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江苏省镇江中学高一年级期末统测模拟试卷

（物理）

一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 如图所示，两点分别位于大、小轮的边缘，点位于A大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则两点的向心加速度大小之比为（　　）

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

【详解】若B点角速度为ω，则根据v=ωr可知，A点的角速度为，AC的角速度相等，可知C点的角速度为；根据a=ω²r可知两点的向心加速度大小之比为4:1。

故选B。

2. 如图所示为真空中两个点电荷形成的等势面和电场线的分布，左右两个电荷的电荷量大小分别是和，则（　　）

A. B.

C. 和是同种电荷 D. 和是异种电荷

【答案】D

【解析】

【详解】由电场线分布可知，部分电场线从一个电荷出发到另一电荷终止，可知和是异种电荷，因电荷A周围电场线较B密集很多，可知。

故选D。

3. 万有引力定律表达式中，的单位正确的是（　　）

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据

可得G的单位正确的是

故选D。

4. 设地球的质量均匀分布，地球半径为。现在距离地面处静止释放一个小物块，当小物块落到地面时，正好掉进一条贯穿地心的细直管道，则物体由静止开始运动到地球球心的过程中，加速度大小说法正确的是（　　）

A. 一直变大 B. 先变大后不变 C. 先变大后变小 D. 先不变后变小

【答案】C

【解析】

【详解】设小物块到地面的高度为h，则其落到地面之前，有

可知，该过程加速度逐渐变大，根据质量均匀分布的球壳对球壳内任一位置处的物体的万有引力为零，可知小物体进入管道后

其中，r为小物块到地心的距离，可知该过程加速度变小。

故选C。

5. 如图（a）和（b）所示，用电路做电容的充放电实验。充电过程得到电路中的电流和电容器两极板的电荷量随时间变化的图线(c)和(d)。接着用充完电的电容器做放电实验如图（b）所示，则放电时电路中的电流大小和电容器的电荷量随时间变化关系正确的图分别是（　　）

A. （c）和（c） B. （d）和（d） C. （c）和（d） D. （d）和（c）

【答案】A

【解析】

【详解】电容器放电时电路中的电流逐渐减小，则图像为（c）；电容器的电荷量也随时间逐渐减小，图像为（c）。

故选A。

6. 利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验装置如图所示，则下面叙述中符合实验中观察到的结果的是（　　）

A. N板向上平移，静电计指针偏角变大

B. N板向左平移，静电计指针偏角不变

C. 保持N板不动，在MN之间插入一块绝缘介质板，静电计指针偏角变小

D. 保持N板不动，在MN之间插入一块金属板，静电计指针偏角变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

N板向上平移，则d减小，C变大，根据

Q=CU

因Q一定，则U减小，即静电计指针偏角变小，选项A错误；

B．N板向左平移，则S减小，根据

C减小，根据

Q=CU

因Q一定，则U变大，可知静电计指针偏角变大，选项B错误；

C．保持N板不动，在MN之间插入一块绝缘介质板，根据

则C变大，根据

Q=CU

因Q不变，则Ｕ减小，即静电计指针偏角变小，选项C正确；

D．保持N板不动，在MN之间插入一块金属板，相当于d减小，根据

则C变大，根据

Q=CU

因Q不变，则Ｕ减小，即静电计指针偏角变小，选项D错误。

故选C

7. 同一颗人造卫星，若沿不同的半径绕地球做圆周运动，以下说法正确的是（　　）

A. 轨道半径越大，动能越小，机械能越小

B. 轨道半径越大，动能越大，机械能越大

C. 卫星转动周期可以小于60分钟

D. 卫星转动周期可以大于24小时

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据万有引力提供圆周运动向心力有

得

卫星的动能

卫星的引力势能

则卫星的机械能

可见卫星轨道半径越大，动能越小，机械能越大，AB错误；

CD．根据万有引力提供圆周运动向心力有

得

卫星轨道半径越大，卫星的周期越大，可以大于静止卫星的周期24小时，而近地卫星的周期约为84.4分钟，故卫星的周期不可能小于60分钟，D正确，C错误。

故选D。

8. 如图所示，长度为l的轻质细线一端固定在天花板上的A处，另一端与小物块B连接。某时刻给物块B一大小为的水平初速度，则从该时刻至B运动到最高点的过程中（重力加速度为，不计阻力）（　　）

