2023-2024学年山东省泰安市新泰第一中学老校区高一（下）期中考试物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年山东省泰安市新泰第一中学老校区高一（下）期中考试物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共24分。1.如图所示，高为h1的书桌放置在水平地面上，质量为m的小球从离桌面h2高处由静止释放，选桌面为零重力势能面，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计，则小球触地前瞬间的机械能为(

)A.mg(h1+h2)

2.如图甲所示，中国女排在进行排球训练。如图乙所示，运动员将排球从a点以速度沿水平方向击出，之后落到b点，c点在a正下方且b、c位于同一水平面上，a、c高度差为h。假设排球质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，关于排球从a到b的运动，下列说法正确的是(

)

A.做变加速曲线运动

B.飞行时间是hg

C.落到b点时重力的瞬时功率为mgv23.三个带电小球a、b和c被固定在等边三角形的三个顶点上，小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(

)A.a、b的电荷同号，k=32 B.a、b的电荷异号，k=32

C.a、b的电荷同号，k4.如图所示是两个等量异种电荷的电场线分布，A、B是电场中的两点，则(

)

A.左侧带正电荷 B.A点电势比B点电势高

C.A、B两点电场强度相等 D.正电荷在A点电势能小于在B点电势能5.如图所示，O点正下方固定一带电量为Q的金属环。质量为m、带电量为q的小球用绝缘细线悬挂于O点，小球平衡时与环中心等高，细线与竖直方向夹角为45∘。已知细线长为L，重力加速度为g，静电力常量为k。则(

)

A.细线拉力大小为mg

B.细线拉力大小为22kQqL26.如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上的两点，则(

)

A.带电粒子带负电

B.带电粒子在A点的加速度小于B点的加速度

C.带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能

D.若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动7.如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，则此过程中(

)

A.铁球的最大动能为mgh

B.铁球减少的机械能为mgx

C.弹簧增加的弹性势能为m8.我国的火星探测器“天问一号”的发射过程采用了椭圆形转移轨道，如图所示为发射变轨简图。已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为r和1.5r，探测器需在地球运行至一个预先设定的位置A时发射，该位置也是椭圆形转移轨道的近日点，在此位置探测器通过火箭点火实施变速，进入椭圆形转移轨道，沿此轨道到达远日点B再次变速进入火星公转轨道。下列说法正确的是：

A.探测器由A点大约经0.7年才能抵达B点

B.探测器由A点大约经0.9年才能抵达B点

C.为完成变轨，探测器在A点需要加速，在B点需要减速

D.为完成变轨，探测器在A、B两点均需要减速二、多选题：本大题共4小题，共16分。9.如图甲所示，O、M、N为一条电场线上的三个点，已知OM=ON。一正电荷从O点由静止释放，仅在电场力作用下沿直线经M点向N点运动，该电荷运动过程中动能Ek随移动距离x的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是A.该电场可能是匀强电场

B.M点的电势高于N点电势

C.该电荷在M点的电势能大于在N点电势能

D.在OM段与在M10.我国北极黄河站科考队员在北极附近进行实验：在冰面以上h高度处，将小钢球自由释放，经时间t落地。已知地球的半径为R，万有引力常量为G。则(

)A.当地重力加速度为2ht2

B.地球的质量为2hR2Gt2

11.某人驾驶小型汽车行驶在平直的封闭测试道路上，t=0时刻开始无动力滑行，一段时间后以恒定功率加速行驶，车速达到最大后保持匀速，v−t图像如图所示。汽车与人的总质量为1×A.汽车行驶中所受阻力大小为2×103N

B.1s∼11s内汽车的功率为10kW12.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，用手托住B，A静置于地面上，B距地面高度为h，细线处于拉紧状态。释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，不计一切摩擦和阻力，以地面为零势能面。从开始运动至B刚要落地过程中，以下关于A、B的重力势能EpA、EpB和动能EkA、EkBA. B.

C. D.三、实验题：本大题共2小题，共12分。13.如图所示，一小组设计了以下实验来探究库仑定律。在竖直墙上固定一个表面绝缘的压力传感器，一个带电荷量为+Q的金属小球a紧贴着压力传感器置于绝缘水平地面上。另一个带电荷量也为+ Q的相同小球b置于同一个绝缘水平地面上，a、b间距离为r (r远大于小球直径)，压力传感器显示作用力为0.02N。现将(1)此时传感器显示作用力为________(2)另有一个不带电的相同小球c (图中未画出)从b右侧向左移动，则c球左侧会感应出________电荷(3)将c与b轻触后把c移走，此时传感器显示作用力为________N14.某实验小组受到阿特伍德机工作原理的启发，设计了一个验证机械能守恒定律的实验装置。如图甲所示，两侧共有20个钩码(左边12个、右边8个)，每个钩码的质量相同，用轻绳连接后跨在定滑轮两端，两侧钩码离地足够高。实验中，始终保证m左>m右，将遮光片固定在右侧最上面的钩码上，此钩码位于A处，在遮光条上方距离为L的B处安装好光电门，并打开电源，松开固定装置，遮光条向上运动经过光电门时显示挡光时间为t，已知遮光条宽度为d

