江蘇省無錫市錫山高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試卷（21班）（解析版）

江蘇省錫山高級(jí)中學(xué)2023—2024學(xué)年度第二學(xué)期期中考試一、單項(xiàng)選擇題∶（本題共10小題，每小題4分，共計(jì)40分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.2024年4月，我國(guó)鵲橋二號(hào)衛(wèi)星發(fā)射成功。鵲橋二號(hào)到達(dá)月球后，進(jìn)入環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道，如圖，其中A為近月點(diǎn)，B為遠(yuǎn)月點(diǎn)，則衛(wèi)星從B運(yùn)動(dòng)到A的過程中（）A.機(jī)械能減小B.機(jī)械能增大C.動(dòng)能減小D.動(dòng)能增大【答案】D【解析】【詳解】衛(wèi)星從B運(yùn)動(dòng)到A的過程中只有萬有引力做功，機(jī)械能不變，萬有引力做正功，則動(dòng)能增大。故選D。2.如圖，靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A接到高壓電源的正極，B接到高壓電源的負(fù)極，B附近的空氣分子被電離，電子碰到煙氣中的煤粉，使其帶負(fù)電，并被吸附到A上。由此可知（）A.離B越近，場(chǎng)強(qiáng)越大，電勢(shì)越低B.離B越近，場(chǎng)強(qiáng)越大，電勢(shì)越高C.離B越近，場(chǎng)強(qiáng)越小，電勢(shì)越低D.離B越近，場(chǎng)強(qiáng)越小，電勢(shì)越高【答案】A【解析】【詳解】靜電除塵器是利用靜電除塵，所以屬于對(duì)靜電的利用。因?yàn)锽接負(fù)極，AB間形成電場(chǎng)，B為比較細(xì)的金屬絲，所以靠近B處電場(chǎng)較強(qiáng)，電勢(shì)越低。故選A。3.如圖為電容式話筒的原理圖，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為電容器兩金屬極板。人對(duì)著P說話，P振動(dòng)而Q不動(dòng)。在P、Q間距離減小的過程中（）A.電容器的電容減小B.Q極板的帶電量變大C.電容器兩極板間電壓增大D.R中有從M流向N的電流【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)可知，P、Q間距離減小，則電容增大。故A錯(cuò)誤；C．兩極板電壓等于電源電壓不變。故C錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知，U不變，C增大，則Q增大。故B正確；D．Q增大，電源給電容器充電，則R中有從N流向M的電流。故D錯(cuò)誤。故選B。4.某同學(xué)做電容器的放電實(shí)驗(yàn)，用電壓為U的電源給電容器充完電后轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過電流傳感器觀察其放電電流的變化如圖中虛線a所示；該同學(xué)又換用一個(gè)電容C更大的電容器完成實(shí)驗(yàn)，不改變其它元件，重復(fù)上述操作，其放電曲線為實(shí)線b，下圖能正確反應(yīng)兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】前后電源不變，則前后放電初始時(shí)電流一樣。換用一個(gè)電容C更大的電容器，電容器儲(chǔ)存的電荷量更多，則放電時(shí)間變長(zhǎng)。故選C。5.如圖甲所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量m＝2kg的另一物體B（可看成質(zhì)點(diǎn)）以水平速度v0＝2m/s滑上原來靜止的長(zhǎng)木板A的上表面。由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，則該過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為（g取10m/s2）（）AΔE=1J B.ΔE=2JC.ΔE=3J D.ΔE=4J【答案】B【解析】【詳解】由圖像可知，1s后A、B的共同速度大小為根據(jù)動(dòng)量守恒可得解得系統(tǒng)損失的機(jī)械能為解得故選B。6.如圖所示，不計(jì)重力的質(zhì)子（+q，m）和α粒子（+2q，4m）先后從同一位置由靜止經(jīng)同一水平加速電場(chǎng)加速，然后進(jìn)入同一豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，α粒子和質(zhì)子相比（）A.質(zhì)子的出射動(dòng)能較小 B.質(zhì)子的豎直偏移量較小C.質(zhì)子出射時(shí)速度的偏向角較小 D.質(zhì)子的出射速度較小【答案】A【解析】【詳解】B．令粒子的電荷量、質(zhì)量分別為、，則在加速電場(chǎng)中有在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中飛出過程有，解得可知，粒子的豎直側(cè)移量與電荷量、質(zhì)量無關(guān)，即質(zhì)子和α粒子的側(cè)移量相等，故B錯(cuò)誤；C．結(jié)合上述，令偏向角為，則有即偏向角與電荷量、質(zhì)量無關(guān)，即質(zhì)子和α粒子的偏向角相等，故C錯(cuò)誤；D．結(jié)合上述，粒子的出射速度偏向角一定，比荷越大，出射速度越大，可知質(zhì)子的出射速度較較大，故D錯(cuò)誤；A．結(jié)合上述，質(zhì)子的出射速度較大，由于偏向角一定，電荷量越大，出射的動(dòng)能越大，則質(zhì)子的出射動(dòng)能較小，故A正確。故選A。7.某半導(dǎo)體PN結(jié)中存在電場(chǎng)，取電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向?yàn)閤軸正方向，其E-x關(guān)系如圖所示，ON=OP，OA=OB。取O點(diǎn)的電勢(shì)為零，則（）A.A、B的電勢(shì)相等B.從N到O的過程中，電勢(shì)一直增大C.電子從N移到P的過程中，電勢(shì)能先增大后減小D.電子從N移到O和從O移到P的過程中，電場(chǎng)力做功相等【答案】D【解析】【詳解】A．由于場(chǎng)強(qiáng)為正值則電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向?yàn)閤軸正方向，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B．