上海市闵行区六校联考2024-2025学年高一上学期10月期中物理试卷[解析版]
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这是一份上海市闵行区六校联考2024-2025学年高一上学期10月期中物理试卷[解析版],共14页。
一.中国空间站
2021年10月17日,神舟十三号载人飞船出征太空,并成功与中国空间站组合体完成自主对接、出舱,以及在轨驻留六个月,空间站绕地球一圈约90分钟。驻留期间,航天员进行了“天宫课堂”授课,王亚平抛出一只“冰墩墩”后,“冰墩墩”沿抛出方向近似匀速直线前进。
1. 根据下列器材在地面上使用时的主要功能,航天员在空间站中同样可以正常使用的是( )
A. 单摆演示器B. 弹簧拉力器
C. 家用体重秤D. 哑铃
2. 神舟十三号与空间站对接过程中,______(选填:A.可以 B.不可以)把神舟十三号看作质点。
3. “天宫课堂”中,“冰墩墩”近似匀速直线前进,这一过程中“冰墩墩”受到( )
A. 万有引力B. 向心力C. 离心力
4. 空间站绕地球运行的角速度约为______rad/s。(保留2位有效数字)。
5. 空间站的速度______第一宇宙速度(选涂:A.大于B.等于C.小于);同步地球卫星的周期为______小时。
6. 空间站绕地球运行的轨道半径,约为地球同步卫星绕地球运行的轨道半径的( )
A. B. C.
7. 考虑相对论效应,在高速飞行的空间站里的时钟走过10s,理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间( )
A. 大于10sB. 小于10sC. 等于10sD. 都有可能
【答案】1. B 2. B 3. A 4. 1.2×10-3 5. C 24 6. C 7. A
【解析】
【1题解析】
由于空间站中的物体处于完全失重状态,所以单摆演示器、家用体重秤、哑铃均不能正常使用,弹簧拉力器可以正常使用。
故选B。
【2题解析】
当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小,可以忽略不计时,可将物体看成质点,所以神舟十三号与空间站对接过程中,不能把神舟十三号看作质点。
故选B。
【3题解析】
“天宫课堂”中,“冰墩墩”近似匀速直线前进,这一过程中“冰墩墩”受到万有引力。
故选A。
【4题解析】
由于空间站绕地球一圈约90分钟,则
【5题解析】
由于第一宇宙速度是最大的环绕速度,所以空间站的速度小于第一宇宙速度。
故选C。
同步地球卫星的周期等于地球自转周期,为24小时。
【6题解析】
根据开普勒第三定律
所以
故选C。
【7题解析】
根据狭义相对论钟慢效应可知,理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间大于10s。
故选A。
二.避雷针
闪电是云与云之间,云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。为避免闪电造成损害,高大的建筑物都装有避雷针。产生闪电的雷雨云底层带负电,建筑物的顶部会因静电感应而带正电,由于避雷针是尖的,在其周围形成强放电电场而导致尖端放电,使云层中积累的电荷通过避雷针导入避雷针大地,减少地面物受雷击的可能性。静电力常量,元电荷。
8. 某次避雷过程中,从云层向地面输送了16C的负电荷,此过程中有______个电子到达地面。
9. 在某次避雷放电前,避雷针周围电场的等势线如图所示。在图中画出一条通过b点的电场线______;
10. a、b两点中______点电场强度较大,______点电势较高(均选填:A.a B.b)。
11. 某次雷雨天气,带电云底层与避雷针之间的电势差。一个电子从带电云底层运动到避雷针的过程中:电场力对电子______(选填:A.做正功 B.做负功)。电子的电势能______(选填:A.增加 B.减少)了。
12. 如图所示,把质量为的带电小球A用绝缘丝线吊起,若将带电的小球B靠近它且B的电荷量为,两小球在同一高度且相距时,小球A平衡,丝线与竖直方向夹角为45°,小球A、B可视为点电荷,求:
(1)小球A带何种电荷;
(2)A受到的库仑力;
(3)小球A所带电荷量的大小。
13. 如图所示是静电推进装置的原理图,发射极与吸板接在电源两端,两极间产生电场,虚线为等差等势面(相邻等势面的电势差相等),在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸板,a、b是其路径上的两点,不计液滴重力,则( )
A. 液滴带正电,b点电场强度大B. 液滴带正电,a点电场强度大
C. 液滴带负电,b点电场强度大D. 无法判断
【答案】8. 1×1020
9. 10. B B
11. A .B
12. (1)见解析;(2)见解析;(3)5×10-9C 13. B
【解析】
【8题解析】
根据题意,到达地面的电子个数为
【9题解析】
由于电场线与等势面垂直,且由高电势指向低电势,所以通过b点的一条电场线如图所示
10题解析】
由于b点等势线较密,所以b点电场强度较大。
故选B。
由于沿电场线方向电势降低,所以b点电势较高
故选B。
【11题解析】
