高一年级考试
物理试题
2024.07
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，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过点，再经过点，下列说法正确的是（ ）
A.该带电粒子带负电
B.点的电势低于点的电势
C.粒子在点的电势能大于在点的电势能
D.粒子在点的加速度小于在点的加速度
2.弹弓飞箭（如图所示）颇受小孩的喜爱，某次一小孩用手拉紧橡皮筋发射器，松开手后将飞箭竖直射向天空。从松开手至飞箭到达最高点的过程中（橡皮筋始终在弹性限度内且不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A.飞箭的机械能一直增大
B.飞箭克服重力做功的功率一直增大
C.飞箭与橡皮筋刚分离时，飞箭的速度最大
D.橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大
3.如图所示，真空中孤立的带电绝缘球体，半径为，电荷均匀分布在球体各个部位，点距球心距离为，点距球心距离为，已知。已知电荷分布均匀的球壳在壳内形成的电场强度为零，对外部形成的电场强度可视为集中在球心的点电荷在该处形成的电场强度大小。则和两点电场强度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
4.太阳系一颗质量均匀、可看作球体的小行星自转角速度为，在该星球表面“赤道”处的重力加速度大小为“两极”处的重力加速度大小的，已知引力常量，则该星球密度为（ ）
A. B. C. D.
5.2022年6月，中国海军第三艘航母“福建”号已经下水了。新航母采用了大量的造船新科技、新材料和新工艺，大大提高了舰载机的起飞速度。如图所示，“福建舰”正在沿直线航行，某时刻速度为，加速度为，一段时间后速度变为（），在这段时间内位移为。设其质量为，发动机的输出功率恒为，所受阻力恒为，则下列关系式一定正确的是（ ）
A. B. C. D.
6.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，转动周期相同，我们称之为双星系统。星球和的质量分别为、且，如图所示，由星球和星球构成的双星系统绕其连线上的点做匀速圆周运动，引力常量已知，则下列说法正确的是（ ）
A.距离点远的是星球
B.星球的线速度小于星球的线速度
C.若双星之间的距离增大，转动稳定后，双星匀速转动的角速度均变大
D.若双星之间的距离增大，转动稳定后，星球和星球中心距离的三次方与星球转动周期的二次方的比值仍不变
7.一根长为、横截面积为的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为，电子的质量为，电荷量为。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为，则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
8.如图甲所示，质量为0.2kg的物块受到水平向右的拉力，以5m/s的初速度从点向右运动，随位移变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取10m/s2，在运动过程中物块的最大速度为（ ）
A. B. C. 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。
9.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在点，如图所示，以表示电容器的电容、表示两板间的电场强度、表示点的电势，表示正电荷在点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离的过程中，下列各物理量与负极板移动距离的关系图像中正确的是（ ）
A. B. C. D
10.2018年2月6日，马斯克的SpaceX“猎鹰”重型火箭从地面将一辆跑车发射到太空，其轨道示意图如图中椭圆Ⅱ所示，其中、分别是近日点和远日点，图中Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则以下说法正确的是（ ）
A.跑车经过点时的加速度等于火星经过点时的加速度
B.跑车经过点时的加速度小于火星经过点时的加速度
C.跑车在点的速率一定大于火星绕日的速率
D.跑车在点的速率一定小于火星绕日的速率
11.如图甲所示，以为原点，竖直向下为正方向建立轴。在和处分别固定电量为的正点电荷。、、为轴上坐标分别为、、的点，之间沿轴方向电势变化如图乙所示。现从点将一带正电小球由静止释放，小球向下运动。已知释放瞬间小球加速度为，为当地重力加速度，静电力常量为。以下结论正确的是（ ）
A.小球的比荷
B.小球的比荷
C.小球经过点时的速度大小为
D.小球经过点时的速度大小为
12.如图，一质量为、长为的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为，当物块从木板右端离开时（ ）
A.木板的动能一定小于 B.木板的动能一定等于
C.物块的动能一定小于 D.物块的动能一定大于
三、实验题：本题共2小题，共14分。
13.（6分）某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为的重物甲和质量为的重物乙（）等器材组装成如图所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒定律。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。
（1）他进行了下面几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器件；
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上；
C.用天平测出重物甲和重物乙的质量；
D.先释放纸带，后接通电源，打出一条纸带；
