2024重庆市巴蜀中学高一下学期5月期中考试物理含解析

这是一份2024重庆市巴蜀中学高一下学期5月期中考试物理含解析，共11页。试卷主要包含了随着航天技术的发展，太空垃圾等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，在试卷上作答无效。
3．考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。
一、单项选择题（共7个小题，每题3分，共21分）
1．功是能量变化的一种度量，下列有关做功与能量的说法中正确的是（ ）
A．某带电粒子在电场中做低速率匀速圆周运动，其动能保持不变
B．某物体受到的合外力为零时，其机械能一定守恒
C．A物体的重力势能为，B物体的重力势能为0J，则A物体的重力势能更大
D．一对相互作用的静摩擦力做功代数和一定不为零
2．如图所示，空间中A点固定一个负点电荷，B点固定一个正点电荷，则空间M点的电场强度可能是图中的（ ）
A．B．C．D．
3．计算机键盘按键的关键结构由平行板电容器组成，每个按键的结构图、电路图如图甲、乙所示。在每个按键的正下方存在相互平行的活动金属片、固定金属片，即平行板电容器的两块极板，两个金属片间隙充满空气（绝缘介质），当用力压下某按键时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器电容减小B．电容器极板所带电荷量增加
C．电容器极板间的电场强度减弱D．电容器将进行短暂的放电过程
4．两个点电荷产生的电场等势线分布如图所示，图像左右、上下对称，a、b、c、d、e、f六个点均在图中的等势线上，a、b两点在水平对称轴上，c、d两点到水平对称轴的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．该等势线是由两个等量同种电荷产生的
B．a、b两点的电场强度方向相反
C．电子从e点沿曲线运动到f点，电场力一直做正功
D．一带正电的微粒从c点沿等势线运动到d点的过程中，加速度先减小后增大
5．随着航天技术的发展，太空垃圾（人造废弃物）也越来越多，假设在某探测卫星周围有如图所示的太空垃圾P、Q、M、N，它们只在地球引力作用下无动力顺时针绕行，已知轨道空间存在稀薄气体，该探测卫星绕地球做顺时针的匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
A．P处于失重状态，不受重力的作用
B．Q的线速度小于该卫星的线速度，在稀薄气体的影响下，离地球越来越远
C．M的周期小于该卫星的周期，在稀薄气体的影响下，不可能撞上该卫星
D．若M、N始终在同一圆轨道上运动，则受到的向心力大小相等
6．两个点电荷分别固定在x轴上的P、Q点，x轴上各点的电场强度E与坐标x之间的关系如图所示。设x轴的正方向为电场强度的正方向，无穷远处电势为零，下列说法中正确的是（ ）
A．P点电荷的电量大于Q点电荷的电量
B．固定在P、Q点的电荷都是正电荷
C．M点的电势高于N点的电势
D．从C点静止释放一负电荷，仅在电场力作用下，该电荷沿x轴正方向运动到D点的过程中，动能一直在增大
7．重庆江北机场的行李自动运输系统可简化为一段水平和倾斜传送带（如图乙），两个传送带之间由非常短的一段圆弧连接，其中水平传送带长度为100m、速度大小为4m/s，倾斜传送带倾角为、长度为70m、速度大小为6m/s，两个传送带由一个电动机提供电能均沿着顺时针方向稳定转动。机场地勤人员每隔1s将一个货箱从A点无初速度放在传送带上，所有货箱（可视为质点）完全相同，质量为20kg，与水平、倾斜传送带间的动摩擦因数分别为0.1和0.875，重力加速度，，，下列说法正确的是（ ）
A．每个货箱在水平传送带上因摩擦产生的热量均为120J
B．水平传送带上相邻货箱间的最大距离为最小距离的8倍
C．因运输货物，电动机多消耗的电能全部用于增加货物的机械能
D．每将一个货箱由C运输至D处，电动机需要多消耗9850J的能量
二、多项选择题（共3个小题，每题5分，共15分；每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得3分，有选错得0分。）
8．如图所示，半径为的圆轨道固定在竖直平面内，其末端与水平轨道相切连接，质量为0.5kg的两个小球（可视为质点）用轻杆连接并置于圆轨道上，无初速度释放时，甲小球与圆心O点等高，乙小球位于圆心O的正下方，两小球最终在水平面上运动，不计所有阻力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．杆对甲、乙两小球做功的功率有可能不相等
B．甲球减少的重力势能总大于乙球增加的机械能
C．甲球下滑到圆轨道最低点时对轨道压力的大小为8N
D．整个过程中轻杆对甲做功为
