江苏省常州市2019-2020学年高一下学期教育学会学业水平监测物理试题 Word版含解析 16页

- 1 - 常州市教育学会学业水平监测 高一物理 2020 年 7 月 一、单项选择题（本题共 6小题，每小题 3分，共 18 分，每小题只有一个．．．．选项符合题意） 1. 关于同步卫星下列说法正确的是（ ） A. 同步卫星的质量一定相同 B. 同步卫星不可能通过通辽地区的正上空 C. 运行周期有可能小于 24h D. 同步卫星距离地面高度一定相同 【答案】BD 【解析】 AD：据 2 2 2 4MmG m r r T   可知，同步卫星周期一定，轨道半径一定，离地面高度一定；对于 同步卫星的质量，不一定相同．故 A 项错误，D项正确． BC：同步卫星与地球保持相对静止，可知同步卫星必须位于赤道的上方，与地球的自转周期 相等．则同步卫星不可能通过无锡的正上空，同步卫星运行周期等于 24h．故 B 项正确，C 项 错误． 2. 如图所示，撑竿跳运动包括三个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿，其中发生了弹性势能转 化为重力势能的阶段是（ ） A. 助跑阶段 B. 越横竿阶段 C. 撑竿起跳阶段 D. 越横竿阶段和助跑阶段 【答案】C 【解析】 【详解】助跑阶段没有弹性势能和重力势能，撑杆起跳阶段，运动员的高度上升，撑杆的弹 性势能转化为运动员的重力势能，越横杆阶段弹性势能和重力势能都不变，C 正确 ABD 错误。 - 2 - 故选 C。 3. 两个分别带有电荷量－Q和+2Q 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为 r 的两 处，它们间库仑力的大小为 F．两小球相互接触后将其固定距离变为 2 r ，则两球间库仑力的大 小为 A. 4F B. 2 F C. 1   2 F D. 1 4 F 【答案】C 【解析】 【详解】相距为 r 时，根据库仑定律得： 2 2Q QF k r   ；由于带异种电荷时，接触后，各自 带电量变为 1 2 Q，则此时 2 2 2 1 1 1 2 2 2 fk Q Q kQF r r          ，两式联立得 F′= 1   2 F ； A. 4F，与结论不相符，选项 A 错误； B. 2 F，与结论不相符，选项 B 错误； C. 1   2 F ，与结论相符，选项 C 正确； D. 1 4 F，与结论不相符，选项 D 错误； 4. 如图所示，我国歼 15 舰载机在航母水平甲板上降落时，钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到 与水平方向成 角的斜向下的恒定拉力 F 作用，沿水平方向移动距离 s，在此过程中力 F 对飞 机做的功为（ ） A. sinFs  B. cosFs  C. cosFs  D. sinFs  【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，拉力与位移方向上的夹角为180   ，则根据功的公式可得 - 3 - cos(180 ) cosFW Fs Fs     故选 C。 5. 小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电能表中测得在时间 t 内消耗的电能为 W．设小芳家的供电电压为 U，总电流为 I，上述电器的总电阻为 R，总功率 为 P．下列关系式正确的是 A. 2U P R  B. 2W I Rt C. UI R  D. W P t  【答案】D 【解析】 【详解】A．由于洗衣机是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，所以关系式 2U P R  不成立，故 A错误； B．公式 W=I2Rt 只能用来求电热，不能用来求消耗的电能，故 B 错误； C．由于洗衣机是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，所以 UI R  不成立，故 C 错误； D．公式 W P t  普遍适用，故 D 正确； 故 D 正确。 6. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度时撤去恒力，规定物体在 地面的重力势能为零，不计空气阻力。则在整个过程中，物体的机械能 E 随时间 t 的变化关 系是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 - 4 - 【详解】恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功， 机械能守恒；设在恒力作用下的加速度为 a，则机械能增量 21 2 E Fh F at   知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变。 