黄冈市高一物理试题及答案

黄冈市高一物理试题及答案1．一代代物理学家们在探究客观世界的过程中，不断发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步。下列关于物理学史和物理学方法的叙述，正确的是（）A．“点电荷”和“电场强度”概念的提出，都应用了比值定义法B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了引力常量G的值C．开普勒总结了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．法国物理学家库仑发现了库仑定律，并通过油滴实验测定了元电荷的电荷量【答案】B【详解】A．“点电荷”概念提出是应用了理想化模型法，“电场强度”概念的提出应用了比值定义法，故A错误：B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许通过扭秤装置测量出了引力常量G的值，故B正确：C．开普勒总结出了行星运动的规律，但未找出行星按照这些规律运动的原因，故C错误：D．法国物理学家库仑发现了库仑定律，美国物理学家密立根并通过油滴实验测定了元电荷的电荷量，故D错误。故选B。2．两个带负电的小球，放在光滑绝缘的水平面上并相距一定的距离。若同时释放两球，以下说法中正确的是（）A．电量大的小球对电量小的小球作用力大于电量小的小球对电量大的小球的作用力B．它们的之间的库仑力越来越大C．两个小球的加速度逐渐增大D．两个小球的加速度之比保持不变【答案】D【详解】A．根据牛顿第三定律可知，相互作用力大小相等、反向相反、作用在不同物体上，因此电量大的小球对电量小的小球作用力等于电量小的小球对电量大的小球的作用力，故A错误；B．两小球均带负电，根据极性相同相互排斥，结合库伦定律可知，两小球相距越来越远，因此相互间的库仑力越来越小，故B错误；CD．相互间的库仑力为所受合外力，设两小球的质量分别为、，加速度分别为、，根据牛顿第二定律可知，随着距离的增加，库仑力逐渐减小，因此小球的加速度逐渐减小，根据上式可得可知，两个小球的加速度之比保持不变，故C错误，D正确。故选D。3．两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】由题意可知两节动车分别有当将它们编组后有联立可得故选D。4．如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（）

A．金属球的球心处电场强度大小为B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强，方向向右C．感应电荷全部分布在金属球的表面上D．金属球右侧表面的电势高于左侧表面【答案】C【详解】A．电荷与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，故A错误；B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，即为故B错误；C．由于金属球感应电荷产生的电场导致内部电荷分布在金属球的表面上，故C正确；D．静电平衡的导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，故D错误。故选C。5．如图甲所示，过均匀带电金属球的球心O建立一维坐标系。以无穷远处的电势为零，x轴上的电势φ分布如图乙所示。已知|x1|＜x2，下列说法正确的是（）

A．该带电体带正电B．x1处的电场强度比x2处的电场强度小C．电子在x1处的电势能比在x2处的大D．将质子从x1处移到x2处，电场力做正功【答案】C【详解】A．以无穷远处的电势为零，那么负电荷周围的电势为负值，所以该带电体带负电，故A错误；B．由对称性可知离带电体越远的场强越小，或者由电势与距离的图像的斜率的绝对值越大的场强越大，则x1处的电场强度比x2处的电场强度大，故B错误；C．由电势与距离的图像可知，x1处的电势比在x2处的小，但是负电荷在电势越小的位置电势能越大，所以电子在x1处的电势能比在x2处的大，故C正确；D．质子从x1处移到x2处，电势能增大，由功能关系可知，电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增大，所以将质子从x1处移到x2处，电场力做的总功为负值，故D错误。故选C。6．如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为-Q。图中虚线表示该点电荷形成电场中的等势面。有两个二价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线abc和ade，其中b、d分别是它们离固定点电荷最近的位置。以下说法正确的是（）

