2021-2022学年江苏省邳州市宿羊山高级中学高一（下）第二次学情检测物理试题含解析

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邳州市宿羊山高级中学2021-2022学年度第二学期高一年级第二次学情检测物理试卷审核：高一物理组一、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. 下列说法正确的是（　　）A. 当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B. 若力对物体不做功，则力一定不会改变物体的运动状态C. 电势降落的方向一定是电场强度的方向D. 电工穿的高压作业服是用包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用，保护工人【答案】D【解析】【详解】A．当弹簧从被压缩状态变长时，它的弹性势能减小，选项A错误；B．若力对物体不做功，可能力与速度方向垂直，而力同样能改变物体的运动状态，例如匀速圆周运动物体的合力，选项B错误；C．电势降落最快的方向是电场强度的方向，选项C错误；D．电工穿的高压作业服是用包含金属丝的织物制成，这种作业服起到静电屏蔽的作用，保护工人，选项D正确。故选D。2. 小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是（　　）
 A. 电火花计时器工作电压约为8VB. 实验中应先释放纸带，再启动电火花计时器C. 实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大D. 若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒【答案】D【解析】【分析】【详解】A．电火花计时器工作电压为220V，故A错误；B．实验中应先启动电火花计时器，再释放纸带，故B错误；C．由于纸带和限位孔之间存在摩擦以及空气阻力的作用，实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍小，故C错误；D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用剩余部分纸带，通过测量任意两点A、B之间的高度差和计算出这两点的速度，根据也能验证机械能守恒，故D正确。故选D。3. 2022年4月11日晚，受强对流天气影响，狂风暴雨袭击川渝地区，据气象部门监测，九龙坡区局地风力已达10级。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力传感器。如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大（两电极不接触）。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则（　　）A. 电容器电容变小 B. 极板间电场强度变大C. 极板间电压变小 D. 静电计指针张角越大，风力越大【答案】C【解析】【详解】A．根据在受到风力作用时，d减小，则电容器电容变大，故A错误；B．极板间电场强度不变，故B错误；C．极板间电压变小，故C正确；D．风力越大，d越小，极板间电压越小，静电计指针张角越小，故D错误。故选C。4. 高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（　　）
 A. 图中A点的电场强度小于B点的电场强度B. 图中A点的电场强度大于B点的电场强度C. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大D. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小【答案】A【解析】【详解】AB．距离O点越远的位置场强越小，则图中A点的电场强度小于B点的电场强度，选项A正确，B错误；CD．根据U=Ed可知，行人在OA连线上跨步时，两脚间距离越大跨步电压越大；沿着某同心圆上跨步时，无论两脚间距离多大，则电势相等，选项CD错误；故选A。5. 磁电式电流表（表头）最基本组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G，内阻，满偏电压，要将它改装为量程0~15V的电压表，所做的操作是（　　）A. 串联一个30Ω的电阻B. 并联一个3000Ω的电阻C. 串联一个2970Ω的电阻D. 并联一个2970Ω的电阻【答案】C【解析】【详解】改装成电压表，需要串联电阻分压，根据欧姆定律得解得故C正确，ABD错误。故选C。6. 据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为12米处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了2s后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（　　）A. 机械能守恒 B. 机械能减少了24JC. 动能增加了9J D. 所受的合力做了60J的功【答案】B【解析】【分析】【详解】A．药品匀加速下落，由代入数据解得故下落过程除重力外还受到阻力的作用，机械能不守恒，A错误；B．由解得下落过程克服阻力所做的功为即机械能减少24J，B正确；CD．由动能定理可得即合力做功36J，动能增加36J，CD错误。故选B。7. 北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星c组成，它们均为圆轨道卫星。若某中轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内，下列说法正确的是（　　）