带电云底层与避雷针之间的电场强度方向由避雷针指向云层,所以电子所受电场力的方向向下,电子从带电云底层运动到避雷针的过程中:电场力对电子做正功。
故选A。
由于电场力对电子做正功,则电子的电势能减小。
故选B。
【12题解析】
(1)由于小球A处于平衡状态,所以小球A受竖直向下的重力,水平向左的库仑力,沿绳方向的拉力,AB相互吸引,所以小球A带负电;
(2)根据平衡条件可得
方向水平向左;
(3)根据库仑定律可得
代入数据解得
【13题解析】
由图可知,电场方向向右,液滴向右加速度,则液滴所受电场力方向与场强方向相同,则液滴带正电,a点等势线较密,则电场强度较大。
故选B。
三、生活离不开电
生活离不开电
14. 央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池 + 口香糖锡纸 = 取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图2),将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火(如图1),这里利用了电流的热效应。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等,则______段的电阻最大,因为材料和长度相同时,横截面积越______(“大”或“小”),电阻越大。
15. 在测量金属丝的电阻率的实验中,电路如图所示。若被测电阻丝的电阻在30 Ω左右,则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为( )
A. 0 ~ 1 ΩB. 0 ~ 50 ΩC. 0 ~ 500 Ω
16. 若有一根长为L直径为d的金属丝,测得阻值为R,则电阻率ρ = ______。
17. 如图电路,电源电压是6 V,且保持不变,定值电阻R1 = 1 Ω,R2 = 2 Ω。在滑动变阻器R3的滑片P由最上端移动到最下端的过程中,以下情况可能出现的是( )
A. 电压表增加2 V,电流表增加2 A
B. 电压表增加1 V,电流表增加0.5 A
C. 电压表减少2 V,电流表减少1 A
D. 无法判断
18. 如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置,电源输出电压恒为8 V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)当开关S接______时(选填“1”或“2”)平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时______(选择“相同”或“相反”),此过程中电容器的电容将______(选填“增大”或“减小”或“不变”)。
(2)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时I − t曲线与横轴所围成的面积将______(填“增大”“不变”或“变小”);放电时间将______(填“变长”“不变”或“变短”)。
【答案】14. ab 小 15. B
16. 17. C
18. 2 相反 不变 不变 变短
【解析】
【14题解析】
根据电阻定律
可知,横截面积越小,电阻越大,则ab断电阻较大。
【15题解析】
由于被测电阻丝的电阻在30 Ω左右,为了保证实验过程中电表读数变化较明显,则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0 ~ 50 Ω。
故选B。
【16题解析】
根据电阻定律
则电阻率为
【17题解析】
AB.滑动变阻器R3的滑片P由最上端移动到最下端的过程中,回路中电阻增大,电流减小,则电流表读数减小,故AB错误;
CD.若电流表减少1 A,根据欧姆定律可得,R2两端电压减少2 V,即电压表示数减少2 V,故C正确,D错误。
故选C。
【18题解析】
(1)当电容器上下极板直接相连时,电容器放电,所以当开关S接2时平行板电容器放电,此时流经G表的电流方向向左,与充电时电流方向相反,此过程中电容器所带电荷量减少,但电容不变。
(2)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,则放电电流变大,但电容器所带的电荷量不变,根据
可知,放电时I − t曲线与横轴所围成的面积将不变,但放电时间变短。
四、阅读材料“密立根油滴实验”
密立根油滴实验是美国物理学家密立根于1908-1913年进行的一项物理学实验,该实验首次测定了电子电荷。此实验的方法主要是平衡重力与电场力,使油滴悬浮于两片金属电极之间,并根据已知的电场强度,计算出整个油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数,因此认定此数值为单一电子的电荷。密立根因此获得了1923年诺贝尔物理学奖。
19. 关于元电荷,下列说法正确的是( )
A. 元电荷是自然界中电荷的最小单元B. 元电荷就是点电荷
C. 元电荷就是质子D. 1C的电量叫元电荷
20. 油滴在运动过程中受到的阻力可由斯托克斯公式计算(其中r为油滴半径,v为油滴下落的速度,为空气粘滞系数)。则空气粘滞系数的单位用国际基本单位制表示为( )
