静止开始转动至角速度为ω的过程中，细线对小球B做的功W。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）装置静止时，对环a和小球b整体
kx0＝（m＋m）g
得弹簧的形变量
（2）对b球：由牛顿第二定律得
mgtanθ＝mω2·Lsinθ
解得小孔下方绳长
（3）整个装置以角速度ω匀速转动时，设弹簧的形变量为x2，对环a受力平衡
kx2＝mg＋T
对小球b
Tcsθ=mg
解得
小球b的速度
v=ω·Lsinθ
对b球，竖直方向上升的高度
Δh=L（1－csθ）－（x2－x0）
由动能定理得
解得细线对小球B做的功