A．M是负离子，N是正离子B．M从b到c过程中电势能的变化量大小小于N从a到d电势能的变化量大小C．M在c点的速率大于N在e的速率D．M从a到c过程中电场力先做正功后做负功【答案】D【详解】A．由图可知电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同。由于中心电荷为负电，则M一定是正离子，N一定是负离子，故A错误；B．由图可知b点离正电荷更近一些，M粒子在从b向c运动过程中电场力做负功的值大于粒子N在从a向d运动过程中电场力做负功的值，故M从b到c过程中电势能的变化量大小大于N从a到d电势能的变化量大小，故B错误；C．由于ace三点在同一等势面上，故粒子N在从a向e运动过程中电场力所做的总功为0，M粒子在从a向c运动过程中电场力所做的总功为0。由于两粒子以相同的速率从a点飞入电场故两粒子的分别经过e、c两点时的速率一定相等。故C错误；D．由图可判定M电荷在a→b→c运动过程中，先是动力，后是阻力，则电场力先做正功，后做负功。故D正确。故选D。7.速转动。一质量的小滑块以平行于传送带向下的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数，取，，，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内（）

A．小滑块的加速度大小为B．小滑块的重力势能增加了C．小滑块与传送带因摩擦产生的内能为D．电动机多消耗的电能为【答案】A【详解】A．根据题意，对小滑块受力分析，沿传送带方向上，由牛顿第二定律有解得故A正确；B．以平行斜面向上为正，根据速度时间关系公式可得，运动到共速的时间为则小滑块沿传送带的位移为则小滑块的重力势能增加了故B错误；C．根据题意，由公式可得，传送带运动的位移为则小滑块与传送带因摩擦产生的内能为故C错误；D．根据题意，由能量守恒定律可知，多消耗的电能等于系统增加的机械能和内能之和，则有故D错误。故选A。8．2023年春节贺岁片《流浪地球2》中提出如图甲所示的太空电梯，太空电梯验证着中国科幻“上九天揽月”的宏大设想。假设有一长度为l的竖直太空电梯连接地球赤道上的固定基地与空间站a，相对地球静止，且空间站a距地面的高度恰好等于地球同步卫星的轨道高度。卫星b在空间站a的外侧，其与空间站a在同一平面内沿相同方向运行，如图乙所示。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是（）

A．太空电梯各个部件均处于完全失重状态B．卫星b的线速度小于空间站a的线速度C．太空电梯的长度D．太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成正比【答案】BD【详解】A．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，故A错误；B．空间站处于完全失重状态，不受到电梯绳索的拉力只受到万有引力，所以均可利用计算线速度，解得故轨道半径越大，线速度越小，即卫星b的线速度小于空间站a的线速度，故B正确。C．太空电梯长度即为同步卫星离地面的高度，根据万有引力提供向心力解得故C错误；D．太空电梯相对地球静止，各点角速度相等，各点线速度与该点离地球球心距离成正比，故D正确。故选BD。9．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电压表示数为U，电流表示数为I，电表均为理想电表，在滑动变阻器的滑片P由b端滑到a端的过程中，下列说法正确的是（）

A．U先变大后变小 B．I先变小后变大C．U与I比值先变大后变小 D．电源内部消耗的功率先减小后增大【答案】AD【详解】ABC．当滑动变阻器在正中间位置时，并联部分电阻最大，外电阻最大，故滑动变阻器的滑片P由b端滑到a端的过程中，外电阻先增大后减小，总电流先变小后变大U先变大后变小，为定值电阻，I先变大后变小，不变，选项A正确、选项BC错误；D．外电压先增大后减小，故内电压先减小后增大，电源内部消耗的功率先减小后增大，选项D正确。故选AD。10．如图所示，半径为的光滑绝缘细管道位于竖直平面内，质量为、带电量为的小球位于管道最低点A，B是最高点，空间存在水平向左、场强大小的匀强电场，现在A点给小球一水平初速度，小球恰好能够做完整的圆周运动，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．的大小为B．经过B点时小球受到管道内壁支持力大小为C．经过A点时小球受到管道外壁的支持力大小为D．若在A点给小球的水平初速度增大一倍，小球经过B点的速度也增大一倍【答案】AB【详解】A．如图所示

