2019-2020学年江苏省常州市高一下学期教育学会学业水平监测物理试题 解析版
展开2020年7月
一、单项选择题(本题共6小题,每小题3分,共18分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于同步卫星下列说法正确的是( )
A. 同步卫星的质量一定相同
B. 同步卫星不可能通过通辽地区的正上空
C. 运行周期有可能小于
D. 同步卫星距离地面高度一定相同
【答案】BD
【解析】
AD:据可知,同步卫星周期一定,轨道半径一定,离地面高度一定;对于同步卫星的质量,不一定相同.故A项错误,D项正确.
BC:同步卫星与地球保持相对静止,可知同步卫星必须位于赤道的上方,与地球的自转周期相等.则同步卫星不可能通过无锡的正上空,同步卫星运行周期等于24h.故B项正确,C项错误.
2. 如图所示,撑竿跳运动包括三个阶段:助跑、撑竿起跳、越横竿,其中发生了弹性势能转化为重力势能的阶段是( )
A. 助跑阶段B. 越横竿阶段
C. 撑竿起跳阶段D. 越横竿阶段和助跑阶段
【答案】C
【解析】
【详解】助跑阶段没有弹性势能和重力势能,撑杆起跳阶段,运动员的高度上升,撑杆的弹性势能转化为运动员的重力势能,越横杆阶段弹性势能和重力势能都不变,C正确ABD错误。
故选C。
3. 两个分别带有电荷量-Q和+2Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为
A. 4FB. 2 FC. D. F
【答案】C
【解析】
【详解】相距为r时,根据库仑定律得:;由于带异种电荷时,接触后,各自带电量变为Q,则此时,两式联立得F′=;
A. 4F,与结论不相符,选项A错误;
B. 2 F,与结论不相符,选项B错误;
C. ,与结论相符,选项C正确;
D. F,与结论不相符,选项D错误;
4. 如图所示,我国歼舰载机在航母水平甲板上降落时,钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成角的斜向下的恒定拉力F作用,沿水平方向移动距离s,在此过程中力F对飞机做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,拉力与位移方向上的夹角为,则根据功的公式可得
故选C。
5. 小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱,小芳从家里的总电能表中测得在时间t内消耗的电能为W.设小芳家的供电电压为U,总电流为I,上述电器的总电阻为R,总功率为P.下列关系式正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于洗衣机是非纯电阻电路,欧姆定律不成立,所以关系式不成立,故A错误;
B.公式W=I2Rt只能用来求电热,不能用来求消耗的电能,故B错误;
C.由于洗衣机是非纯电阻电路,欧姆定律不成立,所以不成立,故C错误;
D.公式普遍适用,故D正确;
故D正确。
6. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度时撤去恒力,规定物体在地面的重力势能为零,不计空气阻力。则在整个过程中,物体的机械能E随时间t的变化关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】恒力做功的大小等于机械能的增量,撤去恒力后,物体仅受重力,只有重力做功,机械能守恒;设在恒力作用下的加速度为a,则机械能增量
知机械能随时间不是线性增加,撤去拉力后,机械能守恒,则机械能随时间不变。
故选C。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,每小题有多个选项符合题意,全选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分)
7. 如图所示,图线a对应导体的电阻为,图线b对应导体的电阻为,则下列说法中正确的是( )
A.
B.
C. 将与串联后接于同一电源上,则它们两端电压之比
D. 将与并联后接于同一电源上,则通过它们的电流之比
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.因为该图线是I-U图线,则图线的斜率倒数比值反映电阻的比值,所以电阻之比为,故A正确,B错误;
C.将与串联后接于同一电源上,电流相等,电压之比等于电阻之比,则它们两端的电压之比,故C正确;
D.将与并联后接于同一电源上,电压相等,电流之比等于电阻反比,则通过它们的电流之比,故D错误。
故选AC
8. 1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为、,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据开普勒第二定律可知,从远地点到近地点卫星做加速运动,而近地点到远地点,卫星做减速运动,所以近地点的速度大于远地点的即
故A错误,B正确;
CD.由公式
得
若卫星绕地心做轨道半径为r的圆周运动时,线速度大小为,将卫星从半径为r的圆轨道变轨到图示的椭圆轨道,必须在近地点加速,所以有
故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,平行板电容器和恒定直流电源相连,箭头表示电流方向.下列说法正确的有
A. 电容器正在充电
B. 电容器正在放电
C. 电容器两板间距离可能正在变大
D. 电容器两板间距离可能正在变小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.平行板电容器和恒定直流电源相连,电容器两端电压不变,箭头表示电流方向,则有电容器正在充电,故A正确,B错误;
CD.电容器正在充电,电容器两板所带电量增大,电容器的电容增大,根据,所以电容器两板间距离可能正在变小,故D正确,C错误;
故选AD。
10. 如图所示,虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,A、B、C为轨迹上的三点。下列判断正确的是( )
A. 轨迹在一条电场线上B. 粒子带正电
C. 场场强D. 粒子的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.带电粒子只在电场力作用下运动,要使轨迹与电场线重合,电场线一定为直线,由图可知,轨迹并不是直线,故A错误;
B.电场线方向从电势高的等势面指向电势低的等势面,根据曲线运动的受力特点可以判断粒子受力方向与电场线方向一致,故粒子带正电,故B正确;
C.等差等势面越密处电场强度越强,由图可知,A处等势面更密即A处电场强度更强,故C错误;
D.由图可知,A处的电势比C处电势低,由于粒子带正电,则
故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,两个相同的小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点,现将细绳拉至水平后由静止释放小球,以悬点所在平面为零重力势能面,当两小球通过最低点时,相同的是( )