 A. 卫星b运行的线速度大于卫星c的线速度B. 卫星a与卫星b一定具有相同的机械能C. 可以发射一颗地球同步静止轨道卫星，每天同一时间经过温州上空同一位置D. 若卫星b与卫星c的周期之比为3:1，某时刻两者相距最近，则约12小时后，两者再次相距最近【答案】D【解析】【详解】A．由牛顿第二定律得得因卫星b运行的半径大于卫星c的半径，卫星b运行的线速度小于卫星c的线速度，A错误；B．机械能包括卫星的动能和势能与卫星的质量有关，而卫星a与卫星b的质量不一定相同，故卫星a与卫星b不一定具有相同的机械能，B错误；C．地球同步静止轨道卫星必须与地球同步具有固定的规定，只能在赤道上空的特定轨道上，不可能经过温州上空，C错误；D．卫星c比卫星b多运行一周时两卫星再次相距最近解得即约12小时后，两者再次相距最近，D正确。故选D。8. 静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件（如阴极射线示波管）中。如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，分别是轨迹与等势线的交点。已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32 eV，在B点的电势能为，不计电子重力，下列说法正确的是（　　）
 A. 电子一定是从A点运动到C点B. 电子在经过等势线c时的动能为32eVC. B点的电场强度大于A点的D. 电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同【答案】C【解析】【详解】A．分析可知粒子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；B．电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32eV，又由于图中为等差等势线，B点的电势为15V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10V，则电子在经过等势线c时的电势能为-10 eV，因此动能为42eV，B错误；C．等差等势线间的距离越小，电场强度越大，B点处的等差势线比A点处的密集，因此B点处的电场强度大于A点处的电场强度，C正确；D．电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误。故选C。9. 如图所示，在密立根油滴实验中，一个质量为m的带电油滴进入两块相距为d的水平放置的平行板之间。未加电压时，油滴可以速度v匀速通过平行板区域。若在两平板间加电压U，油滴将在电场中减速到零并保持静止。已知油滴运动时所受阻力大小与运动速度和小球半径乘积成正比。重力加速度为g。则（　　）A. 油滴带的电荷量为B. 不加电压时，该油滴速度v与半径成反比C. 该油滴从进入平行板到静止过程，做加速度减小的减速运动D. 该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过程，下落的距离为【答案】C【解析】【详解】A．电场中减速到零并保持静止，则有解得A错误；B．油滴运动时所受阻力大小与运动速度和小球半径乘积成正比，设比例系数为，则有设油滴的密度为，则有未加电压时，油滴可以速度v匀速通过平行板区域，则有整理得不加电压时，该油滴速度v与半径的平方成正比，B错误；C．加电场之后，带电油滴在运动过程中受力如图所示
 油滴的加速度为由此可知，该油滴从进入平行板到静止过程，做加速度减小的减速运动，C正确；D．设该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过程，下落的距离为，该过程中克服空气阻力做功为，根据动能定理可得解得D错误。故选C。10. 如图所示，质量的小物块b置于倾角为的斜面体c上，通过绝緣细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷的小球M连接，左侧细绳与斜而平行，带负电荷的小球N用绝缘细绳悬挂于P点，两小球的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角且两小球之间的距离d=3cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面，且b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。静电力常量。下列说法正确的是（　　）
 A. 初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为B. 放电过程中，小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大C. 地面对斜面体c的支持力先变小后变大D. 小物块b和斜面体c之间动摩擦因数为【答案】A【解析】【详解】A．由题意可得，初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为对小球M受力分析得其中联立解得故A正确；B．放电过程中，两小球之间的库仑力F减小，对小球M受力分析得则随着库仑力F减小，夹角减小，拉力减小。且开始时角，可求得M小球质量为开始时绳子拉力为则开始时，对物块b受力分析知即开始时，斜面体对物块b的摩擦力为零，随着拉力减小，斜面体对物块b的摩擦力沿斜面向上，且有可见，随着拉力减小，斜面体对物块b摩擦力一定增大，故B错误；C．设bc整体质量为M，则对bc整体受力分析得可见，随着拉力减小，地面对斜面体c的支持力一直变大，故C错误；D．由题意知，放电结束后绳子拉力即为小球M的重力，且滑块b恰好没滑动，则对b受力分析得解得故D错误。故选A。二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第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. 兴趣小组的同学测量某金属丝的电阻率。（1）用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置分别测量金属丝的直径。某次测量时，螺旋测微器示数如图甲所示，读数为___________mm。（2）用图乙所示电路测量金属丝的电阻，实验室提供的实验器材有：A.待测金属丝Rx（接入电路部分的阻值约5Ω）B.直流电源（电动势4V）C.电流表（0~3A，内阻约0.02Ω）D.电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω）E.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）F.滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流1A）G.