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，高为的书桌放置在水平地面上，质量为的小球从离桌面高处由静止释放，选桌面为零重力势能面，重力加速度大小为，空气阻力忽略不计，则小球触地前瞬间的机械能为( )
A.
B.
C.
D.
2.如图甲所示，中国女排在进行排球训练。如图乙所示，运动员将排球从点以速度沿水平方向击出，之后落到点，点在正下方且、位于同一水平面上，、高度差为。假设排球质量为，重力加速度为，不计空气阻力，关于排球从到的运动，下列说法正确的是( )
A. 做变加速曲线运动
B. 飞行时间是
C. 落到点时重力的瞬时功率为
D. 落到点时重力的瞬时功率为
3.三个带电小球、和被固定在等边三角形的三个顶点上，小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线。设小球、所带电荷量的比值的绝对值为，则( )
A. 、的电荷同号， B. 、的电荷异号，
C. 、的电荷同号， D. 、的电荷异号，
4.如图所示是两个等量异种电荷的电场线分布，、是电场中的两点，则( )
A. 左侧带正电荷 B. 点电势比点电势高
C. A、两点电场强度相等 D. 正电荷在点电势能小于在点电势能
5.如图所示，点正下方固定一带电量为的金属环。质量为、带电量为的小球用绝缘细线悬挂于点，小球平衡时与环中心等高，细线与竖直方向夹角为。已知细线长为，重力加速度为，静电力常量为。则( )
A. 细线拉力大小为
B. 细线拉力大小为
C. 小球受静电力大小为
D. 金属环在小球处产生电场的电场强度大小为
6.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，、为轨迹上的两点，则( )
A. 带电粒子带负电
B. 带电粒子在点的加速度小于点的加速度
C. 带电粒子在点的电势能小于点的电势能
D. 若带电粒子由点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面运动
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，原长为。质量为的铁球由弹簧的正上方高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为，则此过程中( )
A. 铁球的最大动能为
B. 铁球减少的机械能为
C. 弹簧增加的弹性势能为
D. 弹簧与铁球组成的系统增加的机械能为
8.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和，探测器需在地球运行至一个预先设定的位置时发射，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. 探测器由点大约经年才能抵达点
B. 探测器由点大约经年才能抵达点
C. 为完成变轨，探测器在点需要加速，在点需要减速
D. 为完成变轨，探测器在、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，、、为一条电场线上的三个点，已知。一正电荷从点由静止释放，仅在电场力作用下沿直线经点向点运动，该电荷运动过程中动能随移动距离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. 点的电势高于点电势
C. 该电荷在点的电势能大于在点电势能
D. 在段与在段电场力对该电荷做的功相等
10.我国北极黄河站科考队员在北极附近进行实验：在冰面以上高度处，将小钢球自由释放，经时间落地。已知地球的半径为，万有引力常量为。则( )
A. 当地重力加速度为
B. 地球的质量为
C. 第一宇宙速度为
D. 若在相同位置以初速度将该小球水平抛出，则落地时速度大小为
11.某人驾驶小型汽车行驶在平直的封闭测试道路上，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，图像如图所示。汽车与人的总质量为，行驶中受到的阻力保持不变，则( )
A. 汽车行驶中所受阻力大小为
B. 内汽车的功率为
C. 内汽车的位移为
D. 汽车加速过程中速度为时的加速度大小为
12.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物、轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，用手托住，静置于地面上，距地面高度为，细线处于拉紧状态。释放后、开始运动。已知、的质量相等，不计一切摩擦和阻力，以地面为零势能面。从开始运动至刚要落地过程中，以下关于、的重力势能、和动能、随运动距离变化关系正确的是( )
A. 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，一个带电荷量为的金属小球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的相同小球置于同一个绝缘水平地面上，、间距离为远大于小球直径，压力传感器显示作用力为。现将移到距离为处后固定。
此时传感器显示作用力为________；
另有一个不带电的相同小球图中未画出从右侧向左移动，则球左侧会感应出________电荷填“正”或“负”；
将与轻触后把移走，此时传感器显示作用力为________。