A. 动能B. 重力势能C. 机械能D. 加速度
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据动能定理得
解得
因为L不等。所以速度不等,故动能不等,A错误;
B.以悬点所在平面为零重力势能面,又最低点到零势能面的高度不同,所以在最低点两球的重力势能不等,B错误;
C.两球在运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,质量相同,都从零势能面静止释放,所以在任意位置两者的机械能都相等,C正确;
D.根据
解得
所以两球加速度相等,D正确。
故选CD。
三、填空题(每空2分,共16分)
12. 现有一个电流表G,内阻Rg=30,满偏电流Ig=1mA。
(1)把它改装成量程为0~3V的电压表,要________(填“串联”或“并联”)一个_______的电阻。
(2)把它改装成量程为0~0.6A的电流表,要________(填“串联”或“并联”)一个_____的电阻。
【答案】 (1). 串联 (2). (3). 并联 (4). 0.05
【解析】
【详解】(1)[1][2]把它改装成量程为0~3V的电压表,要串联一个分压电阻,电阻大小为
(2)[3][4]把它改装成量程为0~0.6A的电流表,要并联一个分流电阻,其大小为
13. 用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d,质量为m的小球从A点由静止下落,下方处固定一个光电门B,小球经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,重力加速度为g。
(1)小球经过光电门时的速度_____;
(2)小球从A下落到B的过程中,重力势能减少量_____;(用题中字母表示)
(3)改变H重复实验得到多组数据,用图象法处理数据,为了形象直观,应该画_____;
A.图象 B.图象 C.图象 D.图象
(4)小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧,俯视图如图乙所示。由此测量小球经过光电门B时的动能比真实值_____。(选填“大”、“小”或“相等”)
【答案】 (1). (2). (3). C (4). 大
【解析】
【详解】(1)[1]小球经过光电门时的速度
(2)[2]小球从A下落到B的过程中,重力势能减少量
(3)[3]本实验验证机械能守恒则有
即
用图象法处理数据,为了形象直观,应该画图像,故选C
(4)[4]小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧,可知用小球的直径表示挡光的位移,挡光的位移偏大,根据知,速度测量值偏大,则测量小球经过光电门B时的动能比真实值大
四、计算题(本题共5小题,共46分。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。)
14. 2019年4月10日,天文学家召开全球新闻发布会,宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体,以至于光都无法逃逸(光速为c)。已知引力常量为G。
(1)如果天文学家观测到一天体以速度v绕某黑洞做半径为r的匀速圆周运动,求黑洞的质量M;
(2)若黑洞的质量为M,半径为R,其逃逸速度公式为。求该黑洞的最大半径。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由万有引力等于向心力
得
(2)由题可知
得
15. 如图所示,水平虚线表示匀强电场中的两等势面,电势分别为和,两等势面相距。一带电荷量为的点电荷在外力作用下从a点匀速移动到b点,,不计重力,求:
(1)点电荷的电势能如何变化,变化了多少?
(2)所加外力的大小和方向。
【答案】(1)减少了;(2),方向竖直向上
【解析】
【详解】(1)由,得
则电势能减少了
(2)ab两点电势差
由得
向竖直向下;由得
方向竖直向上
16. 如图所示,真空中竖直放置的两块平行金属板间加上恒定电压,一质量为m,电荷量为q的正点电荷从左板处由静止释放,从右板的小孔水平射出后,进入一个两板水平放置的平行板电容器,进入时点电荷贴着上极板,经偏转后从下极板边缘飞出。已知电容器的电容为C,极板间距为d,长度为,两板间电压恒定。不计点电荷的重力,求:
(1)电荷进入电容器时的速度的大小;
(2)电容器极板所带电荷量Q的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由动能定理
解得
(2)在水平放置的电容器中,水平方向
竖直方向
又
联立可解得
极板带电荷量,则
17. 如图所示为中华恐龙园水上滑梯示意图,它由斜槽和水平槽构成。设斜槽光滑,高度差,面高出水面的距离。小明质量,从滑梯顶端A点由静止滑下,入水点和C点的水平位移为,不计空气阻力,g取。求:
(1)小明到达B点速度;
(2)小明在段克服阻力做的功。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)从A到B,由机械能守恒得
解得
(2)由公式得
由公式得
A到C,由
得
18. 小明以v0=10m/s初速度竖直向上抛出一个质量m=0.1kg的皮球,最后又在抛出点接住皮球.假设皮球在空气中所受阻力大小为重力的k=0.25倍.g取10m/s2.求:
(1)皮球刚抛出时的动能;
(2)皮球上升过程损失的机械能;
(3)皮球落回抛出点时重力功率.
【答案】(1)5J(2)1J(3)W
【解析】
【详解】(1)由动能公式得:
(2)对皮球上升过程应用动能定理:
(mg+kmg)h=0-
得:h=4m
皮球上升过程损失的机械能:E损=fh=kmgh=1J
(3)对皮球上升和下降全过程应用动能定理:
kmg∙2h=
得:m/s
重力的瞬时功率:P=mgv=W
19. 如图所示,质量均为m的A、B小球用长为l的轻绳相连,A球套在光滑且足够长的水平横杆上。先用手固定A球,给B球一水平向右的初速度,B球恰能运动到水平横杆等高处,当B球摆回到最低点时,手从A球上释放,B球第二次到达最高点时其位于水平横杆下方处。已知重力加速度为g。求:
(1)B球刚开始运动时初速度;
(2)B球第二次到达最高点时,A球的速度大小;
(3)从B球开始运动到第二次到达最高点的过程中,轻绳对B球做的功W。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对B球由机械能守恒有
解得
(2)B球第二次到达最高点时,A、B速度相同,均为;由机械能守恒定律得:
解得
(3)从B球开始运动到第一次到达最高点的过程中,对B球:由
得
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