山东省济宁市2024-2025学年高一下学期质量检测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1山东省济宁市2024-2025学年高一下学期质量检测物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.如图所示，济宁儿童乐园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内匀速转动。该摩天轮中的一游客从最低点A到达最高点B的过程中，下列说法正确的是（）A.速度不变B.加速度不变C.机械能不守恒D.在最低点受重力、支持力、向心力三个力的作用【答案】C【解析】AB．游客随摩天轮做匀速圆周运动，则速度的大小和加速度的大小不变，而速度的方向和加速度的方向时刻变化，则速度和加速度均变化，故AB错误；C．因为摩天轮做匀速转动，线速度大小不变，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故C正确；D．在最低点只受重力和支持力两个力的作用，两者的合力提供向心力，故D错误。故选C。2.如图所示，计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，该金属片与下面固定的另一块小金属片组成一个可变电容器。若该电容器的两金属片间电压不变，按下该键时，下列说法正确的是（）A.电容变小B.电容器的电荷量变小C.两金属片间的电场强度不变D.两金属片间的电场强度变大【答案】D【解析】A．根据可知，按下该键时，减小，则电容变大，故A错误；B．电容器的两金属片间电压不变，由可知，电容器的电荷量变大，故B错误；CD．根据可知，电压不变，减小，则板间的场强变大，故D正确。故选D。3.如图所示，真空中等量异种点电荷分别固定在A、B两点，O点是A、B连线的中点，c、d两点在A、B连线上关于O点对称，e、f两点在A、B连线的中垂线上关于O点对称。下列说法正确的是（）A.c、d两点的电势相等B.c、d两点的电场强度相同C.e、f两点的电场强度不相同D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，c点电场强度大小将变为原来的4倍【答案】B【解析】A．等量异种点电荷分别固定在A、B两点，则连线是一条电场线，因沿着电场线电势逐渐降低，则c、d两点的电势不相等，故A错误；B．等量异种点电荷连线上的两对称点c和d，场强的大小相等，方向相同，则场强相同，故B正确；C．e、f两点是中垂线上的两对称点，其场强的大小相等，方向相同，则场强相同，故C错误；D．c点电场强度大小为方向相同的两场强合成，有，若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则场强将变为原来的2倍，故D错误。故选B。4.“开普勒-90”星系是一个类太阳系的恒星系统。其中一颗行星“开普勒-90d”的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的，公转周期约为地球公转周期的。该星系中心天体与太阳的质量之比约为（）A.4:3 B.9:4 C.3:1 D.4:1【答案】A【解析】根据万有引力提供向心力可得解得中心天体的质量为则该星系中心天体与太阳的质量之比约为故选A5.如图所示，三根长度相同绝缘均匀带电棒组成等边三角形，带电量分别为+Q、+Q和，其中一根带电量为+Q的带电棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，则O点电场强度的大小为（）A. B.E C. D.【答案】C【解析】由等边三角形的特点，结合点电荷场强公式场强叠加和对称性知，三根导体棒在O点产生的场强分别为E、E和，如图所示由场强的叠加知，O点的合场强大小；故选C。6.如图所示，半径为的倾斜圆盘倾角为，绕过圆心O且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为m的小物块（可视为质点）放在圆盘边缘，并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则圆盘匀速转动的最大角速度为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】物块随圆盘做匀速圆周运动，在最低点时受到的摩擦力最先达到最大，小物块与圆盘间的动摩擦因数为，则有解得故选B。7.全球无人机市场预计2030年突破5835亿美元，中国将占据消费级市场七成份额。一厂家生产的某款无人机质量为9.8kg，额定功率为1kW。某次进行性能测试时，让其以额定功率由静止竖直上升，6s末达到最大速度。若运动过程中所受的空气阻力大小恒为2N，重力加速度大小g=10m/s2。则在0⁓6s内无人机上升的高度为（）A.30.0m B.55.1m C.56.2m D.60.0m【答案】B【解析】6秒末达到最大速度。此时牵引力为最大速度为根据动能定理，有代入数据解得h=55.1m故选B。8.如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，圆心为O，小圆环套在大圆环上。