(1)遮光条到达B处时，钩码的速率v(2)遮光条每次释放的位置不变，将光电门的位置逐渐上移，多次实验，记录每次L和t的数据，利用图像处理数据，作出的图像如图乙所示，若图像的斜率为(3)将右侧钩码逐个加挂在左侧进行多次实验，遮光条每次均从A处开始运动，可探究系统动能的变化情况，左侧钩码越多，遮光条运动L时，系统的动能将

(填“越大”、“越小”、“不变”(4)某同学突然想到一个问题，若不考虑其它因素，只在左侧不断增加钩码个数，那么系统的加速度的值会趋于

。(用题中所给物理量的符号表示四、计算题：本大题共4小题，共48分。15.如图所示，相距10cm的平行金属板A和B带有等量异种电荷，两板之间电场可视为匀强电场，电场强度E=2×104V/m，方向由A板垂直指向B板，电场中C点距(1)C、D(2)现令B板接地(即电势φB=0(3)将一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？(

16.如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场，甲、乙两球用绝缘轻绳连接置于电场中，轻绳与电场线平行。已知甲带正电且电荷量为q，乙不带电，甲、乙质量分别为m和2m。某时刻由静止释放两球，两球上升的加速度大小为g3(g为重力加速度的大小)，当两球速度为v0时轻绳突然断开，求：

(1)

17.如图所示，木板AB水平固定，斜面体CD固定在木板上，木板右侧与14圆弧轨道BE相切，B为切点；斜面CD光滑、长L=1m，CD与AB间的夹角θ=30°，木板DB段长度l=0.1m，圆弧轨道BE的半径R=0.2m。物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，甲质量M=4kg、乙质量m=1kg，开始时乙被按在木板上，甲位于斜面顶端C点，滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与CD18.如图甲所示，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分组成，其中A部分为“

”形平台，其上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸长；B部分为质量M=1.25kg，长L=3.0m的长木板，其上表面粗糙、下表面光滑；C部分为半径R=0.9m的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。现用质量m(1)小物块运动至Q点时对竖直半圆轨道(2)弹簧压缩至(3)如图乙所示，将竖直半圆轨道C向右移动一段距离s后固定，并解除对长木板B的固定。再次将小物块压缩弹簧至P点由静止释放，小物块滑上B且恰好未滑下，此后B与C碰撞，小物块冲上竖直半圆轨道(ⅰ)距离s至少多大；(ⅱ)小物块冲上竖直半圆轨道C至落地过程中上升的最大高度。

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：以桌面为参考平面，小球在最高点时机械能为E=mgh2

小球下落过程中机械能守恒，则小球落到地面前瞬间的机械能等于在最高点的机械能，为mgh2.故C正确，ABD。

故选：C2.【答案】D

【解析】解：A、排球沿水平方向击出后只受重力的作用，故排球做平抛运动，为匀变速曲线运动，故A错误；

B、根据平抛运动规律有h=12gt2，则飞行时间t=2hg，故B错误；

CD、由v2=2gh得排球落到b点时竖直方向的速度vy=2gh，根据瞬时功率公式P=F3.【答案】D

【解析】小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b连线，可知a、b的电荷异号，根据平衡条件得kra解得q故选D。4.【答案】D

【解析】【分析】

本题主要考查等量异种电荷的电场分布，熟悉其电场特点是解题的关键。由等量异种电荷的电场分布特点得解，由电场线的方向判断各点电势的变化；由电场线的疏密判断电场的强弱；由电势能的概念得解。

【解答】

A.由等量异种电荷的电场分布特点及电场线的方向可知，左侧源电荷带负电，故A错误；

B.由沿电场线方向电势降低可知，A点电势比B点电势低，故B错误；

C.由电场线的疏密可知，A点电场强度小于B点电场强度，故C错误；

D.由电势能的概念可知，由于A点的电势较低，故正电荷在A点电势能小于在B点电势能，故D正确。5.【答案】D

【解析】AB

由平衡条件有Fcos45解得F=由几何关系可得，金属环圆心到小球的距离为：d由于金属环不能看成点电荷，则金属环和小球间的静电力大小：F则细线拉力大小：F故ABC错误；D.根据题意，由公式

E=Fq故D正确。故选：D。6.【答案】C

【解析】A.由电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，带电粒子运动轨迹向低电势方向弯曲，即粒子受到向低电势方向的电场力，电场力方向与电场方向相同，可知带电粒子带正电，故A错误；B.等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大，则有E带电粒子在A点受的电场力大于在B点受的电场力，因此带电粒子在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误；C.带电粒子带正电，在高电势位置的电势能大，在低电势位置电势能小，因此带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能，故C正确；D.若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿低电势方向运动，不会在等势面d运动，故D错误。故选C。7.【答案】C