E.测量纸带上某些点间的距离；
F.根据测量结果计算得出重物甲下落过程中减少的重力势能等于重物甲增加的动能。
其中错误的步骤是________。（填步骤前字母）
（2）实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点的位置。然后选取、、、四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出、、、到点的距离分别为、、、。已知打点计时器使用交流电的频率为（即打点周期为0.02s）。重物甲下落到点时的速度____________m/s。（计算结果保留2位有效数字）
（3）若当地的重力加速度为，系统从运动到的过程中，在误差允许的范围内只要满足关系式_____________，则表明系统机械能守恒。（用、、、、表示）
14.（8分）某研究性学习小组用一段长为60cm的特种金属丝做“测定金属的电阻率”实验。
（1）用多用电表“×10”挡粗测电阻丝的电阻，结果如图1所示，可知电阻丝电阻的测量值约为_______Ω。
（2）用螺旋测微器测量金属丝直径，结果如图2所示，则金属丝直径的测量结果为________mm。
（3）利用电路更精确地测量金属丝的电阻时，供选择的器材有：
A.直流电源（提供恒定电压为4.5V）
B.电压表（量程0~3V，内阻约为）
C.电流表（量程0~60mA，内阻约为0.125Ω）
D.电流表（量程0~3A，内阻约为0.025Ω）
E.滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流为1A）
F.滑动变阻器（阻值范围0~500Ω，允许通过的最大电流为2A）
G.开关，导线若干
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，电流表应选择_________，滑动变阻器应选择_________。（填字母代号）
（4）根据选择器材，图3中伏特表的连线S端应与安培表的___________（填“正接线柱”或“负接线柱”）相连。
四、计算题：本题共4小题，共46分。
15.（7分）如图所示，用满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表，电阻，接线柱a为公共接线柱，试求
（1）直接写出用a、b两个接线柱时对应的量程；
（2）表头内阻和的阻值。
16.（10分）如图所示，是地球的一颗同步卫星，为地球中心，地球半径为，地球自转周期为。另一卫星的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为。
（1）求卫星所在处的重力加速度；
（2）求卫星的运行周期；
（3）若卫星运行方向与地球自转方向相同，某时刻、两卫星相距最近，求从、两卫星相距最近时刻到紧邻的相距最远时刻的时间间隔（用和表示）
17.（13分）在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，一电荷量为、质量为的带正电粒子从靠近加速器正极板中心处由静止释放，并从负极板上的小孔射出；接着该粒子沿水平放置的两平行金属板、间中线水平向右射入两板间，恰好从金属板边缘的点飞出电场。已知加速器两极板间的电势差为，金属板、的长度是板间距离的2倍，不计粒子的重力。求：
（1）粒子射出极板的速度大小；
（2）金属板、间的电势差；
（3）粒子到达点时速度的大小；
（4）仅改变加速器板间电压，粒子从金属板、间飞出电场时沿电场方向的位移是之前的二分之一，求改变后加速器板间电压的大小。
18.（16分）国家快递大数据平台实时监测数据显示，我国快递年业务量首次突破千亿级别，已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图，可视为质点的某快递质量，从倾角为的斜面顶端点由静止释放，沿斜面下滑，进入水平传送带传送，最后能从水平末端点水平抛出，落到水平地面，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面长，该快递与斜面间动摩擦因数，与传送带间动摩擦因数，传送带以某一恒定速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小，，，。求：
（1）快递刚滑到传送带上时速度的大小；
（2）若传送带足够长，快递以传送带的速度从点抛出，且快递与传送带摩擦产生的热量为0.6J，则快递抛出速度大小；
（3）若在传送带右侧加装一个收集装置，其内边界截面为四分之一圆形，如图乙为传送带右半部分和装置的示意图，点为圆心，半径为，调整传送带的速度，使该快递从点抛出后落到收集装置时的动能最小，则该快递即将落到收集装置时重力的瞬时功率多大。
高一年级考试
物理试题参考答案及评分标准
一、选择题：本题共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分。第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C D A B C D A B BC AD BD AC
三、非选择题：共60分。
13.（6分）（1）DF （2）2.4 （3）
14.（8分）（1）60（或60.0） （2）0.932或0.933或0.934
（3）C E （4）正接线柱
15.（7分）解：（1）量程为0～3A
（2）量程为时，①
量程为时，②
由①②得
16.（10分）解：（1）地球表面①
卫星处②
又
由①②得
（2）卫星向心力公式得
（3）从相距最近到相距最远
即解得
17.（13分）解：（1）粒子直线加速过程，由动能定理①
得②
（2）粒子偏转类平抛过程，设板长，板间距
③④⑤
由①③④⑤得⑥
（3）带电粒子先加速后偏转，由动能定理⑦
得⑧
（4）由题知⑨
⑩
由⑥⑨⑩ 得
18.（16分）解：（1）沿斜面滑下过程，由动能定理
得
（2）物体与传送带发生相对滑动产生热量
ⅰ：物体在传送带上加速
达到共速
相对位移得
ⅱ：物体在传送带上减速
达到共速
相对位移得
（3）落到装置上时的速度为，有
竖直方向
，，
综上得
当时，速度具有最小值，此时
重力的功率得