9．如图甲所示，两等量同种正点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置绝缘水平轨道，电荷连线中点O处有一可视为质点、电荷量大小为0.5C、质量为1kg的带电小球。时刻给小球一个水平向右的初速度，此后运动的图像如图乙所示，已知0时刻图线斜率绝对值为4，图线上的P点切线斜率为间曲线切线斜率最大点，其值为6，小球运动至距O点0.8m处时速度减为零，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．小球带负电
B．两点电荷连线中垂线上的场强最大值为10N/C
C．小球与水平轨道因摩擦产生的热量为3.2J
D．若取小球最终停止位置为零电势点，则O点电势为5.4V
10．宇宙中有两颗相距较远、质量均匀分布的行星A、行星B，其星球半径分别为和，周围都有卫星环绕，如图甲所示，纵轴表示卫星做匀速圆周运动的线速度大小的平方，横轴表示圆周运动的半径，两图线左端的纵坐标相同。若将卫星的运动周期T、圆周运动半径r取对数，可以得到如图乙所示的拟合直线（线性回归），两直线平行，纵截距分别为、。已知题中所给物理量均采用国际单位，，不计其他星球的影响，下列说法正确的是（ ）
A．行星A、B的质量之比B．图乙中两条直线的斜率均为1.5
C．行星A、B的第一宇宙速度之比为D．行星A、B的星球半径之比为
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11．由于在空间站中处于完全失重状态，不能使用天平直接测量质量，为此巴蜀中学科学研究小组设计了如图所示测量装置。轻质弹簧左端固定在竖直挡板上，右端放置一个小球（与弹簧不拴接，质量为m但未知），可忽略摩擦力的水平轨道B处装有光电门，为了减小误差，分别将小球向左压缩弹簧至不同位置后静止释放，小球被弹出，依次记下小球通过光电门的时间t。已知弹簧的弹性势能表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），小球直径为D。
（1）当小球经过B处光电门的时间为t，则小球被弹出时的速度大小______（选用D、t表示）。
（2）以弹簧形变量为纵坐标，______（选填“、、t、”）为横坐标作图像，发现图像是一个几乎过原点的直线，说明小球与弹簧构成的系统机械能守恒。
（3）如果（2）问图像斜率为a，则小球的质量______（选用a、k、D表示）。
12．小蜀同学在学习了电容器之后，萌生了自制一个电容器的想法。如图甲所示，他取来两张锡箔纸作为电容器的两个电极，三张电容纸（绝缘介质），按照一层电容纸、一层锡箔纸的顺序交替叠放，然后将五层纸一起卷成圆柱形，两根引线a、b分别接在两张锡箔纸上，最后将整个圆柱形密封在塑料瓶中（两根引线露出），电容器即制作完成。
（1）以下哪种操作可以增加该电容器的电容：______（填正确答案标号）
A．增大电容器的充电电压B．用同种但是更厚的电容纸替代
C．增大锡箔纸的正对面积D．在卷成圆柱形的时候，用力尽可能使电容纸贴紧
（2）小蜀同学打算进一步研究自制电容器的充放电情况，在与物理老师交流后采用了如图乙所示的电路进行观察。将S置于a端，电压随时间变化图像（计算机显示）如图所示，则充电过程的充电电流______（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或者“保持不变”），如果充满电后电容器所带电荷量为，则电容大小为______。
（3）小蜀同学为了进一步分析该电容器的瞬时电流值，过（2）问图线上的P点作切线（如图虚线），P点对应时刻的瞬时电流大小为______mA。
四、计算题（本题共4小题，第13题9分，第14题10分，第15题12分，第16题18分，共49分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
13．如图所示，真空中有一固定的点电荷B，在其正上方相距为L处，将另一可视为质点的带电小球A无初速度释放，释放瞬间小球A的加速度大小为，方向竖直向下，运动过程中A、B始终没有接触。求：
（1）当A、B相距为时，A的加速度；
（2）当A的动能最大时，A、B间的距离。
14．如图所示，质量的遥控玩具小车（可视为质点），正以16W的额定功率沿倾角的长直斜坡的最底部向上匀速行驶。已知其所受平直地面、长直斜坡的摩擦阻力大小恒为车重力的0.3倍，不计空气阻力，行驶4s时，立即关闭发动机，小车最终停在水平路面上，忽略在路面连接处的能量损耗，重力加速度。求：
（1）遥控玩具小车匀速行驶时的速度大小；
（2）遥控玩具小车全过程行驶的总路程。