故选 C。 二、多项选择题（本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分，每小题有多个选项符合题意，全选 对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分） 7. 如图所示，图线 a 对应导体的电阻为 1R，图线 b 对应导体的电阻为 2R ，则下列说法中正 确的是（ ） A. 1 2: 1: 3R R  B. 1 2: 3 :1R R  C. 将 1R与 2R 串联后接于同一电源上，则它们两端的电压之比 1 2: 1: 3U U  D. 将 1R与 2R 并联后接于同一电源上，则通过它们的电流之比 1 2 1:3I I : 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．因为该图线是 I-U 图线，则图线的斜率倒数比值反映电阻的比值，所以电阻之 比为 1 2: 1: 3R R  ，故 A 正确，B 错误； C．将 1R与 2R 串联后接于同一电源上，电流相等，电压之比等于电阻之比，则它们两端的电 压之比 1 2: 1: 3U U  ，故 C 正确； D．将 1R与 2R 并联后接于同一电源上，电压相等，电流之比等于电阻反比，则通过它们的电 流之比 1 2: 3 :1I I  ，故 D 错误。 故选 AC。 - 5 - 8. 1970 年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道 绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为 1v 、 2v ，近地点到地心的距 离为 r，地球质量为 M，引力常量为 G。则（ ） A. 1 2v v B. 1 2v v C. 1 GMv r  D. 1 GMv r  【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第二定律可知，从远地点到近地点卫星做加速运动，而近地点到远 地点，卫星做减速运动，所以近地点的速度大于远地点的即 1 2v v 故 A 错误，B 正确； CD．由公式 2 2 GmM vm r r  得 GMv r  若卫星绕地心做轨道半径为 r 的圆周运动时，线速度大小为 GMv r  ，将卫星从半径为 r 的圆轨道变轨到图示的椭圆轨道，必须在近地点加速，所以有 1 GMv r  故 C 正确，D 错误。 故选 BC。 - 6 - 9. 如图所示，平行板电容器和恒定直流电源相连，箭头表示电流方向．下列说法正确的有 A. 电容器正在充电 B. 电容器正在放电 C. 电容器两板间距离可能正在变大 D. 电容器两板间距离可能正在变小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．平行板电容器和恒定直流电源相连，电容器两端电压不变，箭头表示电流方向， 则有电容器正在充电，故 A 正确，B 错误； CD．电容器正在充电，电容器两板所带电量增大，电容器的电容增大，根据 4 SC kd    ，所以 电容器两板间距离可能正在变小，故 D 正确，C错误； 故选 AD。 10. 如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动 轨迹，A、B、C为轨迹上的三点。下列判断正确的是（ ） A. 轨迹在一条电场线上 B. 粒子带正电 C. 场场强 A CE E D. 粒子的电势能 p pA CE E 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带电粒子只在电场力作用下运动，要使轨迹与电场线重合，电场线一定为直线， 由图可知，轨迹并不是直线，故 A 错误； B．电场线方向从电势高的等势面指向电势低的等势面，根据曲线运动的受力特点可以判断粒 子受力方向与电场线方向一致，故粒子带正电，故 B 正确； - 7 - C．等差等势面越密处电场强度越强，由图可知，A处等势面更密即 A处电场强度更强，故 C 错误； D．由图可知，A 处的电势比 C 处电势低，由于粒子带正电，则 p pA CE E 故 D 正确。 故选 BD。 11. 如图所示，两个相同的小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至 水平后由静止释放小球，以悬点所在平面为零重力势能面，当两小球通过最低点时，相同的 是（ ） A. 