若小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，滑至P点时大圆环与小圆环的作用力为零，则OP与竖直方向OQ的夹角θ满足的关系式正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，设圆环半径为R，设滑至P点时速度为，根据向心力公式根据动能定理或机械能守恒得联立解得，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.在某电场中以点为坐标原点建立x坐标轴，轴上各点的电势随坐标x的变化关系如图所示，a、b为x轴上两点。一带正电粒子从O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴运动，关于该粒子下列说法正确的是（）A.在a点时加速度为零B.在a点时动能最大C.在点时电势能最小D.从O点到b点一直做加速运动【答案】CD【解析】A．根据可知，图像切线斜率表示电场强度，则在a点时场强不为零，粒子所受电场力不为零，加速度不为零，故A错误；BCD．根据沿电场方向电势逐渐降低可知，从O点到b点电场方向沿轴正方向，b点右侧电场方向沿轴负方向，由于粒子带正电，所以粒子从O点到b点过程，电场力一直做正功，一直做加速运动，动能一直增加；从b点向右运动过程，电场力做负功，做减速运动，动能减小；所以粒子在点时动能最大，由于粒子仅受电场力作用，动能和电势能之和保持不变，则粒子在点时电势能最小，故B错误，CD正确。故选CD。10.2025年3月26日，我国成功将地球同步轨道数据中继卫星“天链二号04星”发射升空，人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。假设图示三个轨道均是“天链二号04星”绕地球飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于A点，与轨道Ⅲ相切于B点，不计该卫星在变轨过程中的质量变化。关于该卫星下列说法正确的是（）A.在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅲ的运行周期B.在B点瞬间加速才能使运行轨道由Ⅱ变为ⅢC.沿椭圆轨道Ⅱ从A点飞向B点过程中机械能守恒D.在轨道Ⅰ经过A点的加速度大于在轨道Ⅱ经过A点的加速度【答案】BC【解析】A．因卫星在轨道Ⅰ的运行半径小于在轨道Ⅲ的运行半径，根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅲ的运行周期，选项A错误；B．在B点瞬间加速做离心运动才能使运行轨道由Ⅱ变为Ⅲ，选项B正确；C．沿椭圆轨道Ⅱ从A点飞向B点过程中只有地球引力做功，则机械能守恒，选项C正确；D．根据可知，在轨道Ⅰ经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ经过A点的加速度，选项D错误。故选BC。11.如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为2cm，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知A、B、C三点的电势分别为3V、5V、7V，下列说法正确的是（）A.匀强电场的方向垂直于AC边B.匀强电场的电场强度大小为2V/cmC.等边三角形中心电势为5VD.将一个电子从A点移到B点，其电势能增加了2eV【答案】BC【解析】AB．取的中点为点，如图所示则有可知为等势线，则匀强电场的方向平行于AC边，大小为，故A错误，B正确；C．由于等边三角形中心在上，所以等边三角形中心的电势为5V，故C正确；D．将一个电子从A点移到B点，电场力做功为根据功能关系可知，其电势能减小了2eV，故D错误。故选BC。12.如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，下落H高度到达B点与一轻弹簧接触，又下落h高度到达最低点C。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.从B到C过程中，物块的机械能逐渐减小B.从B到C过程中，物块的重力势能和弹簧弹性势能的和逐渐增加C.从A到C过程中，物块的最大动能为D.从A到C过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(H+h)【答案】AD【解析】A．从B到C过程中，由于弹簧弹力对物块做负功，所以物块机械能逐渐减小，故A正确；B．从B到C过程中，一开始弹簧弹力小于重力，物块继续向下加速运动，当弹簧弹力等于重力时，物块的速度达到最大，之后弹簧弹力大于重力，物块向下减速运动，所以物块的动能先增大后减小；由于物块与弹簧组成的系统满足机械能守恒，所以物块的重力势能和弹簧弹性势能的和先减小后增大，故B错误；C．当弹簧弹力等于重力时，物块的速度达到最大，动能增大，此时弹簧的压缩量为根据系统机械能守恒可得物块的最大动能满足，故C错误；D．从A到C过程中，物块处于最低时，弹性势能最大，则弹簧的最大弹性势能为，故D正确。故选AD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为，标尺显示格数表示向心力的大小；图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为、和。