由上知從N到O的過程中，電勢(shì)一直減小，故B錯(cuò)誤；C．電子從N移到P的過程中，電場(chǎng)力一直做負(fù)功，電勢(shì)能逐漸增大，故C錯(cuò)誤；D．由圖像可知，圖形的面積表示電勢(shì)差，則有再根據(jù)可知，則電子從N移到O和從O移到P的過程中，電場(chǎng)力做功相等，故D正確。故選D。8.一彎成“L”形的硬質(zhì)輕桿可在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩段輕桿的長(zhǎng)度均為l，輕桿端點(diǎn)分別固定質(zhì)量為m、2m的小球A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），先讓OA桿豎直而OB桿水平，如圖甲，從靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到OB桿豎直（如圖乙）的過程中，下列說法正確的是（）A.B球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度為B.系統(tǒng)重力勢(shì)能一直減小C.B球的動(dòng)能先增加后減小D.B球的機(jī)械能先減小后增加【答案】B【解析】【詳解】A．B球由釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒定律可知解得故A錯(cuò)誤；BC．選A球初始所在高度為零勢(shì)能參考面。設(shè)B球下落h，系統(tǒng)重力勢(shì)能為隨著下落高度增加，系統(tǒng)的重力勢(shì)能一直減小，則系統(tǒng)動(dòng)能一直增加。由于兩球速度大小相等，可知兩球的動(dòng)能一直增加。故B正確，C錯(cuò)誤；D．A球的動(dòng)能和勢(shì)能一直增加，則B球的動(dòng)能和勢(shì)能（機(jī)械能）一直減少。故D錯(cuò)誤。故選B。9.如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平，a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球（視為點(diǎn)電荷），b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q（圖中未畫出）時(shí)速度為零。則小球a（）A.從N到P的過程中，速率一直增大B.從N到Q的過程中，電勢(shì)能一直增加C.從N到Q的過程中，機(jī)械能一直增大D.從N到Q的過程中，庫(kù)侖力先增大后減小【答案】B【解析】【詳解】A．從N到P的過程中，在其中間某個(gè)位置存在一個(gè)三力平衡的位置，此位置的合力為零，加速度為零，速度最大，則從N到P的過程中，a球速率必先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BC．在a球在從N到Q的過程中，a、b兩小球距離逐漸變小，電場(chǎng)力(庫(kù)侖斥力)一直做負(fù)功，a球電勢(shì)能一直增加，除了重力之外的其他力做負(fù)功，則機(jī)械能一直減小，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；D．從N到Q的過程中，a、b兩小球距離逐漸變小，根據(jù)庫(kù)倫定律可知庫(kù)侖力一直增大，故D錯(cuò)誤。故選B。10.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線，細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球。小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成θ角，此時(shí)讓小球獲得初速度且恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則小球運(yùn)動(dòng)過程中繩子的最大拉力為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成θ角，由平衡條件得電場(chǎng)力和重力的合力，即細(xì)線拉力小球在速度最小點(diǎn)由合力提供向心力，大小等于F。則分析可知，在初位置拉力最大，設(shè)速度為，則由速度最小的點(diǎn)到初位置，由動(dòng)能定理得聯(lián)立解得故選D。二、實(shí)驗(yàn)題∶（本題共有1題，共計(jì)15分。請(qǐng)將解答填寫在答題卡相應(yīng)的位置）11.某活動(dòng)小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測(cè)出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，只要比較____________；A.與gh是否相等B.與2gh是否相等C.與gh是否相等D.與2gh是否相等（2）該小組成員用自制卡尺測(cè)量小球直徑如圖所示，鋼球直徑________cm；（3）下列做法中，可以減小“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)誤差的是_____。A.選用質(zhì)量大體積小的球B.減小小球下落初位置與光電門A的高度差C.適當(dāng)減小兩光電門的高度差h（4）實(shí)際鋼球通過光電門的平均速度____________（選填“大于”或“小于”）鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，此誤差____________（選填“能”或“不能”）通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減?。弧敬鸢浮浚?）B（2）1.33（3）A（4）①.小于②.不能【解析】【小問1詳解】利用鋼球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，通過光電門A、B時(shí)鋼球的瞬時(shí)速度分別為根據(jù)機(jī)械能守恒有整理可得即只要比較與2gh是否相等。故選B?！拘?詳解】由圖可知，自制卡尺的分度值為0.1cm，需要估讀到分度值下一位，鋼球直徑【小問3詳解】A．為了減小空氣阻力的影響，選擇質(zhì)量大體積小的球，故A正確；B．應(yīng)該使小球下落初位置與光電門A的高度差適當(dāng)大一些，使小球經(jīng)過光電門的速度大便于測(cè)量，故B錯(cuò)誤；C．適當(dāng)增大兩光電門的高度差h，減小測(cè)量誤差，故C錯(cuò)誤；故選A。