A. 绳子拉力的最小值为 B. 绳子拉力的最小值为

C. B在最高点的加速度大小为 D. B在最高点的加速度大小为0

【答案】A

【解析】

【详解】CD．B到达最高点时满足

可得

θ=60°

在最高点的加速度为

选项CD错误；

AB．设某时刻细线与竖直方向夹角为α，则由机械能守恒

在该点时

解得

因α角最大值为60°，可知T最小值为

选项A正确，B错误；

故选A。

9. 如图所示，位于竖直平面内的半径为的均匀带正电的细圆环，电荷量为。圆环在其轴线上距离圆心等于处的A点的场强为现将圆环撤去，在圆环的圆心处放置一个电荷量是的电荷，使得A点的场强仍为，则的大小是（　　）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】将圆环等分为n个小段，当n相当大时，每一小段都可以做点电荷，其所带电荷量为

每一点电荷在A处的场强为

对称性知，各小带电环在A处的场强的垂直于轴向的分量相抵消，而轴向分量之和即为带电环在A处的场强

现将圆环撤去，在圆环的圆心处放置一个电荷量是的电荷，使得A点的场强仍为，则

解得

故C。

10. 如图所示，足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到最高点2的位置。设足球受到的阻力与运动速度大小成正比，以下关于从2到3的运动过程中，足球重力势能以及动能的变化说法正确的是（已知落地前，足球的速度在增加）（　　）

A. 变小，先变小后变大

B. 变小，一直变大

C. 和均变大

D. 变小，在最初的一段时间不能确定如何变化

【答案】A

【解析】

【详解】根据

可知从2到3，重力势能变小；在最高点时，重力与阻力的合力与速度之间的夹角为钝角，合力做负功，动能减小，且由已知落地前足球的速度在增加，可知动能在增大，所以从2到3，先变小后变大。

故选A。

11. 如图甲所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿时针方向匀速转动，转速。在暗室中用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘，观察到圆盘上的白点的图案如图乙所示，以下关于的数值可能正确的（　　）

A 30 B. 50 C. 80 D. 90

【答案】C

【解析】

【详解】由图乙可知一圈可能频闪8次，而一圈的时间为

所以频闪的时间为

则频闪的频率

即每秒闪光次数

选项中与560次整除的只有80次。

故选C。

二、实验题：共计12分

12. 如图1所示是验证机械能守恒定律的实验装置。

（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是_____________。

A. 低压交流电源 B. 天平（含砝码）

（2）该实验过程中，下列说法正确的是__________。

A. 先释放纸带再接通电源

B. 用手托住重物由静止释放

C. 重物下落的初始位置应靠近打点计时器

（3）重物下落过程中除了重力外会受到空气阻力和摩擦阻力的影响，故动能的增加量__________（选填“略小于”或“略大于”）重力势能的减少量，这属于__________（选“系统误差”或“偶然误差”）。

（4）按照正确的操作得到图2所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点的距离分别为，已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能的减少量__________，动能的增加量__________。

【答案】（1）A    （2）C    

（3）    ①. 略小于    ②. 系统误差    

（4）    ①.     ②.

【解析】

【小问1详解】

实验中还必须使用的器材是低压交流电源；因要验证的表达式两边都有质量，则不需要测量重物的质量，即不需要天平；

故选A。

【小问2详解】

A．实验时要先接通电源再释放纸带，选项A错误；

B．要用手捏住纸带上端，保持纸带竖直，然后由静止释放，选项B错误；

C．重物下落的初始位置应靠近打点计时器，以充分利用纸带，选项C正确。

故选C。

【小问3详解】

[1][2]重物下落过程中除了重力外会受到空气阻力和摩擦阻力的影响，故动能的增加量略小于重力势能的减少量，这属于系统误差。

【小问4详解】

[1]重物的重力势能的减少量

[2]动能的增加量

三、计算题：本题共4小愿，共计42分，8分+12分+12分+12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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13. 真空中有两个点电荷，为为，分别固定在轴的坐标为0和的位置上。求：