【解析】A.根据题意可知，铁球下落过程中，当铁球刚接触弹簧时，由机械能守恒定律可知，此时铁球的动能为E由于铁球重力大于弹簧的弹力，则铁球继续加速，则铁球的最大动能大于

mgh

，故BCD.根据题意可知，铁球下落过程中，铁球和弹簧组成的系统机械能守恒，则铁球减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能，铁球下落到最低点，机械能减少量等于铁球重力势能的减少量

mgh+x

，则弹簧增加的弹性势能为

故选C。8.【答案】A

【解析】解：ABr则有rT=1.4所以，从A点抵达B点的时间tABA正确，B错误；CD.为完成变轨，在A需做离心运动，上升至更高的轨道上，到达B点，继续加速，上升至更高的火星公转轨道上，因此在A、B两点均需加速变轨，故选A。

根据开普勒第三定律可计算探测器在椭圆运行的周期，从A点抵达B点的时间为周期的一半，根据变轨原理可知，在A、B两点均需加速。9.【答案】BC【解析】解：A、根据动能定理可得qEx=ΔEk可知：Ek−x图像中的斜率代表电场力的大小，由图可知：图像的斜率变小，说明正点电荷所受电场力变小，则该电场不是匀强电场，故A错误；

BC、由于该正电荷由静止开始运动的，仅受电场力作用从M运动到N做加速运动，因此该正电荷所受电场力方向由M指向N，场强方向也从M指向N，沿电场线电势降低，即有φM>φN，再根据Ep=qφ可知，EpM>EpN，即该电荷在M点的电势能大于在N点电势能，故BC10.【答案】AB【解析】A.根据题意，设当地重力加速度为

g1

h解得g故A正确；B.根据题意，由万有引力等于重力有G解得M故B正确；C.根据题意，由万有引力提供向心力有G解得v故C错误；D.若在相同位置以初速度

v0

将该小球水平抛出，由公式

x=v则落地速度为v故D正确。故选ABD。11.【答案】AD【解析】A.根据题意，由图像可得，汽车无动力滑行时的加速度大小为由牛顿第二定律可得，汽车行驶中所受阻力大小为f故A正确；B.根据题意，由图可知，当

t=11s

时，汽车达到最大速度

汽车的功率为P故B错误；C.根据题意，设

1s∼11s

内汽车的位移为

代入数据解得x故C错误；D.汽车加速过程中速度为

6m/s由牛顿第二定律有故D正确。故选AD。12.【答案】BC【解析】根据滑轮组可知，B下落的高度为A上升高度的两倍，设B运动距离为

xB

时，A运动距离为

xAx对B，初始重力势能为E当B运动距离为

xB

EB的末重力势能为0。对A，初始重力势能为0，当A运动距离为

xA

E由滑轮组可知，A上升的高度为B下降高度的一半，故x故A的末重力势能为E根据滑轮组可知，在运动过程中v对AB组成的系统，当B运动距离为

xBm对B可得EB的末动能为E对A，当A运动距离为

xA

EA的末动能为E故选BC。13.【答案】(1)0.08；(2【解析】【分析】

(1)根据库仑定律可得当a、b间距离为r(r远大于小球直径)时，两小球之间的库仑力为F=kQ2r2，将b移到距离a为r2处后固定，两球的库仑力为F′=4kQ2r2=4F，对a球受力分析可得压力传感器显示的作用力大小等于两小球的库仑力;

(2)静电感应有异种电荷被吸引带电体附近，而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端，由此分析可得结果;

(2)将c与b轻触后把c移走，电荷会重新平均分配，可得此时b的电荷量变为Q2，由库仑定律便可得结果．

【解答】

(1)根据库仑定律可得当a、b间距离为r(r远大于小球直径)时，两小球之间的库仑力为F=kQ2r2=0.02N，

将b移到距离a为r2处后固定，两球的库仑力为F14.【答案】dt

5d22g【解析】解：(1)遮光条到达B处时，根据速度公式得：v=dt

(2)如果系统机械能守恒，重力势能的减少量等于动能的增加量

(12m−8m)

gL=12(20m)v2

解得

L=5d22gt2=5d22g⋅115.【答案】(1)沿着电场线电势降低，故D点的电势大于C点的电势，C、U(2)如果令B板接地(即电势

φB=0φ(3)将一个电子从C点移动到W

【解析】本题涉及电势差、电势、及电场强度与电势差的关系等内容，这种题型一般要假设某点电势为零，求出电势差，再求电势．

(1)电势高低由电场线方向来判定：顺着电场线电势降低．大小由U=Ed来求．

(2)令B板接地，先求出UCB、，再求C、点的电势．

(3)求出UPD，再由16.【答案】解：(1)将甲、乙两球看成一个整体有

Eq−3mg=3ma

a=g3

联立有

E=4mgq

(2)当两球速度为v0时轻绳突然断开，但由于乙球不带电，则乙球做竖直上抛运动，有

0=v0