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流0.3A）H.开关，导线若干实验中，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填器材的序号）（3）用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接___________。（4）测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d、正确连接电路，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的U—I图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则金属丝的电阻率___________。（5）由于电表内阻的影响，实验中电阻率的测量值___________（选填“大于”或“小于”）真实值，引起此误差的原因是___________。【答案】    ①. 2.050    ②. D    ③. F    ④.     ⑤.     ⑥. 小于    ⑦. 由于电压表的分流作用，导致电流表测量的电流值比实际值大【解析】【分析】【详解】（1）[1]图示螺旋测微器的示数为（2）[2][3]电路中最大电流约为电流表应选择D；为方便实验操作滑动变阻器应选择F；（3）[4]由电路图可得实物图连接如下图所示（4）[5] U—I图像的斜率k为电阻的阻值，由电阻定律得解得（5）[6][7]由于电压表的分流作用，导致电流表测量的电流值比实际值大，由欧姆定律可得实验中电阻率的测量值小于真实值。12. 假如你乘坐我国自行研制的、代表世界领先水平的神舟X号宇宙飞船，通过长途旅行，目睹了美丽的火星，为了熟悉火星的环境，飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，测得飞行n圈所用的时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G，求：（1）神舟X号宇宙飞船绕火星运动的周期；（2）火星的质量；（3）火星表面的重力加速度．【答案】（1）神舟X号宇宙飞船绕火星的周期T为；（2）火星的质量为； （3）火星表面重力加速度g为．【解析】【详解】（1）飞行n圈所用的时间为t，则神舟X号宇宙飞船绕火星的周期为：--1（2）根据万有引力定律，有：--2联立1，2解得：--3（3）在表面上有：--4联立3，4解得：13. 长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：（1）粒子末速度的大小；（2）匀强电场的场强；（3）两板间的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】(1)粒子离开电场时，合速度与水平夹角30度，由速度关系得合速度(2)粒子在匀强电场中为类平抛运动，在水平方向上在竖直方向上由牛顿第二定律得解得（3）粒子做类平抛运动，在竖直方向上解得14. 如图所示，奥运会跳水比赛是我国的传统优势项目，为了备战2021年日本东京夏季奥运会，在某次跳台跳水训练中，质量为m=50kg的运动员从H=10m高处自由下落进入水中，将该运动过程简化为如图所示模型。假设运动员从入水开始受到水的阻力大小恒为f=1000N，受到水的浮力大小恒为F=500N。水池足够深，不计空气阻力，g取10m/s2。求运动员：（1）在水中能到达的最大深度；（2）在水中向下运动的时间；（3）向下运动的过程中，减少的机械能。
 【答案】（1）5m；（2）；（3）7500J【解析】【分析】【详解】（1）运动员在整个下落过程中，根据动能定理有代入数据得（2）运动员在水面上自由下落过程由入水处速度在水中向下运动加速度为在水中向下运动时间当解得（3）向下运动过程中，克服阻力做功等于运动员的机械能减少量，即或15. 如图所示，竖直平面内固定半径R=3.0m的光滑圆弧轨道，在M处与水平传送带相切传送带与左侧紧靠的水平台面等高，台面的PN部分粗糙，PN的长度，P点左侧光滑，一左端固定、水平放置的轻质弹簧处于原长状态。质量的小物块从与圆心等高处由静止沿圆弧轨道下滑。已知传送带MN的长度，始终以速度顺时针转动，物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为，取重力加速度，弹簧始终在弹性限度内求：（1）物块第一次滑到圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F；（2）弹簧被压缩后具有的最大弹性势能Ep；（3）物块最终停止运动时的位置到P点的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）小物块从圆心等高处由静止沿圆弧轨道下滑至M，由动能定理解得小物块在M点，列向心力公式解得由牛顿第三定律可知，圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F=30N。（2）小物块滑上传送带，受到向右的摩擦力，小物块向左做匀减速直线运动，列牛顿第二定律小物块向左匀减速到速度为零时的位移由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速直线运动，小物块减速到传送带左端速度为v1解得小物块滑离传送带到弹簧被压缩最短，列动能定理解得弹簧被压缩后具有的最大弹性势能。（3）小物块脱离弹簧时，滑上传送带时的速度，由动能定理可知解得此时小物块的速度小于传送带的速度，小物块将做匀加速直线运动，假设小物块可以加速到与传送带共速，则此时小物块的位移解得由于，所以小物块可以与传送带共速，运动至传送带的另一端，由于圆弧光滑，所以小物块下滑至传送带右端的速度依然为6m/s，小物块继续向左做匀减速直线运动，小物块向左匀减速到速度为零时的位移由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速直线运动，小物块减速到传送带另一端的速度为v4解得此时，小物块向左做匀减速直线运动至滑离PN，有动能定理可知解得小物块从PN滑离后，与弹簧相撞又返回，由于光滑所以机械能守恒，小物块重新滑上PN的速度仍为，设小物块在PN做匀减速直线运动可至速度为零，列动能定理解得由于，所以小物块在小物块在PN做匀减速直线运动可至速度为零，此时与P点的距离为1.5m。