动能 B. 重力势能 C. 机械能 D. 加速度 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据动能定理得 21 2 mgL mv 解得 2v gL 因为 L 不等。所以速度不等，故动能不等，A 错误； B．以悬点所在平面为零重力势能面，又最低点到零势能面的高度不同，所以在最低点两球的 重力势能不等，B 错误； C．两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，质量相同，都从零势能面静止释放， 所以在任意位置两者的机械能都相等，C 正确； D．根据 2va L  解得 2a g - 8 - 所以两球加速度相等，D正确。 故选 CD。 三、填空题（每空 2 分，共 16 分） 12. 现有一个电流表 G，内阻 Rg=30Ω，满偏电流 Ig=1mA。 (1)把它改装成量程为 0~3V 的电压表，要________（填“串联”或“并联”）一个_______Ω 的电阻。 (2)把它改装成量程为 0~0.6A 的电流表，要________（填“串联”或“并联”）一个_____Ω 的电阻。 【答案】 (1). 串联 (2). 3Ω2.97 10 (3). 并联 (4). 0.05Ω 【解析】 【详解】(1)[1][2]把它改装成量程为 0~3V 的电压表，要串联一个分压电阻，电阻大小为 3 3 3 30Ω 2.97 10 Ω 10g g UR R I       (2)[3][4]把它改装成量程为 0~0.6A 的电流表，要并联一个分流电阻，其大小为 3 3 10 30 Ω 0.05Ω 0.6 10 g g g I R R I I         13. 用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为 d，质量为 m 的小球从 A 点由静止下 落，下方 ( )H H d 处固定一个光电门 B，小球经过光电门的挡光时间 t可由计时器测出， 重力加速度为 g。 (1)小球经过光电门时的速度 v  _____； (2)小球从 A 下落到 B 的过程中，重力势能减少量 pE  _____；（用题中字母表示） (3)改变 H重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了形象直观，应该画_____； A． t H 图象 B． 2t H 图象 C． 2 1 H t  图象 D． 2t H 图象 (4)小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图乙所示。由此测量小球经过光 - 9 - 电门 B 时的动能比真实值_____。（选填“大”、“小”或“相等”） 【答案】 (1). d t (2). mgH (3). C (4). 大 【解析】 【详解】(1)[1]小球经过光电门时的速度 dv t  (2)[2]小球从 A 下落到 B 的过程中，重力势能减少量 pE mgH  (3)[3]本实验验证机械能守恒则有 2 2 2 1 1 2 2 dmgH mv m t    即 2 2 1 1 2 dH g t    用图象法处理数据，为了形象直观，应该画 2 1 H t  图像，故选 C (4)[4]小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，可知用小球的直径表示挡光的位移， 挡光的位移偏大，根据 dv t  知，速度测量值偏大，则测量小球经过光电门 B 时的动能比真实 值大 四、计算题（本题共 5 小题，共 46 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤。只写出最后答案的不能得分。） 14. 2019 年 4 月 10 日，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图 所示。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸（光速为 c）。已知引力 常量为 G。 (1)如果天文学家观测到一天体以速度 v 绕某黑洞做半径为 r的匀速圆周运动，求黑洞的质量 M； (2)若黑洞的质量为 M，半径为 R，其逃逸速度公式为 2GMv R   。求该黑洞的最大半径 mR 。 - 10 - 【答案】(1) 2v rM G  ；(2) 2 2 m GMR c  【解析】 【详解】(1)由万有引力等于向心力 2 2 Mm vG m r r  得 2v rM G  (2)由题可知 2 m GMc R  得 2 2 m GMR c  15. 