（1）轴上哪个位置电场强度为0；

（2）轴上处的电场强度方向。

【答案】（1）    

（2）沿轴负方向

【解析】

【小问1详解】

某点的电场强度是正电荷和负电荷在该处产生的电场的叠加，根据点电荷的场强公式

要使某处的电场强度为零，则正电荷和负电荷在该处产生的场强大小相等方向相反，根据点电荷电场的分布特点，电场强度为0的位置不会在的左边，因为的电荷量大于的，也不会在、之间，因为它们电性相反，在中间的电场方向都是一样的，所以电场强度为0的位置只能在的右边。设该位置据的距离是L，则有

其中

解得

所以坐标轴上电场强度为零的位置是

【小问2详解】

正电荷在轴上处的电场强度方向沿轴正方向，大小为

负电荷在轴上处的电场强度方向沿轴负方向，大小为

则在轴上处的电场强度方向沿轴负方向。

14. 如图所示，固定在地上倾角为高为的斜面，表面粗糙动摩擦因数为，在斜面顶端处平滑连接固定光滑圆轨道的一部分，轨道顶部切向水平。已知物块从斜面底端A处上滑到处时的速度是v，重力加速度是。求：

（1）物块在A处的初速度；

（2）若物块能从圆弧轨道的最高点滑出，圆弧轨道的半径不能超过多大；

（3）若圆弧的半径比较大，物块不脱离圆弧轨道，圆弧的半径不小于多少。

【答案】（1）    

（2）    

（3）

【解析】

【小问1详解】

物块由A运动到B的过程中，根据动能定理，有

求得

【小问2详解】

设物块恰好能从圆弧轨道的最高点滑出，则滑块通过圆弧轨道最高点时，有

物块由B点运动到圆弧轨道最高点过程中，根据动能定理，有

以上两式联立，求得

若物块能从圆弧轨道的最高点滑出，圆弧轨道的半径不能超过

【小问3详解】

若物块恰好不脱离圆弧轨道，则物块的速度减为零时应与圆弧轨道的圆心等高，物块由B点运动到该点过程中，根据动能定理，有

求得

因此，若圆弧的半径比较大，物块不脱离圆弧轨道，圆弧的半径不小于

15. 某双星由质量不等的星体和构成，两星体在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为，到点的距离为，和的距离为，已知引力常量为，请计算：

（1）的加速度大小；

（2）的质量；

（3）双星的总质量。

【答案】（1）    

（2）    

（3）

【解析】

【小问1详解】

的加速度大小

【小问2详解】

根据万有引力提供向心力有

解得

，

【小问3详解】

双星的总质量

16. 建立如图所示的坐标系。两块足够大的金属板正对水平放置，两板间距为d，上下板分别带等量的正负电荷。一带正电的金属小球，距离下极板，以某一水平初速度自左向右射入电场，小球的电荷量q，质量m，重力加速度为g，金属板间的匀强电场场。若小球碰到金属板时，电荷性质立刻与金属板相同，电荷量大小不变：小球与板碰撞前后，沿板方向的速度不变，垂直板方向的速度大小不变方向相反，金属板的电荷量始终不变，小球第一次碰到极板时的坐标为，求

（1）小球的初速度等于多大；

（2）小球第二次碰到极板时的位置坐标；

（3）小球第三次碰到极板时的位置坐标和动能。

【答案】（1）    

（2）    

（3），

【解析】

【小问1详解】

小球所受电场力竖直向下，则加速度

小球距离下极板，小球第一次碰到极板时有

小球第一次碰到极板时的坐标为，则有

【小问2详解】

反弹后做匀速直线运动，到上极板运动时间

水平位移为

则小球第二次碰到极板时的位置坐标为。

【小问3详解】

第三段运动加速度和时间均与第一段相同，所以水平位移为，坐标为。

动能为

得到