【小問4詳解】[1]鋼球通過光電門的平均速度鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度解得故鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度；[2]由此產(chǎn)生的誤差不是偶然誤差，不能通過實(shí)驗(yàn)次數(shù)減少。三、解答題：（本題共4小題，共計(jì)45分。請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）12.剩余離子電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)原理如圖所示，讓混合粒子束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，帶電離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)被極板吞噬，中性粒子繼續(xù)沿原有方向運(yùn)動(dòng)。若粒子束中的帶電離子的電荷量均為q，質(zhì)量均為m，動(dòng)能都是Ek，兩極板板長(zhǎng)為L(zhǎng)，間距為d。要使帶電離子都被極板吞噬，求：（1）離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最小加速度；（2）兩極板上所加的最小電壓?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）粒子從上極板左端進(jìn)入，從下極板右端被吞噬時(shí)，電壓最小，加速度最小，則結(jié)合，聯(lián)立解得（2）由牛頓第二定律解得13.皮帶式傳送帶是物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。如圖傳送帶的傾角為，以的速度向上勻速運(yùn)行，將質(zhì)量為的貨物（可視為質(zhì)點(diǎn)）由靜止釋放從底端運(yùn)送到頂端。若傳送帶頂端的高度，貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g取10m/s2，則：（1）一件貨物由底端到頂端運(yùn)動(dòng)的過程中，摩擦力對(duì)該貨物做的功是多少？（2）運(yùn)送完成一個(gè)貨物，電動(dòng)機(jī)需多提供多少電能？【答案】（1）295J；（2）430J【解析】【詳解】（1）對(duì)貨物進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得可得設(shè)貨物由底端經(jīng)時(shí)間t1與傳送帶共速，由v解得貨物由底端到與傳送帶共速時(shí)，貨物運(yùn)動(dòng)的距離滑動(dòng)摩擦力對(duì)貨物做的功斜面長(zhǎng)為貨物做勻速運(yùn)動(dòng)過程中，靜摩擦力做的功所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)貨物做的功為（2）貨物勻加速過程中，傳送帶位移貨物與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能電動(dòng)機(jī)多提供的電能等于系統(tǒng)增加的能量，即貨物增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能以及系統(tǒng)內(nèi)摩擦增加的內(nèi)能，設(shè)一件貨物運(yùn)送到頂端需多提供的電能為E1，則14.如圖，一傾角為θ=6°（sin6°=0.1）的光滑斜面上有50個(gè)減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離均為d=10m，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于d；一質(zhì)量為m=4000kg的無動(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時(shí)的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個(gè)減速帶后，每次剛通過減速帶后的速度都相同，且該速度為v=4m/s。已知重力加速度大小為g=10m/s2。（1）求小車通過第30個(gè)減速帶后，經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能；（2）若小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每一個(gè)減速帶上損失的機(jī)械能，則L應(yīng)滿足什么條件？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）小車在光滑斜面上，根據(jù)牛頓第二定律有小車通過第30個(gè)減速帶后的速度為，令到達(dá)第31個(gè)減速帶時(shí)的速度為，則有經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能解得（2）小車從靜止下滑到通過第30個(gè)減速帶過程，根據(jù)動(dòng)能定理有則小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能根據(jù)題意有結(jié)合上述解得15.如圖(a)，豎直平行正對(duì)金屬板A、B接在恒壓電源上。極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)、間距為d的平行正對(duì)金屬板C、D水平放置，其間電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）。位于A板處的粒子源P不斷發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，在A、B間加速后從B板中央的小孔射出，沿C、D間的中心線射入C、D板間。已知t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子恰好在t=T0時(shí)刻從C板邊緣射出。不考慮金屬板正對(duì)部分之外的電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力和粒子從粒子源射出時(shí)的初速度。求：(1)金屬板A、B間的電壓；(2)金屬板C、D間的電壓；(3)其他條件不變，僅使C、D間距離變?yōu)樵瓉淼囊话耄ㄖ行木€仍為），則時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子能否射出板間？若能，求出離開時(shí)位置與的距離；若不能，求到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)