小球在等效最低点P静止时，受重力、支持力和电场力三力平衡，根据平衡条件，有结合可知且重力和电场力的合力为小球恰好能够做完整的圆周运动，说明小球经过等效最高点Q时速度刚好为零，由A到Q根据动能定理，有解得故A正确；C．在A点根据向心力公式有解得故C错误；BD．由A到B根据动能定理，有解得在B点有解得经过B点时小球受到管道内壁的支持力大小为若在A点给小球的水平初速度增大一倍，则有故B正确，D错误。故选AB。11.（8分）某学习小组测量了当地的重力加速度g后，又利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，装置如图甲所示。主要实验步骤如下：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；B．测出挡光条的宽度d，用天平测出托盘和砝码的总质量m；C．将滑块（带有凹槽）移至图示位置，测出滑块至光电门间的距离l；D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t；E．改变滑块的释放位置，测量多组数据。……回答下列问题：（1）用刻度尺测量滑块至光电门间的距离l，示数如图乙，则______cm；

（2）实验中______（选填“需要”或“不需要”）测量滑块质量M；若实验中测量的物理量满足关系式______，可认为系统的机械能守恒；（3）该实验小组按步骤C、D、E完成实验并记录相关数据后，又将托盘上的砝码取出一个放在滑块的凹槽内，再次重复之前的实验过程。他们将取砝码前、后测量的实验数据在同一坐标纸上绘制的图像如图丙所示，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线______（选填“A”或“B”）；

（4）进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是将滑块的______（选填“左端”、“挡光片”、“右端”）到光电门的距离作为l。（1）20.50（2）需要（3）A（4）左端【解析】（1）刻度尺的最小分度值为1mm，滑块挡光条中心线对应的刻度为205.0mm，滑块至光电门间的距离为l=205.0mm-0=205.0mm=20.50cm（2）系统重力势能的减少量等于砝码和砝码盘重力势能的减少量，则实验是验证系统机械能守恒，动能变化量为涉及滑块质量，重力势能变化量不涉及滑块质量，所以实验中需要测量滑块的质量M。滑块通过光电门的速度为若动能变化量和重力势能变化量相等，即可认为系统机械能守恒。（3）根据整理得可知图像的斜率为取砝码后，砝码和砝码盘的质量m减小，滑块、砝码和砝码盘的总质量不变，故斜率增大，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线A。（4）进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量。12．（10分）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，小明同学趁自家“比亚迪宋PLUSDM-i”汽车维修之际，在专业师傅的指导下将其所配备的刀片电池进行拆解，并测量其中一块电芯的电动势E和内阻r，现有如下器材：一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻（已知）、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。（1）小明同学将其中一块电芯按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电流表电流I，并作出图线如图乙所示，图线的纵轴截距为a，斜率为，则这块电芯的电动势E=___________，r=___________。（2）利用图甲所示电路测得的内阻与真实值相比，___________（填“大于”“等于”或“小于”），该误差属于___________（填“系统误差”或“偶然误差”）。（3）为优化实验方案，小明同学再按图甲组装电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电流表电流I，又作出图线（如图乙），其斜率为，则一块电芯的内阻___________（结果请用、和表示）（1）（2）大于系统误差（3）【解析】（1）根据乙图可知得，可得，则，（2）根据等效电源法可知电动势测量值等于真实值，内阻测量值大于真实值。该误差属于系统误差。（3）根据丙图可知可得可知得即13．（10分）2023年1月21日，农历除夕当晚，中国空间站过境祖国上空，神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆向全国人民送来新春祝福。如图所示，中国空间站绕地心做近似圆周运动，轨道半径为r，航天员们在空间站内观察地球的最大张角为。已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转。求：（1）空间站绕地球运动的周期；（2）航天员的向心加速度大小。

【答案】（1）；（2）【详解】（1）设地球半径为R，则由几何关系得①对地球表面某物，有②对空间站，有③以上各式联立，解得（2）对航天员，有④由①②④联立，解得14．（14分）2022年冬奥会在中国的圆满举行掀起了冰雪运动的热潮。某地建设了一条滑雪道，如图所示。一名质量为m的可看成质点的滑雪爱好者从A点由静止开始沿着坡道滑至B点，然后进入水平部分滑至C点停下，整个运动轨迹在同一竖直平面内。段与段平滑连接，点位于半径为的圆弧上，圆心在点正上方，段光滑，间高度差为，滑雪爱好者与水平段的动摩擦因数为，重力加速度大小为。求：（1）滑雪爱好者滑到点时的速度大小；（2）滑雪爱好者在点受到的支持力大小；（3）滑雪爱好者在水平面滑行的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）设滑雪爱好者滑到B点时的速度大小