A. B. C. D.
21. 密立根在做油滴实验时,将带负电的油滴喷入竖直方向的匀强电场中,用显微镜观察,发现某个油滴在电场力和重力的共同作用下,缓慢地沿竖直向下方向做匀速运动。则对于该油滴( )
A. 它的电势能增大B. 它的电场力不做功
C. 它的电场力小于重力D. 无法判断
22. 一平行板电容器的带电量,两极板间的电压,则它的电容为______F(结果均保留两位有效数字);如果将两板的带电量各减少了一半,则两板电势差为______V,平行板电容器的电容将______。填(“变化”或“不变”)
23. 油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别接电源、正负极。油滴从喷雾器喷出后,由于相互碰撞而使部分油滴带负电。油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,观察者通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的电压为U,距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力及油滴间的相互作用。
(1)当某个质量为m的油滴恰好做匀速运动时,求该油滴所带电荷量q。
(2)观察到某个质量为2m的带负电油滴进入电场后由静止开始做匀加速运动,经过时间t运动到下金属板,求此油滴电势能的变化量∆Ep。
【答案】19 A 20. B 21. A
22. 1.5×10-8 1.0 不变
23 (1);(2)mgd
【解析】
【19题解析】
元电荷是最小的电荷量,即电荷的最小单元,其数值为1.6×10-19C,质子所带的电荷量等于元电荷。
故选A。
【20题解析】
根据题意可得
由于f的单位为N,即kg·m/s2,r的单位为m,v的单位为m/s,所以η的单位为
故选B。
【21题解析】
由于油滴在电场力和重力的共同作用下,向下做匀速运动,则油滴受到向上的电场力,则电场力等于重力,电场力做负功,电势能增大。
故选A。
【22题解析】
根据电容的定义式可得
如果将两板的带电量各减少了一半,电容不变,则两板电势差变为原来的一半,即1.0V。
【23题解析】
(1)若油滴做匀速运动,则
所以
(2)根据功能关系可得
五.套圈游戏
套圈游戏深得人们的喜爱。游戏时,将圆圈向前抛出,套中目标即为获胜。假定沿水平方向将圆圈抛出,忽略空气阻力。
24. 圆圈在空中( )
A. 做匀速运动B. 做匀变速直线运动
C. 做匀变速曲线运动D. 做变加速曲线运动
25. 若初速度,则从抛出开始,到的时间内圆圈速度变化的方向( )
A. 竖直向下B. 在水平方向上
C. 与水平方向成45°角斜向上
26. 某同学在试投时,圆圈落在图中的虚线位置。正式投掷时,为了能套住小熊,应( )
A. 保持初速度不变,增大抛出点的高度h
B. 保持初速度不变,减小抛出点的高度h
C. 保持抛出点的高度h不变,增大初速度
D. 同时增大抛出点的高度h和初速度
27. 为探究圆圈在水平方向的运动规律,某同学在实验室用图示装置进行研究。下列说法中合理的是( )
A. 应选用体积较大的木球研究
B. 每次小球释放的初始位置可以改变
C. 实验中,档板的高度必须固定不变
D. 斜槽的摩擦力对探究小球在水平方向的运动规律没有影响
28. 另一同学用频闪照相拍下圆圈运动的照片如图所示,已知方格每边对应的实际长度。
(1)画出圆圈经过图中位置C的速度方向______。
(2)相邻两个频闪的时间间隔______s,初速度______m/s。
【答案】24. C 25. A 26. B 27. D
28. (1) (2)0.1 2.5
【解析】
【24题解析】
圆圈抛出后只受重力,且速度方向水平,则圆圈做匀变速曲线运动。
故选C。
【25题解析】
速度变化量的方向与加速度方向相同,而圆圈的加速度为重力加速度。
故选A。
【26题解析】
由于圆圈做平抛运动,竖直位移不变,则圆周下落的时间不变,根据
可知,为了能套住小熊,若保持初速度不变,应减小运动时间,即减小抛出点的高度,若保持抛出点的高度h不变,减小初速度,故AC错误,B正确;
D.同时增大抛出点高度和初速度,水平位移x增大,故D错误。
故选B。
【27题解析】
A.应选用体积较小的铁球或小钢球研究,可以减小空气阻力影响,故A错误;
B.每次小球应从斜槽上同一位置静止释放,故B错误;
C.实验中,应不断调整挡板的高度,故C错误;
D.斜槽的摩擦力对探究小球在水平方向的运动规律没有影响,故D正确。
故选D。
【28题解析】
圆圈做平抛运动,轨迹的切线方向为速方向,所以圆圈经过图中位置C的速度方向如图所示
水平方向有
竖直方向有
联立解得
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