如图所示，水平虚线表示匀强电场中的两等势面，电势分别为 2V 和 5V ，两等势面相 距10cm。一带电荷量为 61 10 C  的点电荷在外力作用下从 a 点匀速移动到 b点， 30cmab  ，不计重力，求： (1)点电荷的电势能如何变化，变化了多少？ (2)所加外力的大小和方向。 【答案】(1)减少了 63 10 J ；(2) 53 10 N ，方向竖直向上 【解析】 【详解】(1)由  p abE q     ，得 - 11 - 6 6 p 1 10 ( 5 2) 3 10 JE            则电势能减少了 63 10 J (2)ab 两点电势差 ab a b 3VU     由 UE d  得 30V/mE  向竖直向下；由 F Eq 得 53 10 NF   方向竖直向上 16. 如图所示，真空中竖直放置的两块平行金属板间加上恒定电压 0U ，一质量为 m，电荷量 为 q 的正点电荷从左板处由静止释放，从右板的小孔水平射出后，进入一个两板水平放置的 平行板电容器，进入时点电荷贴着上极板，经偏转后从下极板边缘飞出。已知电容器的电容 为 C，极板间距为 d，长度为 kd，两板间电压恒定。不计点电荷的重力，求： (1)电荷进入电容器时的速度 0v 的大小； (2)电容器极板所带电荷量 Q的大小。 【答案】(1) 0 0 2qUv m  ；(2) 02 4Q CU k  【解析】 【详解】(1)由动能定理 2 0 0 1 2 qU mv 解得 0 0 2qUv m  - 12 - (2)在水平放置的电容器中，水平方向 0kd v t 竖直方向 21 2 d at 又 Uq ma d  联立可解得 02 4U U k  极板带电荷量Q CU ，则 02 4Q CU k  17. 如图所示为中华恐龙园水上滑梯示意图，它由斜槽 AB和水平槽 BC构成。设斜槽光滑， AB 的高度差 15mH  ，BC面高出水面的距离 0.80mh  。小明质量 50kgm  ，从滑梯顶 端 A 点由静止滑下，入水点和 C 点的水平位移为6m，不计空气阻力，g 取 210m/s 。求： (1)小明到达 B点的速度 Bv ； (2)小明在 BC段克服阻力做的功 fW 。 【答案】(1)10 3m/s；(2)1875J 【解析】 【详解】(1)从 A 到 B，由机械能守恒得 2 B 1 2 mv mgH 解得 - 13 - 10 3m/sBv  (2)由公式 21 2 h gt 得 0.4st  由公式 cx v t 得 15m/scv  A 到 C，由 2 f 1 2 cmgH W mv  得 f 1875JW  18. 小明以 v0=10m/s 初速度竖直向上抛出一个质量 m=0.1kg 的皮球，最后又在抛出点接住皮 球．假设皮球在空气中所受阻力大小为重力的 k=0.25 倍．g取 10m/s2．求： (1)皮球刚抛出时的动能； (2)皮球上升过程损失的机械能； (3)皮球落回抛出点时重力的功率. 【答案】（1）5J（2）1J（3） 2 15 W 【解析】 【详解】（1）由动能公式得： 2 0 1 5 2kE mv J  （2）对皮球上升过程应用动能定理： （mg+kmg）h=0- 2 0 1 2 mv 得：h=4m 皮球上升过程损失的机械能：E 损=fh=kmgh=1J （3）对皮球上升和下降全过程应用动能定理： kmg∙2h= 2 2 0 1 1 2 2 mv mv 得： 2 15v  m/s 重力的瞬时功率：P=mgv= 2 15 W 19. 如图所示，质量均为 m 的 A、B 小球用长为 l 的轻绳相连，A球套在光滑且足够长的水平 - 14 - 横杆上。先用手固定 A 球，给 B球一水平向右的初速度，B 球恰能运动到水平横杆等高处，当 B球摆回到最低点时，手从 A球上释放，B球第二次到达最高点时其位于水平横杆下方 2 l 处。 已知重力加速度为 g。求： (1)B 球刚开始运动时初速度 0v ； (2)B 球第二次到达最高点时，A 球的速度大小 1v ； (3)从 B 球开始运动到第二次到达最高点的过程中，轻绳对 B球做的功 W。 【答案】(1) 2gl ；(2) 2 gl ；(3) 4 mgl 【解析】 【详解】(1)对 B 球由机械能守恒有 2 0 1 2 mv mgl 解得 0 2v gl (2)B 球第二次到达最高点时，A、B 速度相同，均为 1v ；由机械能守恒定律得： 2 2 0 1 1 1 2 2 2 2 lmv mg mv  解得 1 2 glv  (3)从 B 球开始运动到第一次到达最高点的过程中，对 B球：由 2 2 1 0 1 1 2 2 2 lW mg mv mv   得 - 15 - 4 mglW   - 16 -