15．如图所示，光滑曲面与水平面平滑连接于B点，右端连接内壁光滑、半径为的细圆管，管口D端正下方直立一根轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平，质量为的小滑块在曲面上距的高度为处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中小滑块的最大速度为，此时弹簧的弹性势能为，重力加速度，请求解：
（1）小滑块第一次在水平面上运动时因摩擦产生的热量Q；
（2）弹簧的劲度系数k。
（3）若小滑块恰好压缩弹簧3次后停在水平面，则小滑块的释放高度H应满足的条件。
16．如图甲所示，在直角坐标系的y轴正半轴上，固定一个与坐标原点O相距为d的负点电荷，电量Q未知，其产生的电场仅在第二象限存在。在整个第三象限内，有平行于y轴向上的匀强电场，电场强度为但大小未知。一质量为m，电荷量为q的正离子（不计重力）可从y轴负半轴的任意位置平行于x轴负方向以速度射入第三象限，离子进入第二象限后均能做匀速圆周运动，随后当离子经过y轴时，第一、四象限开始有周期性变化的电场，初始方向平行于y轴正方向，其周期，与时间t的关系如图乙所示，已知静电力常量为k。

（1）求第三象限电场强度的大小；
（2）若正离子在y轴负半轴距坐标原点处沿x轴负方向以速度射入第三象限，为使离子在第二象限做匀速圆周运动，求固定的负点电荷的电量Q；
（3）以第（2）问为前提条件，求离子从y轴正半轴到x轴的时间
高2026届高一（下）期中考试
物理参考答案
一、单项选择题
二、多项选择题
（选择题部分详解）
5．B选项所需要向心力减小，但是提供的引力不变，所以做近心运动；C选项高轨低速大周期判断周期，或者开普勒第三定律也可以，近心运动之后不可能撞上该卫星。
7．A选项货箱与水平传送带可以共速，其动能增加量恰好等于生的热量（货箱位移恰好等于相对路程）；B选项由题意可知，在水平传送带上相邻货箱间的最大距离为两货箱都做匀速运动时的距离，可知，最小距离是前一个货箱运动1s，后一个刚放上时，则有，则有；C选项考虑掉了热量；D选项，把一个货箱从C点传送到D点，需要多消耗的电能用于滑块机械能的增加和因为相对运动生的热量（这是从能量守恒的角度在思考），也可以求解摩擦力对倾斜传动带做功。
8．A选项，功率计算还有角度的余弦值，将速度与角度的余弦看在一起，恰好是杆沿着速度的分量，肯定相等；C选项利用机械能守恒得到在水平面上两个小球的动能，再利用向心力表达式求解压力大小。，得；甲小球下滑到最低点时，重力与支持力的合力提供向心力，解得；整个过程中对乙受力分析可知，重力不做功，乙小球动能的增量等于轻杆对乙做的功。
9．A选项，小球中间某阶段会出现加速，肯定是有排斥力出现，不可能带负电；B选项，时刻，小球所受的电场力最大，，其中，联立得；C选项，；D选项，小球从O点运动到N点停止，根据动能定理
，
联立得，故D正确。
10．根据万有引力提供向心力有，整理得，两边取对数得，图乙中两条直线的斜率均为；
根据已知条件有，化简得到质量比；根据，解得，由题图甲可知，两行星的第一宇宙速度相等，故行星A、B的第一宇宙速度之比为；两行星的第一宇宙速度相等，有。
三、实验题
11．（1）；（2）；（3）；
12．（1）CD；（2）逐渐减小、0.05；（3）0.75；
四、计算题
13．（9分）
解：（1）初始位置，，
当A、B相距为时，，，方向竖直向上
（2）当A的动能最大时，加速度，
设此时两球相距为x，，
14．（10分）
解：（1）小车匀速，受力平衡，，
且，，
又，
（2）对小车全过程应用动能定理：
，
（其中给2分，动能定理表达式给2分。如果用牛顿定律解决问题，请酌情给分）
15．（12分）
解：（1）小球在C端时与管壁间恰好无作用力，，
由A至C应用能量守恒：，
（2）设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的距离为x，
由C至速度最大过程应用能量守恒：，
，又速度最大时，，即，
（3）小滑块的能量只在平面上有损失，
①压缩弹簧3次后沿着细管道向上刚好停在C处，则：
，；
②压缩弹簧3次后即将再次沿着细管道向下第4次压缩弹簧，则：
，，
，
16．（18分）
解：（1）设为类平抛运动的速度偏向角，则，
又根据几何关系，，两式子建立关系，则
（2）根据类平抛运动基本公式：，，，，
易知，则进入第二象限瞬间离子的速度，
因为第二象限做匀速圆周运动，静电力充当向心力，则，
（3）离子到y轴正半轴时距坐标原点3d
第1、4象限加速度
以向下为正方向，作出离子运动的图象：
①在：离子向上位移，
②在：离子竖直方向的总位移为0，之后竖直方向一直沿着y轴负半轴运动
③在：
④在：
在：竖直向下总位移为
⑤还剩下：
：，说明离子在此期间穿过x轴，设后经过t到达x轴：得：
从y轴正半轴到x轴的时间：1
2
3
4
5
6
7
A
D
B
C
C
D
B
8
9
10
BD
CD
AC