14.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，两侧共有个钩码左边个、右边个，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，将遮光片固定在右侧最上面的钩码上，此钩码位于处，在遮光条上方距离为的处安装好光电门，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，已知遮光条宽度为，重力加速度为。
遮光条到达处时，钩码的速率 ；
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，记录每次和的数据，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 ，则可以验证机械能守恒定律；
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，遮光条运动时，系统的动能将 填“越大”、“越小”、“不变”；
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，相距的平行金属板和带有等量异种电荷，两板之间电场可视为匀强电场，电场强度，方向由板垂直指向板，电场中点距板，点距板，则：
、两点的电势差等于多少？
现令板接地即电势，则的电势是多少？
将一个电子从点移动到点，静电力做多少功？电子电荷量
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，乙不带电，甲、乙质量分别为和。某时刻由静止释放两球，两球上升的加速度大小为为重力加速度的大小，当两球速度为时轻绳突然断开，求：
电场强度大小；
自绳断开至乙速度为零的过程中，甲机械能的增量。
17.如图所示，木板水平固定，斜面体固定在木板上，木板右侧与圆弧轨道相切，为切点；斜面光滑、长，与间的夹角，木板段长度，圆弧轨道的半径。物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，甲质量、乙质量，开始时乙被按在木板上，甲位于斜面顶端点，滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与平行；现释放乙，当甲滑至中点时轻绳断开，甲滑过后滑上，恰好能到达点。已知甲从斜面滑上木板时速度大小不变，甲与木板间的动摩擦因数，重力加速度大小取，不计空气阻力。求：
轻绳断开时甲速度的大小；
甲到达斜面底端时重力的瞬时功率；
从到过程中摩擦力对甲做的功。
18.如图甲所示，固定在水平面上的滑道由、、三部分组成，其中部分为“
”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；部分为质量，长的长木板，其上表面粗糙、下表面光滑；部分为半径的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。现用质量的小物块将弹簧压缩至点，由静止释放后，小物块沿滑道运动至点水平抛出后恰好落在的最右端。已知小物块与上表面的动摩擦因数，。求：
小物块运动至点时对竖直半圆轨道的压力；
弹簧压缩至点时的弹性势能；
如图乙所示，将竖直半圆轨道向右移动一段距离后固定，并解除对长木板的固定。再次将小物块压缩弹簧至点由静止释放，小物块滑上且恰好未滑下，此后与碰撞，小物块冲上竖直半圆轨道。求：
(ⅰ)距离至少多大；
(ⅱ)小物块冲上竖直半圆轨道至落地过程中上升的最大高度。
答案
1..
2..
3..
4..
5..
6..
7..
8..
9..
10..
11..
12..
13..；负；．
14.. 越大
15..沿着电场线电势降低，故点的电势大于点的电势，、两点的电势差为
如果令板接地即电势 ，则的电势为
将一个电子从点移动到点，静电力做功为
16..解：将甲、乙两球看成一个整体有
联立有
当两球速度为时轻绳突然断开，但由于乙球不带电，则乙球做竖直上抛运动，有
对甲球做受力分析有
则自绳断开至乙速度为零的过程中，甲球上升的距离为
解得
由于电场力做的功即甲球机械能的增量，则有
解得：
答：电场强度大小为；
自绳断开至乙速度为零的过程中，甲机械能的增量为。
17..解：设轻绳断开时甲速度的大小为，甲到达斜面底端时的速度为。
轻绳断开前，对甲、乙组成的整体，根据动能定理得
解得
甲从轻绳断开到到达斜面底端的过程，由动能定理得
解得
甲到达斜面底端时重力的瞬时功率为
解得
甲从到过程中，由动能定理得
解得从到过程中摩擦力对甲做的功
答：轻绳断开时甲速度的大小为；
甲到达斜面底端时重力的瞬时功率为；
从到过程中摩擦力对甲做的功为。
18..解：根据题意，小物块从点飞出做平抛运动，设小物块在点的速度为，
水平方向上有
竖直方向上有
小物块在点，由牛顿第二定律有
联立代入数据解得
有牛顿第三定律可得，小物块运动至点时对竖直半圆轨道的压力为
根据题意，设弹簧压缩至点时的弹性势能为，小物块由点到点的过程中，由能量守恒定律有
解得
根据题意可知，小物块滑上且恰好未滑下，即小物块滑到的右端时与共速，由能量守恒定律有
此过程对长木板，由动能定理有
联立代入数据解得
根据题意，设小物块脱离轨道时速度大小为，方向与竖直方向夹角为，在脱离位置，由牛顿第二定律有
小物块冲上到脱离轨道位置，由动能定理有
脱离轨道时，小物块竖直分速度为
脱离轨道后，小物块做斜抛运动，则上升的最大高度为
则小物块冲上竖直半圆轨道至落地过程中上升的最大高度
联立代入数据解得
第1页，共1页