请回答以下问题：（1）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，可探究向心力的大小与___________（选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系；（2）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量不相等的小球分别放在挡板C和挡板___________（选填“A”或“B”）处，可探究向心力大小与小球质量的关系；（3）根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为___________。【答案】（1）半径（2）A（3）【解析】【小问1解析】两个塔轮线速度相等，实验选择第一层塔轮组合，两个塔轮半径之比为，根据可知两个塔轮的角速度相等。两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，两个钢球到转轴的距离不同，即转动半径不同，根据可知探究的是向心力的大小与半径的关系。【小问2解析】实验探究向心力大小与小球质量的关系，根据可知需要让两个小球质量不同，而角速度和转动半径相同，实验选择第一层塔轮组合，两个塔轮半径之比为，而两个塔轮线速度相同，根据可知两个塔轮的角速度相等，保证了角速度相同。挡板C到转轴的距离和挡板A到转轴的距离相等，而挡板C到转轴的距离和挡板B到转轴的距离不相等，因此要保证转动半径相同，需要将小球放到挡板A的位置。【小问3解析】由题可知，两塔轮线速度相等，根据可得转动半径之比两个小球质量相等，根据可得14.某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，该小组同学让质量为m的重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。（1）除图示器材外，下列器材中一定需要的是___________；A.交流电源（8V） B.交流电源（220V）C.秒表 D.刻度尺（2）在图乙所示的纸带中，A、B、C为三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。从O点到B点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能增加量___________。（3）该小组尝试求解实验中受到的阻力，他们作出纸带上各点速度的平方v2与各点到起始点O的距离h的关系图像恰好为一倾斜直线，如图丙所示，该图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则该实验中重物和纸带所受到的阻力为______。（计算时不考虑纸带质量）【答案】（1）BD（2）（3）【解析】【小问1解析】电火花打点计时器需要连接交流电源（220V）；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。故选BD。【小问2解析】从O点到B点的过程中，重物的重力势能减少量为打B点时重物的速度为则从O点到B点的过程中，重物的动能增加量为【小问3解析】设该实验中重物和纸带所受到的阻力为，根据动能定理可得整理可得可知图像的斜率为解得15.2025年5月20日我国成功发射了地球静止轨道同步卫星“中星3B”，首次在国产卫星上应用太赫兹通信载荷，传输速率较前代提升5倍。已知地球的自转周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，由以上数据求：（1）地球的第一宇宙速度；（2）“中星3B”卫星在同步轨道上运行时距地面的高度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】物体在地面附近绕地做匀速圆周运动。忽略地球自转影响，可得万有引力提供向心力，可得解得【小问2解析】设“中星3B”卫星离地面的高度为。轨道半径万有引力提供向心力，可得解得16.某同学自制呼啦圈的简化模型如图所示。不可伸长的轻绳一端拴接配重（可视为质点），另一端通过光滑轻圆环P与钢性特制腰带相连。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，使配重和圆环P一起在水平面内做圆周运动。已知腰带的半径为R=0.12m，配重的质量为m=0.4kg，绳长为L=0.3m，轻绳能承受的最大拉力为，不计空气阻力，重力加速度大小g=10m/s2，，。（1）求配重做匀速圆周运动时，轻绳与竖直方向的最大夹角；（2）当配重匀速转动且轻绳与竖直方向夹角时，求配重运动的角速度ω。【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】当轻绳拉力最大时，绳子与竖直方向夹角最大；则竖直方向有解得【小问2解析】当配重匀速转动且当绳子与竖直方向夹角时，由几何关系可知，配重运动的半径为对配重，竖直方向有水平方向有联立解得17.如图所示，直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场Ⅱ，两象限内的电场强度大小相等，在第一象限内有一点a，其坐标为（10L，5L）。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从a点沿x轴负方向以初速度v0开始运动，经O点进入第三象限，最终到达y轴